Американские военные всерьез задумываются о ядерном тепловом двигателе

3В закладки
Аудио

У тебя есть NERVA —

«Ожидается, что в ближайшие годы активность в окололунном пространстве значительно возрастет».

arstechnica.com, Eric Berger, 15.06.2020

Эта концепция 1960-х годов иллюстрирует ядерно-тепловую ракету с тормозным диском на орбите Марса.

Есть много способов преодолеть космическое пространство, но большинство из них довольно медленные. Вот почему космическому кораблю, стартующему с Земли, даже при запуске в оптимальное время, требуется около шести месяцев, чтобы достичь орбиты вокруг Марса.

В течение десятилетий многие ракетостроители рассматривали двигательную установку, приводимую в действие ядерным реактором, как наиболее быстрое и практичное средство для более быстрого достижения Марса и других мест в Солнечной системе.

Вернер фон Браун, немецкий инженер, переехавший в Соединенные Штаты после Второй мировой войны, осознал потенциал ядерного теплового двигателя еще до того, как его ракета «Сатурн V» высадила людей на Луну с помощью жидкостного (химического) ракетного двигателя. В конце концов, это привело к проекту под названием NERVA, который расшифровывался как «Ядерный двигатель для ракетостроения». Этот проект был в конечном счете отменен, а деньги использованы для программы Space Shuttle.

С тех пор NASA поддерживало усилия по разработке ядерного теплового двигателя. Основная идея довольно проста — ядерный реактор нагревает топливо, например жидкий водород, он, расширяясь, выбрасывается через сопло ракеты и обеспечивает тягу. Однако ни один такой ракетный двигатель никогда не летал, и в настоящее время NASA больше заинтересовано в разработке ядерного реактора для снабжения энергией баз на поверхности других миров, чем в работе над двигателем.

DARPA начинает

Но теперь министерство обороны США заинтересовалось двигателями космического базирования. В прошлом месяце, по предварительному запросу, Агентство перспективных исследований Министерства обороны США (Defense Advanced Research Projects Agency — DARPA) объявило о намерении подготовить летающую ядерную тепловую установку к демонстрации в 2025 году.

С помощью этой демонстрационной ракеты для гибких окололунных операций — программы DRACO, оборонное агентство ищет технологию, которая позволит более оперативно управлять космическими аппаратами на околоземной орбите, лунной орбите и повсюду между ними, предоставляя военным большую свободу действий в этих областях.

«Ожидается, что активность в окололунном пространстве значительно возрастет в ближайшие годы», — сказал майор Натан Грейнер, менеджер программы DRACO. «Гибкая ядерная тепловая силовая установка позволит Министерству обороны поддерживать осведомленность о растущей активности в этом огромном объеме космоса».

В рамках «Фазы 1» своего запроса DARPA запросила у промышленности проекты, как ядерного теплового реактора, так и эксплуатационного космического корабля для его демонстрации. Этот начальный этап программы продлится 18 месяцев. Последующие этапы приведут к детальному проектированию, изготовлению, наземным испытаниям и демонстрации в космосе. Соответствующие контракты еще не заключены, и их стоимость будет определяться рыночными предложениями.

С помощью программы DRACO (Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations’ program) министерство обороны США может потенциально быстро перемещать большие спутники в пределах окололунного пространства. Например, перемещение 4-тонного спутника из точки A в точку B может занять около шести месяцев с использованием солнечной электрической тяги, тогда как этот же маневр может быть сделан за несколько часов с использованием ядерной тепловой тяги.

Чтобы использовать эту технологию для миссий на Марс, NASA, вероятно, захочет систему с более высокой тягой. То, что DARPA покажет путь с точки зрения разработки этой технологии, доказав возможность создания множества дублирующих технологий и продемонстрировав работу ядерного двигателя в космосе, будет иметь преимущества для NASA в будущем. Таким образом, хотя министерство обороны в первую очередь заинтересовано в окололунном космосе, успешное испытание DRACO также будет хорошей новостью для всех пилотируемых полетов.

Конвергентные технологии

Решение DARPA продвинуться вперед в развитии ядерной тепловой тяги приходит по мере развития критически важных технологий, заявил Джонатан Киртейн, президент перспективных программ в BWX Technologies. Компания Киртейна, которая производит большинство ядерных реакторов на подводных лодках и авианосцах ВМС США, работает с NASA над разработкой реактора для обеспечения полетов на Марс.

Одним из достижений стала возможность производства тугоплавких металлов, которые чрезвычайно устойчивы к нагреванию. По словам Киртейна, для эффективной работы двигатель должен выдерживать огромные перепады температуры и давления на длине всего в два метра. Водородное топливо хранится при температуре всего 19 Кельвин и нагревается до 2500 Кельвин или выше.

В это же время инженеры, проектирующие активные зоны ядерных реакторов, сейчас имеют доступ к вычислительной мощности, которая позволяет им быстро модернизировать новые конструкции — вычисляя такие переменные, как поток нейтронов и динамика жидкости. «Теперь, когда в вашем распоряжении есть суперкомпьютеры, вы можете переходить от многолетних вычислений к расчетам за дни и переходить к проектному решению намного быстрее, чем раньше», — сказал он.

DARPA решила, что сейчас самое время извлечь выгоду из этих зрелых технологий.


Это перевод статьи You got some nerva — The US military is getting serious about nuclear thermal propulsion.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

31
Войдите, чтобы видеть ещё 73 комментария, участвовать в обсуждении и не видеть рекламу.
Майор Том
Вечность назад

Классная статья, спасибо за перевод! Я как-то выпал из жизни сайта на этой неделе, столько всего перечитывать нужно будет :)

Дейв Боумэн
Вечность назад

От якби ще не реактор ділення, а реактор синтезу... І не водень, а вода... От і паровозик вимальовується. Хоча, для теплового реактивного процесу байдужа природа виникнення тепла. Тож, нехай поки на нуклеарних все відпрацьовують. А як термояд приборкають, просто поміняють реактори, генератори тепла

Starman
Вечность назад

Тема интересней еще тем, что финансовую нагрузку, на исследования, смогут разделить еще атом.промышленность и военные как осн. заказчики. Но частникам скорей всего дорога будет или закрыта или с оч. жестким контролем, типа шаг вправо, шаг влево, "расстрел".

Показать скрытые комментарии

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Отправить Отмена
[X]
Если не получается зайти отсюда, попробуйте по ссылке.