DARPA и NASA планируют испытать ядерную ракету к 2026 году

Если вы хотите полететь на Марс, вам придется тщательно выбирать дату вылета. Идеальные окна запуска бывают только каждые 26 месяцев, и эти окна запуска узкие, потому что планеты должны находиться на одной линии. Буквально.

Быстрая ракета могла бы расширить эти окна, сократить продолжительность поездки и сэкономить чувствительный ко времени груз и пассажиров. Проблема в том, что скорость современных химических ракет ограничена количеством топлива и кислорода, которые они могут нести.

Вместо этого вы могли бы использовать ядерную энергию — не просто радиоактивный источник тепла, который мог бы привести в действие слабый ионный двигатель долговременного космического зонда, а настоящий реактор деления. Такая печь могла бы превратить струйку жидкого водорода температурой 20 кельвинов в торнадо газа температурой 2700 кельвинов, что позволит использовать управляемое количество топлива для обеспечения мощной тяги на полпути к Марсу, а затем изменить направление тяги для замедления.

Именно это НАСА и DARPA хотят построить сначала в качестве прототипа, затем в качестве лунной ракеты и, наконец, в качестве межпланетного корабля. 26 июля агентства раскрыли подробности проекта: партнерство с Lockheed Martin и BWX Technologies, реакторной компанией, базирующейся в Линчберге, штат Вирджиния. Они дали проекту Гарри Поттеровское имя DRACO, что означает «Демонстрационная ракета для гибких операций в Цислуне».

План состоит в том, чтобы испытать прототип в космосе, начиная с конца 2026 года. Это очень короткий срок, который частично упрощается за счет объединения того, что обычно является вторым и третьим этапами разработки. Такое ускорение возможно, потому что прототип «включает в себя множество оборудования, унаследованного от прошлых миссий в дальний космос», — говорит Табита Додсон, менеджер программы DRACO в DARPA. «Мы хотели иметь высоконадежную космическую платформу с низким риском всего, кроме двигателя».

Старая программа помещала в реактор оружейный уран-235, что сейчас также снято с повестки дня.

Первый этап разработки новой конструкции реактора уже завершен, стоимость которого не разглашается. Бюджет следующих двух этапов в общей сложности составит 499 миллионов долларов США.

Если прототип сработает, следующим шагом станет создание лунной ракеты, скорость которой облегчит строительство и снабжение базы на Луне. Но настоящая отдача наступит, когда будет дан приказ отправиться на Марс.

Между тем, кто знает, какие военные дивиденды могут последовать. DARPA финансирует экспериментальные технологии, которые когда-нибудь могут оказаться полезными, не обязательно уточняя, в чем именно это может заключаться. Возможно, ядерная ракета могла бы перебросить спутники из одной части мира в другую.

Идея ракеты с ядерным двигателем была впервые исследована как проект «Орион» в 1950-х годах, что, в конечном итоге, привело к испытаниям двигателя на земле. Это вряд ли идеально — некоторые проблемы лучше всего исследовать в вакууме, в условиях невесомости. Но в любом случае наземные испытания уже не стоят на повестке дня. В соответствии с сегодняшними требованиями безопасности исследователям придется улавливать выхлопные газы, удалять любые радиоактивные материалы и утилизировать их. Поэтому планируется разместить прототип на орбите высотой 700 километров, с которой он не упадет на Землю еще 300 лет или около того.

Старая программа помещала в реактор оружейный уран-235, что сейчас также снято с повестки дня. Вместо этого в проекте предусмотрен гораздо менее обогащенный U-235. «Работать безопасно; находиться рядом безопасно; ему не нужны меры защиты, которые необходимы для хранения плутония», — говорит Энтони Каломино, ученый по материалам и конструкциям НАСА.

Пока ракета находится на стартовой площадке, цепная реакция деления и последующая радиоактивность будут подавляться вращающимися барабанами, направляющими свою поглощающую нейтроны сторону внутрь, обращенную к активной зоне реактора. Затем, когда двигатель благополучно окажется на орбите, барабаны повернутся, обнажая свои отражающие нейтроны стороны, которые отразят нейтроны обратно в активную зону. Это отражение повысит плотность нейтронов, стимулируя деление. Другие меры безопасности включают в себя провода, поглощающие нейтроны внутри активной зоны, которые «отравляют» цепную реакцию, пока их не уберут.