Как я уже писал раньше, в деле вывода на орбиту работающего ядерного реактора и попыток запитать от него ЭРД американцы были первыми: их аппарат - SNAP-10A оказался на орбите еще в 1965 году. Правда проработал недолго и программу полета выполнить не смог - что, вероятно, не удивительно - дело-то новое.
Но что удивительно - на долгие годы он так и остался единственным в своем роде. То есть пока в СССР отрабатывали "Буки" и "Топазы", проектировали "Топаз-2" ("Енисей"), рассматривали проекты межорбитальных буксиров типа "Геркулес" и пр., в Штатах стояла тишина.
Что частично объясняется в одной из моих предыдущих статей - организация работ в США радикально отличается от таковой в СССР, там нет "сидящих на теме" КБ, как только деньги кончаются - все свободны, занимаемся другими делами.
Да, там был амбициозный проект NERVA - достигший, судя по литературе, высокой степени готовности, но там ядерный реактор предназначался не для выработки электричества, а для непосредственного разогрева топлива, то есть он представлял собой проект "чистого" ЯРДУ.
В СССР тоже такие имелись. А вот вывести в космос аналог АЭС и работать на вырабатываемом им электричестве Штаты даже особо и не пытались.
Злые языки говорят, что им это было и не нужно ввиду выдающегося успеха их слаботочной промышленности - мол, на их нужды хватало и мощности солнечных батарей, а без них - имелись радиоизотопные генераторы. На первый взгляд все так и есть - ввод в эксплуатацию что "Бука", что "Топаза" для СССР во многом был мерой вынужденной. Однако, использование в космосе ядерного реактора дает много самых разнообразных возможностей - и странно, что эти возможности никак американцев не заинтересовали.
Эта странная незаинтересованность ярко проявила себя в 90-е годы прошлого века - наши попытались продать им свой "Енисей". Судя по литературе, это даже удалось, НАСА приобрело 2 экземпляра для программы "Nuclear Electric Propulsion Spaceflight Test Program", предполагавшей запуск спутника с "Енисеем", питающим бортовую ЭРДУ, но программу закрыли в 1995-м. С тех пор - тишина.
Поэтому вынесенный в заголовок статьи проект Kilopower остается едва ли не единственным достойным упоминания из американских разработок.
Правда, необходимо упомянуть, что на данном этапе он совершенно не предназначен для размещения на корабле и питания ЭРДУ. По замыслу своих создателей, Kilopower должен питать электричеством наземные станции - на Луне, Марсе и т.п.
Стартовал проект в 2015 году, первоначальными его целями заявлялось создание устройства, которое выдавало бы от 1 до 10 кВт электроэнергии в течение 12-15 лет без необходимости внешнего обслуживания. Предполагалось, что десяти таких реакторов хватить для электроснабжения небольшой лунной или марсианской колонии.
Реактор на уране-235, управляемый единственным стержнем, генерируемое им тепло передается на преобразователь Стирлинга. Выбор именно этих компонент определялся исключительно требованиями минимизации обслуживания - из всех возможных вариантов цикл Стирлинга самый простой, имеет меньше всего движущихся частей и обладает вполне приемлемым КПД. В частности, если верить создателям Kilopower, во время испытаний они достигли 30% эффективности преобразования тепла в электричество.
Первые испытания прошли в 2018 году, затем были продолжены. Авторы его девайса полны энтузиазма - по их словам, к требуемому сроку Kilipower будет готов, хотя и признают, что остаются некоторые нерешенные технологические вопросы, например проблема распухания топлива при длительной работе (все же реактору предстоит проработать больше десяти лет, поставить его на испытания на весь этот срок нереально). Но, судя по последним отчетам, проект остается актуален и на него рассчитывают.
В принципе, тот факт, что его активно испытывают говорит в пользу этого - технологические проблемы не смотрятся неразрешимыми. Авторы разрабатываемого изделия, подчеркну, полны энтузиазма и говорят о том, что в перспективе можно будет поднять мощность и расширить сферу использования Kilopower и на питание ЭРДУ, однако же здесь проблем будет гораздо больше, так как преобразователь Стирлинга имеет ограничения и автоматически масштабировать его на более высокие показатели нельзя. Придется использовать цикл Брайтона - то есть турбинное преобразование, а оно на порядок сложнее и там еще поле непаханое. Плюс уже отмеченные нами ранее проблемы с перегревом.
Насколько я понимаю, НАСА вполне серьезно рассматривает возможность использования Kilopower в стационарных условиях на поверхности Луны или Марса, а вот все остальное пока предпочитает неспешно исследовать, совершенно не завязываясь на конкретном использовании в будущем.
Иными словами, даже этот проект косвенно, но подтверждает скепсис американцев в отношении использования ЭРДУ с питанием от ядерного реактора. Отметим при этом, что, судя по последним новостям буксиры на чистой ЯРДУ ими рассматриваются вполне серьезно - например проект DRACO обещают выкатить уже в 2025 году.
Правы они или нет - вопрос дискуссионный. ЯРДУ и ЭРДУ, в принципе работают на одном и том же принципе - делают из нейтрального газа (водорода, ксенона и т.п.) плазму, которая и совершает полезную работу по реактивному разгону космического аппарата. Поклонники ЭРДУ указывают, что электронагрев дает более высокую температуру плазмы и, соответственно, лучшие характеристики движения и экономию рабочего тела. Сторонники ЯРДУ парируют тем, что электронагрев требует весьма сложных технических устройств, к тому же кратно увеличивает тепловую мощность реактора, что вызывает проблемы с перегревом - то есть уверены, что овчинка выделки не стоит.
Кто прав, кто нет - выясним в течение следующего десятилетия.
