<< НАЗАД ко всем статьям

Ядерные ракеты могут быть использованы для сокращения времени полета до Марса в два раза.

 К северу от реки Теннесси, недалеко от Хантсвилла, штат Алабама, на небольшой поляне окруженной соснами и кедрами, находится небольшой, шестиэтажный, ракетный испытательный стенд. Именно здесь, в укромном уголке Центра космических полетов НАСА им. Маршалла, армия США и НАСА провели ключевые испытания во время разработки ракеты Редстоун. В 1958 году эта ракета стала первой, доставившей ядерное оружие. Три года спустя она доставила первого американца в космос.

Запутанная история с ядерным оружием и космосом снова всплывает на поверхность, прямо по дороге от испытательного стенда Редстоуна. На этот раз инженеры НАСА хотят создать нечто обманчиво простое: ракетный двигатель с ядерным делением.

 Ядерный ракетный двигатель будет в два раза эффективнее, чем химические двигатели, питающие ракеты сегодня. Но, несмотря на свою концептуальную простоту, малоразмерные реакторы деления сложно построить и рискованно эксплуатировать, поскольку они производят токсичные отходы. Космические путешествия достаточно опасны сами по себе, чтобы еще беспокоиться о возможности ядерного взрыва. Но для будущих миссий людей на Луну и Марс НАСА считает, что такие риски будут необходимы.

В центре ядерной ракетной программы НАСА находится Билл Эмрич, человек, который буквально написал книгу о ядерных двигателях. «Вы можете долететь до Марса на химическом топливе, но это очень сложно», — говорит Эмрич. «Путешествовать дальше Луны гораздо лучше с ядерным двигателем».

 Эмрих исследует ядерные двигатели с начала 90-х годов, но его работа стала крайне востребованной именно сейчас, поскольку администрация Трампа подталкивает НАСА к тому, чтобы как можно скорее «поставить ботинки на Луну», готовясь к путешествию на Марс. Хотя вам и не нужен ядерный двигатель, чтобы добраться до Луны, этот маршрут станет идеальным испытательным полигоном для технологии ядерного двигателя, которая почти наверняка будет использоваться при выполнении любого полета на Марс.

 Давайте проясним одно: ядерный двигатель не выведет ракету на орбиту. Это слишком рискованно. Если ракета с горячим ядерным реактором взорвется на стартовой площадке, вы получите катастрофу чернобыльского/фукусимского масштаба. Нет, это будет работать иначе. Обычная ракета с химическим двигателем выведет на орбиту космический корабль с заглушенной ядерной установкой, уже после этого будет запущен реактор. Огромное количество энергии, производимой подобными реакторами, может быть использовано для поддержания человеческих аванпостов в других мирах и сокращения времени поездки на Марс в два раза.

«Многие проблемы освоения космоса требуют постоянной доступности энергии высокой плотности, и есть класс таких проблем, для которых ядерная энергетика является предпочтительным, если не единственным, вариантом», — сказал Национальному космическому совету в августе Рекс Геведен, бывший помощник администратора НАСА и Генеральный директор энергетической компании BWX Technologies. Это утверждение Геведена было поддержано администратором НАСА Джимом Бриденстайном, который назвал ядерные двигатели «фактором меняющим правила игры» и сказал вице-президенту Майку Пенсу, что использование реакторов деления в космосе — это «возможность, которой обязаны воспользоваться Соединенные Штаты».

Это не первый случай, когда НАСА заигрывает с ядерными ракетами. В 1960-х годах правительство разработало несколько ядерных реакторных двигателей, которые демонстрировали гораздо большую эффективность, чем обычные химические двигатели. В НАСА заговорили о постоянной лунной базе и первой миссии с экипажем на Марс в начале 80-х годов. (Звучит знакомо?) Но, как и во многих других проектах НАСА, ядерные ракетные двигатели вскоре потеряли популярность из-за чрезвычайно высокой сложности и стоимости разработки на тот момент, и отдел, отвечающий за них, был закрыт.

 Были и многочисленные технические препятствия. Хотя концепция ядерных ракетных двигателей достаточно проста — реактор доводит водород до стремительных температур, а газ выталкивается через форсунку, — разработка реакторов, способных выдерживать собственное тепло, была сложна. «Земные» реакторы деления работают при температуре около 600 градусов по Фаренгейту. Реакторы, используемые в ракетных двигателях, должны быть разогреты до температуры более 4000 градусов по Фаренгейту.

В течение последнего десятилетия Билл Эмрич(руководитель ядерной ракетной программы НАСА) и его команда инженеров моделировали экстремальные условия внутри ядерного ракетного двигателя в Центре космических полетов им. Маршалла. Вместо того, чтобы вызвать реакцию деления, они используют большое количество электричества — достаточное для удовлетворения потребностей в энергии нескольких сотен средних американских домов — чтобы нагреть топливный элемент на несколько тысяч градусов. «Это можно сравнить с большой микроволновой печью», — говорит Эмрич.

 Ядерный ракетный симулятор НАСА, NTREES, испытывает материалы, которые могут противостоять сверхвысокой температуре.

 Этот проект, получивший название NTREESNuclear Thermal Rocket Element Enviromental Simulator (симулятор окружения тепловых элементов ядерных ракет), стал основой возвращения НАСА к ядерным двигателям. Эмрич и его команда используют большую камеру симулятора, чтобы изучить, как материалы реагируют на экстремальное тепло, не подвергаясь затратам или опасностям исполльзования полностью ядерного двигателя, как это делала НАСА в 60-х годах. Через несколько лет после запуска проекта NTREES, НАСА развернуло его в более крупную программу для изучения вариантов интеграции ядерного двигателя в систему Space Launch System — ракету-носитель следующего поколения для тяжелых грузов.

Ранние программы заложили основу для развития ядерного ракетного двигателя. Следующим шагом НАСА стала разработка оборудования, необходимого для перехода от теории к действительности. В 2017 году НАСА заключило с BWX Technologies трехлетний контракт на сумму 19 миллионов долларов на разработку топлива и компонентов реактора, необходимых для ядерного двигателя. В следующем году Конгресс выделил 100 миллионов долларов из бюджета НАСА на развитие технологий ядерных двигателей. И в этом году они получили еще один импульс, когда Конгресс добавил еще 125 миллионов долларов на ядерные двигатели.

 Но прежде чем ядерный ракетный двигатель совершит свой первый полет, НАСА должно пересмотреть свои правила запуска ядерных материалов. В августе Белый дом выпустил меморандум, в котором НАСА было поручено разработать протоколы безопасности для эксплуатации ядерных реакторов в космосе. Как только они будут приняты НАСА, «почва будет готова» к первому полету в космос с использованием ядерного двигателя, который запланирован на 2024 год. Это совпадает с окончанием президентского срока Трампа и на этот же год запланировано «возвращение американских астронавтов на Луну». Возможно, что в этот раз они отправятся уже на ядерной ракете.

Источник: ЯДзен