DRACO в космосе: зачем в NASA создают ядерный двигатель
Правительственные агентства США выделили полмиллиарда долларов на создание космического корабля с ядерным двигателем. Испытательный пуск планируется уже через четыре года. Ядерный двигатель обещает революцию в освоении Солнечной системы, одновременно приближая эпоху орбитальных войн, уверен научный обозреватель Forbes Анатолий Глянцев.
Освоить перемещение в космосе на ядерной тяге, маневрировать вокруг Луны как у себя дома, а то и в несколько раз сократить время пути к Марсу — вот амбициозные задачи проекта DRACO. Это слово, означающее «дракон» — аббревиатура от Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations, то есть «Демонстрационная ракета для гибких окололунных операций». Пробный запуск на околоземную орбиту намечен уже на 2027 год, хотя уложиться в заявленные сроки будет непросто.
Проектом занимаются американское космическое агентство NASA и Управление перспективных исследовательских проектов (DARPA) минобороны США. Недавно они выбрали подрядчиков для создания первого космического корабля с двигателем на атомной энергии. Разработкой корабля и двигателя займется компания Lockheed Martin, известный производитель космической техники и оружия. Реактор и ядерное топливо — зона ответственности корпорации BWX Technologies. Общая сумма контракта — $499 млн. При этом обе компании вкладывают в проект и собственные средства, объем которых не разглашается.
Блеск и нищета ракетного топлива
Реактивные двигатели работают благодаря закону сохранения импульса. Импульс физического тела — это его масса, умноженная на скорость. Реактивный двигатель выбрасывает струю газа (рабочего тела). По закону сохранения, реактивная струя и корабль получают одинаковый по величине, но противоположный по направлению импульс.
В химических ракетных двигателях рабочим телом служат продукты сгорания топлива. Горячий газ создает большое давление. Стоит открыть ему путь наружу, и он вырвется из сопла в виде быстрой струи.
Инженеры измеряют эффективность реактивного двигателя удельным импульсом. Эта величина учитывает не только придаваемый кораблю импульс, но и количество затраченного топлива. Удельный импульс измеряется в секундах. Типичное значение для химического двигателя — около 300 секунд, что не так уж много. «Аполлонам» приходилось везти с собой запас топлива, соизмеримый с их собственной сухой массой. И даже этого хватало только на минимально необходимые маневры по изменению орбиты. Основной путь до Луны корабли проделывали с выключенными двигателями, под действием гравитации Солнца.
Но если до Луны таким путем можно добраться за несколько дней, то полет к Марсу займет полгода в одну сторону. Все это время космонавты будут облучаться космической радиацией и подвергаться другим рискам, не говоря о необходимости везти с собой внушительные запасы пищи и воды. Военные, обдумывающие стратегии космических войн, тоже не рады положению, когда «шаг влево, шаг вправо» от расчетной траектории карается провалом.