Энергию атома удалось обуздать еще в середине прошлого века, когда американцы сбросили две атомные бомбы на своих теперешних заклятых союзников, населяющих острова в Японском море. К счастью, спонтанно делящимся атомам удалось найти и мирное применение в виде ядерного топлива на АЭС. Кроме того, космическая гонка СССР и США подогревала интерес к урану и плутонию как к ракетному топливу, что, однако, не исключает применения этого самого топлива в качестве движущей силы судного дня.
Принцип работы ядерного ракетного двигателя следующий. В ходе реакции деления атомов высвобождается тепловая энергия. Эта самая энергия расходуется на нагрев рабочего тела (в большинстве разработок фигурировал водород). Нагрев приводит к росту давления, и рабочее тело устремляется в сопло и вырывается из него в виде реактивной струи. В зоне реактора протекает контролируемая ядерная реакция, то есть та, в которой в единицу времени распадается одно и то же количество атомов топлива. Тормозится реакция при помощи замедлителей. В США разрабатывались так называемые гомогенные ядерные двигатели, те, в которых графитовые замедлители и топливо распределены равномерно по всему объему и находятся в непосредственном контакте. В СССР предпочтение было отдано гетерогенным системам, когда замедлитель отделен от топлива теплоизоляцией. Такая компоновка позволила уменьшить температуру замедлителя и заменить графит на гидрид циркония. Деды знали, что делали, и такое решение советских ученых и инженеров позволило сделать более легкие, компактные и дешевые двигатели.
Существует несколько разновидностей ядерный ракетных двигателей в зависимости от того, в каком агрегатном состоянии находится ядерное топливо: жидком, твердом или газообразном. Жидко- и газофазные двигатели обладают большими энергетическими характеристиками (скорее в теории, чем на практике), но загрязняют глобус ядерными выбросами, поэтому подходят скорее для межпланетных вояжей. А поскольку кроме Илона Маска заселять другие планеты пока никто не собирается, то и развитием таких двигателей всерьез не занимаются. Да и конструкцию эти двигатели имеют значительно более сложную, так как необходимы меры для удержания текучего топлива в реакторе, например, при помощи сильного электромагнитного поля.
Твердофазные ядерные двигатели плотно разрабатывались в США и СССР уже с шестидесятых годов прошлого века, в самый разгар космической гонки. Так американцами в рамках проекта NERVA были разработаны и испытаны ядерные двигатели космического назначения, но проект был свернут из-за сокращения финансирования космической программы, а в рамках проекта Pluto было разработано два прототипа нового двигателя уже для боевых ракет. Однако боевые ракеты в ход не пошли из-за дороговизны, и проект также пошел ко дну в 1964 году, поскольку у американцев уже была альтернатива ядерному оружию – пузырь американского госдолга, который если уж взорвется, то сравняет с землей любую сверхдержаву.
СССР закрыл проект по созданию ядерных двигателей значительно позже – в 1985 году. Первый и единственный советский ядерный двигатель получил кодовое имя РД-0410, или для своих – «Ирбит». Двигатель прошел значительную серию испытаний, и почти наверняка является прототипом современных российский ядерных движков, о которых с большим энтузиазмом упоминает Президент, и которые с еще большим энтузиазмом взрываются на летных испытаниях на северной окраине нашей страны.
Поскольку химические ракеты плавно приблизились к пределу своих возможностей, развитие ядерных технологий в ракетостроении является хотя и не новой, но наиболее перспективной вехой в космической эре человечества и в военном противостоянии клуба ядерных держав.
