Инженеры Университета штата Огайо разрабатывают революционную концепцию ракетного двигателя, использующего жидкий уран для создания более эффективной системы ядерной тяги. Новая технология может сократить время полета к Марсу до шесть месяцев вместо нынешних двенадцати.
NASA и частные космические компании активно готовятся к созданию постоянного человеческого присутствия на Луне и Марсе. Однако будущее межпланетных путешествий напрямую зависит от создания двигателей, способных доставлять космические аппараты дальше в космос и делать это значительно быстрее. Ядерная тепловая тяга находится в авангарде данных технологий, направленных на значительное сокращение времени полета при одновременном увеличении полезной нагрузки.
Ядерные двигатели используют реактор для нагрева жидкого топлива до экстремальных температур, превращая его в газ, который выбрасывается через сопло для создания тяги. Новая концепция двигателя получила название "центробежный ядерный тепловой ракетный двигатель" (CNTR) и использует жидкий уран для прямого нагрева ракетного топлива.
Согласно исследованию, опубликованному в журнале Acta Astronautica, CNTR обещает превзойти по эффективности как традиционные химические ракеты, так и другие типы ядерных двигателей. Если концепция окажется успешной, будущие космические аппараты смогут преодолевать большие расстояния, расходуя меньше топлива.
Традиционные химические двигатели обеспечивают удельный импульс около 450 секунд – ключевой показатель эффективности, измеряющий тягу от заданного количества топлива. Ядерные двигатели способны достичь примерно 900 секунд, а CNTR потенциально может превысить и этот показатель.
Спенсер Кристиан, аспирант Университета штата Огайо и руководитель создания прототипа CNTR заявил:
Можно будет совершить безопасный односторонний полет к Марсу за шесть месяцев вместо года. В зависимости от того, насколько хорошо система будет работать, прототип двигателя CNTR продвигает нас в будущее.
Помимо сокращения времени полета, CNTR может использовать различные типы топлива – аммиак, метан, гидразин или пропан, которые можно добывать из астероидов и других космических объектов. Такая гибкость открывает возможности для создания топливных станций непосредственно в космосе, что кардинально изменит подход к дальним межпланетным миссиям.
Концепция пока находится на начальной стадии разработки, и инженерам предстоит решить ряд серьезных технических задач. Основные проблемы связаны с обеспечением стабильной работы двигателя при запуске, выключении и в рабочем режиме, а также с минимизацией потерь жидкого урана.
Дин Ван, доцент кафедры механической и аэрокосмической инженерии Университета штата Огайо и старший участник проекта CNTR отметил:
У нас есть очень хорошее понимание физики нашей конструкции, но остаются технические вызовы, которые нужно преодолеть. Необходимо поддерживать космическую ядерную тягу как постоянный приоритет, чтобы технология получила время для созревания.
Успешная реализация проекта CNTR может стать переломным моментом в освоении дальнего космоса, сделав межпланетные путешествия более быстрыми, эффективными и экономически целесообразными. Это особенно важно для планируемых NASA миссий на Марс и создания постоянных баз на других планетах Солнечной системы.
