10.12.2024, Энди Томасвик, universetoday.com
Двигательные технологии являются ключом к исследованию внешней солнечной системы, и многие организации работают над этими новыми технологиями. Одной из таких компаний с большим опытом является компания Ad Astra Rocket Company, которая десятилетиями разрабатывает свою систему Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket (VASIMR). Однако этот тип электрической двигательной системы требует большого количества энергии, поэтому компания выбрала уникальное решение для создания электростанции, которая могла бы решить эту проблему, — ядерный реактор. Недавно компания Ad Astra заключила стратегический альянс с Space Nuclear Power Corporation, или SpaceNukes, ответственной за разработку Kilopower, ядерного реактора мощностью 1 кВт для использования в космических миссиях.
Существует множество синергетических эффектов, оправдывающих объединение этих компаний, но давайте рассмотрим каждую из их технологий по очереди, чтобы понять, почему это произошло. VASIMR, двигательная система, над которой Ad Astra работает уже более 20 лет, представляет собой магнитоплазменную ракету, тип электрической двигательной системы. Ионные двигатели являются наиболее известной формой электрических двигательных систем и известны исключительной топливной экономичностью. Они недостаточно мощны, чтобы поднять корабль из гравитационного колодца планеты, но, оказавшись в космосе в состоянии микрогравитации, они демонстрируют длительный выброс плазмы при медленном ускорении, которое при достаточно длительном использовании преобразуется в огромные скорости.
Проблема в том, что для этого им нужно много энергии. Они должны ионизировать свое топливо, что требует значительного количества энергии, а эту энергию трудно получить, если они не подключены к источнику питания. Текущие решения используют либо солнечные панели, которым потребовалась бы огромная площадь для обеспечения достаточной мощности для чего-то вроде VASIMR, либо радиоизотопный термогенератор (РИТЭГ), который уже много лет широко используется для питания систем различных космических аппаратов, включая Voyager и Perseverance, но не способен обеспечить достаточно энергии для жизнеспособной электрической двигательной системы.
Есть и другая форма ядерной энергии — традиционная. Компания SpaceNukes работает над своим реактором Kilopower в различных вариантах уже более 10 лет и доказала работоспособность системы мощностью 1 кВт на наземной системе еще в 2018 году. Сейчас она работает с Космическими силами США в рамках проекта под названием JETSON над разработкой конструкции мощностью 12 кВт, которую можно было бы использовать в демонстрационном полете.
VASIMR хорошо масштабируется с большими выходными мощностями (порядка 100 кВт и более), которые могут значительно повысить эффективность ракеты. Единственным жизнеспособным вариантом для такой мощности в космосе являются ядерные реакторы, поэтому объединение двух компаний кажется целесообразным. Однако предстоит еще долгий путь, прежде чем система мощностью 100 кВт будет испытана в полете. В пресс-релизе, объявляющем о подписании меморандума о взаимопонимании компаний, говорится, что они надеются провести демонстрационный полет «к концу десятилетия» и коммерциализировать технологию «в 2030-х годах».
Если им удастся уложиться в эти сроки (а это все еще большой вопрос), комбинированный космический аппарат с приводом от VASIMR и Kilopower осуществит мечту о ядерном электрическом двигателе, которая волнует многих энтузиастов космических полетов. Это может сократить время полета туда и обратно на Марс с более чем года до нескольких месяцев и позволит проводить большие и качественные миссии во внешнюю часть Солнечной системы, включая такие интересные луны, как Энцелад и Титан.
Учитывая опыт обеих компаний в медленном и неуклонном совершенствовании, кажется вероятным, что в конце концов эти технологии увидят свет и произведут революцию в космическом двигателестроении. Им нужно продолжать двигаться вперед - как и двигателям, которые они надеются когда-нибудь запустить.
Новая конструкция ядерной ракеты для отправки миссий на Марс всего за 45 дней
В какие будущие технологии двигателей следует инвестировать NASA?
Исследование Вселенной с помощью ядерной энергии
Перевод: Александр Тарлаковский (блог tay-ceti)
Оригинал: A Commercial Tie-Up Bring High-Energy Nuclear Electric Propulsion Closer to Reality
Автор: tarlakovsky
