Космічна агенція оголосила про співпрацю з Міністерством оборони США щодо випробувань ядерного двигуна у космосі вже у 2027 році. Силову установку розробить компанія Lockheed Martin, а NASA інвестує у це $300 млн.
Традиційний хімічний двигун чудово підходить для запуску ракет з поверхні Землі, однак для переміщення Сонячною системою знадобиться значно більша кількість палива, в чому потенційно може допомогти ядерна силова установка. Про її потенціал німецький інженер Вернер фон Браун говорив ще задовго до того, як його ракета Saturn V з хімічним двигуном висадила людей на Місяці. Зрештою це призвело до розробки проєкту під назвою NERVA, який, утім, незабаром скасували.
Основна ідея ядерного двигуна проста: ядерний реактор нагріває паливо, ймовірно, рідкий водень, який розширюється й, проходячи через сопло, створює тягу. Ядерні теплові ракети можуть бути в три або більше разів ефективніші за звичайні ракети з хімічними двигунами.
За задумом використання ядерної теплової ракети дозволить скоротити час польоту, що є ключовим компонентом пілотованих місій на Марс (триваліші польоти вимагають більшої кількості запасів і надійніших систем), а також збільшити корисне навантаження для наукових досліджень та забезпечити вищу потужність для приладів та зв’язку.
У 2020 році Агенція перспективних оборонних дослідницьких проєктів (DARPA) заявила, що планує випробувати летючу ядерну систему теплової тяги, що дало старт проєкту Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations (DRACO). Згодом до розробки аналогічної технології приєднались і в NASA – щоправда, військові були зацікавлені у переміщені корисних вантажів навколо Землі та Місяця, тоді як космічна агенція планувала використати ядерний двигун для дослідження Марса.
У середу NASA і DARPA оголосили, що обрали Lockheed Martin для створення експериментального корабля з ядерним тепловим реактором (X-NTRV). BWX Technologies стане одним із партнерів компанії й займеться розробкою ядерного реактора та виготовленням високоякісного низькозбагаченого уранового палива. Усе це, за словами програмного менеджера DARPA Табіти Донсон, обійдеться у $499 млн.
NASA візьме на себе провідну роль у розробці ядерного двигуна, а DARPA контролюватиме низку інших питань: від ядерних регулятивних вимог до операцій місії та аналізів безпеки транспортного засобу. Ядерний реактор запускатиметься в «холодному» режимі з міркувань безпеки й не вмикатиметься, доки не вийде на достатньо високу орбіту (висота орбіти ще остаточно не визначена, але, ймовірно, складе від 700 до 2000 км над поверхнею Землі).
Додсон каже, що космічний корабель з ядерним двигуном перебуватиме в обтічнику корисного навантаження ракети Falcon 9 або Vulcan, і виглядатиме майже так само, як верхній ступінь звичайної ракети. Він складатиметься з великого водневого паливного бака, ядерного реактора, опорної конструкції космічного корабля та сопла. Як тільки транспорт досягне безпечної орбіти, реактор введуть у дію – рідкий водень нагріватиметься від -253 до +2427 градусів Цельсія менш ніж за секунду.
«Важливо пам’ятати, що це демонстраційна технологія. І, як і в будь-якому іншому випробуванні ракетного двигуна, NASA скоріш за все доведеться провести серію подальших робіт з розробки двигуна, щоб наблизитися до ідеальної робочої системи», – каже Додсон.
Експеримент важливий не лише з точки зору випробування ядерного двигуна, а й використання водневого палива в космічному транспорті. Досі рідкий водень зберігали в космосі лише кілька днів, оскільки він закипає при температурі вище -253 градуси Цельсія. Місія ж спробує зберегти рідкий водень в ультрахолодному стані протягом кількох місяців, чого буде достатньо для кількох випробувань ядерного теплового двигуна. Розробники намагаються врахувати й можливість дозаправки корабля космічним роботом.
Джерело: Engadget, Ars Technica