В прошлом году агентство выбрало для разработки концепцию бимодальной ядерной двигательной установки, использующей «цикл возбуждения волнового ротора», которая в перспективе сократит время полета на Марс до 45 дней.
Сейчас NASA определилось с подрядчиком для создания атомного двигателя, с помощью которого можно будет исследовать соседние звездные системы и собирать образцы с межзвездных объектов.
Для реализации своих целей NASA ежегодно выбирает революционные концепции в области аэронавтики и космонавтики, а после финансирует их разработку в рамках своей программы NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC).
В этом году одним из номинантов стала концепция тонколистового изотопного ядерного двигателя (TFINER), действующего на основе энергии распада радиоактивных изотопов. Проект был предложен Джеймсом Бикфордом (James Bickford) — старшим научным сотрудником американской некоммерческой научно-исследовательской организации Charles Stark Draper Laboratory.
По словам Бикфорда ядерно-тепловые двигатели (NTP) и электроядерные установки (NEP), концепции которых были наиболее популярны в последние годы, слишком громоздкие и дорогие. Он же предлагает недорогую и более легкую альтернативу — тонколистовой ядерно-изотопный двигатель. Агрегат будет обладать всеми необходимыми возможностями для миссий по доставке образцов с различных объектов, что позволит изучать соседние звездные системы. Помимо прочего, эта технология позволит даст возможность «перенаправлять гравитационно-солнечную обсерваторию таким образом, чтобы во время одной миссии можно было наблюдать множество важных целей».
В основе концепции тонколистового изотопного ядерного двигателя лежит технология светового паруса. В установке будут использоваться тонкие листы радиоактивного изотопа торий-228 толщиной около 0,01 миллиметра, а тягу будет импульс продуктов распада изотопа.
Торий — радиоактивный металл, который присутствует в большинстве горных пород и почв. По оценкам геологов, его запасы на Земле в три-четыре раза превышают запасы урана. Период полураспада тория-228 равен 1,9 года. По предварительным подсчетам космическому аппарату потребуется 30 кг тория-228, распределенного на площади более 250 квадратных метров, чтобы создать тягу, необходимую для развития скорости свыше 150 км/с.
Главным преимуществом разработки автор называет конструкцию, основанную на известной физике и известных материалах, но в отличие от технологии светового паруса, ядерный двигатель позволит аппарату эффективно маневрировать в космосе.
В двигателе можно применять не только торий, но и другие изотопы с более длительным периодом полураспада, и это позволит развить большую скорость. Предлагаемая технология откроет для NASA много возможностей в космосе, кроме того, с ее помощью можно будет выполнять сразу несколько космических задач, подчеркнул ученый.
В NASA ожидают, что двигатель позволит реализовать «нескольких миссий следующего поколения, для которых требуются высокие скорости», например, запуск солнечно-гравитационного телескопа, который будет использовать гравитационную линзу для наблюдения за объектами на поверхности экзопланет, а также о миссии по исследованию межзвездных объектов.
