Правительство США предпринимает серьезный шаг к созданию ядерных двигателей космического базирования⁠⁠

Личное мнение:
Американские военные хотят ядерный двигатель для своих космических «истребителей» контролирующих пространство вокруг Земли и Луны. Придумай кто иной, Китай или Россия, подобное - уже давно-бы стоял вой от «зеленых» и политиков во всех международных организациях, а сейчас тишина и восхищение американским инженерным гением. Естественно подобный заход от американской военщины является вызовом для остальных, и эти «остальные», в количестве двух штук, будут делать подобное. Китайцы как прилежные копипастеры всего нового, а русские достанут пыльные чертежи ушедшей страны и продолжат «ковать ядерный щит Родины». Офигевшие от этого безобразия юниты на поверхности привыкнут с недоверием смотреть в небо и мечтать о «мирном сосуществовании».

«НАСА хочет отправиться на Марс с этим двигателем».

ЭРИК БЕРГЕР - 27.07.2023, 12:01
Первоисточник

Художественная концепция демонстрации космического корабля Rocket to Agile Cislunar Operations (DRACO), на котором будет продемонстрирован ядерный тепловой ракетный двигатель.DARPA

Через четыре года, если все пойдет хорошо, ракетный двигатель с ядерной установкой впервые отправится в космос. Сама ракета будет обычной, но полезная нагрузка, выведенная на орбиту, будет совершенно новым аппаратом.

В среду НАСА объявило, что оно сотрудничает с Министерством обороны США в целях запуска космического аппарата с ядерным двигателем в космос уже в 2027 году. Космическое агентство США инвестирует около 300 миллионов долларов в проект по разработке двигательной установки следующего поколения для транспортировки в космосе.

«НАСА хочет отправиться на Марс с помощью этой системы», - сказал Энтони Каломино, инженер НАСА, который руководит программой агентства по космическим ядерным двигательным технологиям. «И это испытание действительно заложит нам эту основу».

Назад в будущее

Традиционные химические двигатели отлично подходят для отрыва ракет от поверхности Земли, но такие машины ужасно неэффективны для передвижения по Солнечной системе. Они не потребляют топливо; они его пожирают. Чтобы долететь до Марса, потребуется огромное количество топлива и жидкого окислителя, и на это потребуется не менее шести месяцев. Чтобы люди действительно стали космическим видом, должен быть лучший способ передвижения.

Вернер фон Браун, немецкий инженер, перебежавший в Соединенные Штаты после Второй мировой войны, признал потенциал ядерных тепловых двигателей еще до того, как его ракета Saturn V высадила людей на Луну с помощью химического двигателя. В конечном итоге это привело к проекту под названием NERVA (ядерный двигатель для применения в ракетных аппаратах). В конечном итоге он был отменен, чтобы помочь профинансировать космический челнок.

Основная идея проста: ядерный реактор быстро нагревает топливо, возможно, жидкий водород, а затем этот газ расширяется и выходит через сопло, создавая реактивную тягу. Но разработка всего этого для космических двигателей является сложной задачей, а кроме того, существуют нормативные трудности строительства ядерного реактора и безопасного запуска его в космос.

И поэтому технология ядерных тепловых двигателей долгое, долгое время лежала на полке. Наконец, в 2020 году любопытные люди из Агентства перспективных оборонных исследовательских проектов США заявили, что хотят протестировать летающую ядерную тепловую двигательную установку. Это положило начало программе под названием Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations DRACO (Демонстрационная ракета для гибких окололунных операций). Военные также заинтересованы в эффективном перемещении полезных грузов вокруг Земли и Луны — отсюда и включение окололунной ракеты в их планы.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
Отчет: единственным реальным путем НАСА для людей на Марсе является ядерный двигатель

Позже к ним присоединилось НАСА с целью разработки аналогичной технологии для миссии на Марс. Причина очевидна: многие ученые и инженеры считают, что единственным устойчивым способом развития программы исследования Марса является использование ядерных двигателей.

Дальнейший план

В среду НАСА и DARPA объявили, что выбрали компанию Lockheed Martin в качестве основного подрядчика по сборке экспериментального транспортного средства с ядерным тепловым реактором (X-NTRV) и его двигателя. Компания BWX Technologies станет одним из партнеров Lockheed Martin и разработает ядерный реактор и изготовит топливо из низкообогащенного урана высокого качества для питания реактора.

Стоимость премии составляет 499 миллионов долларов, сказала Табита Додсон, руководитель программы в DARPA, в ходе телеконференции с журналистами.

НАСА возьмет на себя ведущую роль в разработке ядерного двигателя, а DARPA будет курировать множество других вопросов, от требований ядерного регулирования до операций миссии и всех анализов безопасности транспортного средства. Ядерный реактор будет запущен с Земли в «холодном» режиме по соображениям безопасности и не будет включен до тех пор, пока не достигнет достаточно высокой орбиты.

Эта окончательная орбита еще не определена, но, вероятно, она будет находиться на высоте от 700 до 2000 км над поверхностью Земли, так что возвращение аппарата в атмосферу планеты произойдет через сотни лет после того, как произойдут какие-либо ядерные реакции.

По словам Додсона, аппарат с ядерным двигателем будет запускаться в обтекателе полезной нагрузки ракеты Falcon 9 или Vulcan и будет выглядеть почти так же, как верхняя ступень обычной ракеты. Он будет состоять из большого водородного топливного бака, ядерного реактора, несущей конструкции космического аппарата и сопла. Как только он достигнет безопасной орбиты, реактор будет включен. Затем жидкий водород будет нагреваться от 20 Кельвинов — всего на 20° Цельсия выше абсолютного нуля — до 2700 Кельвинов менее чем за секунду.

А потом? Что ж, посмотрим. Есть некоторые неизвестные в работе реактора и его уранового топлива в условиях невесомости.

«Важно иметь в виду, что это демонстрационный двигатель», - сказал Додсон. «И точно так же, как при любом другом испытании ракетного двигателя, НАСА, возможно, потребуется провести серию последующих работ по разработке двигателя, чтобы приблизиться к своему идеальному действующему двигателю».

Не забывайте о водороде

Этот эксперимент интересен не только испытанием ядерного двигателя. В то время как множество новых технологий будет использовано для разработки ядерного реактора, способного работать в условиях микрогравитации, много усилий также будет затрачено на управление жидким водородным топливом на борту космического аппарата.

До сих пор жидкий водород успешно хранился в космосе всего несколько дней, поскольку его температура кипения превышала чрезвычайно низкое значение в 20 градусов Кельвинов. По словам Додсона, в ходе этой миссии будет предпринята попытка сохранить жидкий водород в ультрахолодном состоянии на пару месяцев, что даст достаточно времени для многократных испытаний ядерного теплового двигателя.

После того, как топливо закончится, двигатель больше не сможет работать, хотя специалисты миссии на земле по-прежнему будут поддерживать связь с космическим аппаратом. Миссия могла бы быть продлена, если бы ее можно было заправлять топливом с помощью специальных роботизированных аппаратов, и Додсон сказал, что разработчики космического аппарат пытаются учесть такую возможность.

Однако, возможно, к тому времени НАСА и DARPA узнают достаточно, чтобы приступить к разработке работающего двигателя, который будет куда-то летать.

ЭРИК БЕРГЕР - старший космический редактор Ars Technica, освещающий все - от астрономии до частного космоса и шаткой политики НАСА, и автор книги "Старт" о расцвете SpaceX. Эрик, дипломированный метеоролог, живет в Хьюстоне.