НАСА и DARPA выбирают Lockheed Martin для разработки демонстрационной ядерной силовой установки DRACO⁠⁠

Личное мнение:
США в отличии от России и Китая, выбрали другой путь с ядерной космической энергетикой. Разрабатывают тепловые ядерные двигатели, а не ядерные электростанции. И это отличная новость, будут реальные попытки реализации различных концептов. И выбор лучшего для тиражирования и освоения.

Джефф Фауст, 26 июля 2023
Первоисточник

Lockheed Martin в партнерстве с BWXT разработает для НАСА и DARPA транспортное средство для демонстрации технологий ядерной тепловой силовой установки на околоземной орбите. Автор: Lockheed Martin

ВАШИНГТОН — НАСА и DARPA выбрали компанию Lockheed Martin для разработки космического аппарата для демонстрации технологий ядерного двигателя на околоземной орбите в конце этого десятилетия.

26 июля два правительственных агентства объявили, что достигли соглашения с компанией Lockheed Martin о разработке космического аппарата для программы демонстрационной ракеты для гибких окололунных операций (DRACO). НАСА и DARPA объявили в январе, что будут сотрудничать в DRACO для демонстрации технологий ядерной тепловой силовой установки (NTP), представляющих интерес для обоих агентств.

Lockheed работает с BWXT над программой, в рамках которой BWXT построит ядерный реактор для DRACO и топливо из низкообогащенного урана (HALEU) высокого качества. Этот реактор будет нагревать жидкий водород, находящийся на космическом аппарате, превращая его в высокотемпературный газ, обеспечивающий тягу.

Соглашение структурировано как поэтапное соглашение о полномочиях в отношении других транзакций общей стоимостью 499 миллионов долларов, сказала Табита Додсон, менеджер программы DRACO в DARPA, во время разговора с журналистами. Расходы распределяются поровну между НАСА, ответственного за ядерный реактор, и DARPA, ответственного за космический аппарат и разрешения регулирующих органов. Space Force обеспечат запуск ракеты-носителя, запланированный не позднее 2027 года.

И Lockheed, и BWXT вносят в программу собственные средства. Кирк Ширеман, вице-президент Lockheed Martin по кампаниям исследования Луны, назвал инвестиции своей компании в DRACO «значительными», но не назвал конкретную сумму. Аналогичным образом, Джо Миллер, президент BWXT Advanced Technologies, сказал, что его компания в течение нескольких лет инвестировала в разработку топлива для реактора, но также не предоставила конкретную сумму.

Как НАСА, так и Министерство обороны заинтересованы в NTP из-за его гораздо более высокой эффективности: в два-три раза большей, чем у химического двигателя, отметил Энтони Каломино, портфельный менеджер NASA по космическим ядерным технологиям, в ходе телефонного разговора. Для НАСА это означает потенциально более быстрые полеты на Марс, в то время как военные заинтересованы в большей маневренности в окололунном пространстве.

Однако DRACO будет очень ограниченной демонстрацией NTP. «По сути, это летающий испытательный стенд», - сказал Додсон. После запуска на рабочую орбиту, вероятно, высотой от 700 до 2000 километров, космический аппарат не будет совершать никаких серьезных маневров. Вместо этого основное внимание будет уделено реактору транспортного средства и использованию в нем топлива HALEU, которое ранее не использовалось в ядерных реакторах в космосе. «Это будет основной задачей демонстрации DRACO, и процесс сбора данных о реакторе HALEU определит успех миссии».

Официальные лица не раскрыли, какую тягу будет производить двигатель DRACO, хотя Каломино сказал, что у него будет определенный импульс, показатель эффективности, продолжительностью около 700 секунд. Это значительно больше, чем даже у лучших химических двигателей, хотя проектная цель систем NTP составляет от 850 до 900 секунд. «Для миссии DRACO мы находимся на том уровне, где мы можем получить инженерную значимость, необходимую для лучшего понимания двигателей с большей тягой».

Эти испытания легче проводить в космосе, чем на Земле, что было сделано в более ранних программах NTP, таких как NERVA НАСА полвека назад. Каломино сказал, что НАСА изучило возможность наземного испытания, которое требует специальной инфраструктуры для предотвращения попадания выхлопных газов двигателя в атмосферу, «и затраты на это на самом деле выше, чем, по нашим оценкам, будет стоить проведение этого испытания в космосе».

Додсон описал космический аппарат DRACO как аналогичный по размерам типичной верхней ступени ракеты-носителя. Он сможет вписаться в стандартные обтекатели полезной нагрузки ракеты-носителя, а Space Force используют свой контракт на космические запуски в целях национальной безопасности, чтобы обеспечить запуск ракеты-носителя либо на Falcon 9, либо на Vulcan Centaur с мыса Канаверал, штат Флорида.

После выхода на орбиту миссия DRACO продлится всего пару месяцев, что ограничено запасом жидкого водорода на борту. «Сохранение водорода является большой проблемой, поэтому мы захотим ускорить проверку космического корабля и ядерного реактора», - сказал Ширеман.

Однако и он, и правительственные чиновники оставили открытой возможность дозаправки DRACO, чтобы обеспечить продолжение испытаний. Додсон сказал, что DARPA провела переговоры с Space Force, которые заинтересованы в дозаправке в космосе, чтобы выяснить, можно ли спроектировать космический корабль с портом для подачи в него жидкого водорода.

Ширеман отметил, что перекачка жидкого криогенного топлива в космос еще не была продемонстрирована, хотя эта технология станет ключевой частью конструкции лунного посадочного модуля Blue Moon компании Blue Origin, для которого Lockheed Martin разрабатывает аппарат «cislunar transporter» для дозаправки.

«В конце концов, я все еще думаю, что вы все равно сможете продемонстрировать двигатель, даже если не сможете его заправить», сказал он, «но я бы с удовольствием заправил его, сохранил и использовал долгие годы».