Новый ядерный двигатель поможет долететь до Марса всего за 3 месяца

Поскольку химические ракетные двигатели, которые сейчас используются во всех ракета-носителях, скоро могут достичь предела своих возможностей, а тяга электродвигателей слишком мала, инженеры находятся в поиске более эффективных и мощных решений, использующих ядерную энергию в каком-либо виде. Ракеты, работающие на ядерной установке, могут быть многократно эффективнее, чем на химической.

В целом, ракетные двигатели с ядерной установкой — далеко не новость. В 1960-х годах как США, так и Советский Союз разработали и испытали тепловые ядерные ракеты. Однако программы Project Rover и NERVA (ядерный двигатель для ядерных ракет) были прекращены в начале 1970-х годов, незадолго до старта испытательных полетов. 

Общая проблема всех проектов ядерных ракетных двигателей — трудности с созданием легкой и при этом безопасной для использования за пределами земной атмосферы установки.

Компания из Сиэтла USNC-Tech (Ultra Safe Nuclear Technologies) в рамках исследования возможностей освоения дальнего космоса представила NASA новый концептуальный проект ядерной установки. Этот двигатель более надежен, чем предшествующие ему разработки, а удельный импульс его тяги, который определяет эффективность двигателя, в два раза больше, чем у химического.

Разработчики используют в своей концепции новое поколение керамического микрокапсулированного топлива, которое обеспечивает новый подход к внутренней безопасности реактора. Его основа — уран с обогащением выше 5% и ниже 20% (HALEU), который производится из переработанного топлива для мирного использования. Он обогащен больше, чем топливо в гражданских ядерных установках, но меньше, чем в военно-морских.

Такое топливо намного устойчивее стандартного топлива TRISO, которое содержит побочные радиоактивные продукты деления. Новое топливо чрезвычайно прочное и с исключительно высокой температурной стабильностью. Из-за этого безопасность всей конструкции заметно повышается. И при этом у нового двигателя высокий удельный импульс тяги — главная характеристика таких установок, — что раньше достигалось только с высокообогащенным ураном. Еще важно, что это топливо производится уже существующими заводами и не нужно менять налаженные цепочки поставок.

Так что основная особенность концептуального проекта — схожесть технологий производства с наземными двигателями. Это позволяет использовать достижения в ядерных технологиях и инфраструктуре наземных систем, что в результате заметно упрощает и удешевляет изготовление космических двигателей.

Есть вероятность, что ядерные двигатели, основанные на новой концепции, серьезно сократят время полетов в дальний космос, а перелет на Марс с экипажем на борту будет осуществлен всего за три месяца. Концепция нацелена не только на NASA и Министерство обороны США, но и на коммерческий рынок, то есть разработку можно будет использовать и для частных полетов.