Американские инженеры из Университета штата Огайо и Университета Алабамы в Хантсвилле работают над прототипом ракеты на жидком уране, которая могла бы вдвое сократить путешествие к Марсу.
Их прототип, получивший название центробежной ядерной тепловой ракеты, предусматривает вращение цилиндров с жидким ураном со скоростью в тысячи оборотов в минуту. Это вращение удерживает уран на месте, в то время как водород проходит сквозь него, нагреваясь, пока не будет вырываться из сопла с невероятной скоростью.
«Например, можно было бы осуществить безопасный односторонний полет на Марс за шесть месяцев, а не за год», — предполагает ученый из Университета Огайо, который возглавляет разработку, Спенсер Кристиан.
Сейчас традиционные космические ракеты близки к пределу собственных возможностей. В лучшем случае они достигают удельного импульса около 450 секунд, служащего показателем эффективности тяги. Этого достаточно для запуска спутников и миссий на Луну, однако более длительные путешествия к Марсу или Плутону обещают быть изнурительным и непредсказуемыми.
Ядерная тепловая установка взамен обещает вдвое большую эффективность за счет использования реакторов для нагрева топлива. Американские разработчики отмечают, что предложенная ими установка способна обеспечить удельный импульс около 1,5-1,8 тыс. секунд. Это может сократить полет к Марсу и обратно с почти двух лет до 420 дней.
«Чем дольше вы находитесь в космосе, тем выше ваша подверженность всевозможным рискам для здоровья. Поэтому, если мы сможем сделать этот период короче, это будет очень полезно», — подчеркивает ученый из кафедры машиностроения и аэрокосмической техники Университета штата Огайо Дин Ван.
Среди имеющихся технических проблем, которые необходимо будет решить для внедрения инновационной технологии:
- Разработка пористых стенок цилиндра, которые будут пропускать водород и предотвращать утечку урана;
- Предотвращение насыщения выхлопных газов парами урана, что может снизить эффективность;
- Управление всем процессом во время запуска и выключения, когда нестабильность наиболее вероятна.
В одном из экспериментов под названием BLENDER II, имитатор жидкого металла вращается со скоростью в несколько тыс. оборотов в минуту в рамках изучения поведения пузырьков газа в экстремальных условиях. Другие исследователи занимаются изучением диэлектрофореза, используя электрические поля для вытягивания случайных атомов урана из потока водорода перед запуском в космос.
«Для создания жизнеспособного двигателя требуется один или несколько методов снижения потерь топлива. В настоящее время оптимальный срок службы двигателя составляет около 10 часов полного времени работы — это значительно меньше, чем требуется для межпланетных перелетов», — подчеркивают американские исследователи.
В случае эффективности предложенной системы время космических полетов можно будет сократить как минимум вдвое, а это означает уменьшение вредного воздействия микрогравитации и других агрессивных условий на астронавтов. Однако преодоление технологических препятствий, вероятно займет еще не один год, поэтому не стоит рассчитывать на появление более скоростных и мощных ракет в течение ближайшего десятилетия.
Результаты исследования представлены в журнале Acta Astronautica
Источник: ZME Science
Сообщить об опечатке
Текст, который будет отправлен нашим редакторам: