Сказать о правде, у каждого человека и даже живого существа есть некая развилка. Как в старой русской сказке — направо пойдешь, коня потеряешь, налево пойдёшь… Всё по классике.
В 2019 году мы много писали про российскую космонавтику. Казалось, что это правильный путь, и, преодолев сложные времена, мы наконец увидим российскую лунную миссию, пилотируемый корабль, экспедиции АМС к дальним рубежам Солнечной системы… Короче, ту самую советскую мозаику в районном ДК, где ещё изображен космонавт и светлое будущее.
Спустя 6 лет можно констатировать — не срослось. А вот у других получилось. США развернули низкоорбитальную группировку космической связи и имеют две многоразовые сверхтяжелые ракетные системы, Китай поставил на частный космос и не прогадал, успехи Индии несколько скромнее, но и они в шаге от пилотируемого космоса.
И страны тратят миллиарды не просто так. На наших глазах создаётся задел на десятилетия и даже столетия вперед для целей промышленного освоения Солнечной системы.
И у нашей страны есть козырь. Некий последний шанс. Речь идёт о плазменных двигателях с атомным реактором.
Если вкратце, то обычный химический двигатель имеет одно важное ограничение — довольно низкую скорость истечения рабочего тела: максимальная скорость, которую удалось достичь, — 4 550 м/с — на двигателе RL10B-2, тогда как плазменный двигатель способен на 100 000 м/с, и даже это не предел.
Его принцип действия основан на взаимодействии заряженных частиц плазмы с продольным электрическим и поперечным магнитным полями. Для работы такому двигателю нужны рабочее тело и много энергии.
Условно, если полёт до Юпитера сейчас занимает от 1,5–6 лет, то плазменный РД может сократить этот срок до полугода. Согласитесь, в контексте освоения ресурсов Солнечной системы выглядит… перспективно.
Есть лишь две проблемы. Во-первых, плазменные двигатели — предельно сложная штука. А Россия по-прежнему один из лидеров данного направления.
А во-вторых, 0,5 года до Юпитера можно сделать лишь, имея на борту ядерный реактор.
Как говорилось ранее, Россия — лидер в создании электростатических ракетных двигателей, и самый мощный двигатель SPT-140 создан у нас. Кстати, интересный момент: потомок этого двигателя сегодня стоит на тысячах спутниках Starlink. Такая вот присказка — как легко потерять технологии. И этот самый мощный двигатель имеет тягу 280 мН и работает на ксеноне.
Двигатели, которые испытывают сегодня в РФ, имеют мощность до 1,5 Н, что сегодня является рекордным показателем в таком классе.
Холловский двигатель КМ-50М создан совместно с ГНЦ РФ «ТРИНИТИ» по заказу Росатома. На криптоне данный двигатель имеет удельный импульс 4200 с. Второй двигатель ИД-750 демонстрирует ещё более впечатляющие показатели с ресурсом работы до 50 000 часов. В будущем на базе этих установок будет создан двигатель с мощностью 6 Н.
Но этого мало. Стабильно такой двигатель можно запитать лишь от ядерной энергетической установки.
И здесь Россия также впереди. Ещё в советские годы на орбите действовали аппараты наподобие «Космос-954» с полноценным ядерным реактором. К слову, тот самый реактор 954-го «Космоса» однажды разрушился над Канадой, что вызвало локальную ядерную аварию.
С тех пор ядерные технологии далеко продвинулись, и сегодня компактные ядерные реакторы шагнули на следующий уровень, что показали недавние полеты того же «Буревестника». В идеале чем мощнее будет такой реактор, тем более мощные двигатели на эффекте Холла можно установить на космический буксир, и тем большую скорость в итоге разовьет аппарат.
Ядерная энергодвигательная установка мегаваттного класса (ЯЭДУ), как следует из названия, сможет давать до 1 МВт, чего более чем достаточно даже для самых мощных двигателей на эффекте Холла.
Из открытых источников следует, что уникальность данного газоохлаждаемого реактора на быстрых нейтронах кроется в использовании специального теплоносителя — гелий-ксеноновой смеси — и урана высокого обогащения. К слову, решение о создании ЯЭДУ было принято в 2009 году. В 2023 году Роскосмос отчитался о создании полноценных макетов данного изделия.
Из открытых источников следует, что в 2018 году стоимость проекта оценивалась в 17 миллиардов рублей. К слову, сумма не запредельная: в ближайшие 4 года РФ потратит на завтраки для армянских школьников более 4 млрд рублей.
Вполне возможно, что перераспределение бюджета в пользу ЯЭДУ позволило бы форсировать важный проект, а уж армянских школьников худо-бедно покормила бы сама Армения.
Таким образом, наша страна сохраняет возможность остаться в числе ведущих космических держав. И если в части построения многоспутниковых группировок и создания многоразовых сверхтяжелых систем догнать лидеров будет практически невозможно, то стать эксплуатантом самого быстрого космического корабля в Солнечной системе? Почему бы нет, Россия — владелец чайных клиперов космоса.
Впрочем, и здесь есть свои конкуренты. Ad Astra Rocket Company тестирует свой VX-200SS, есть такие проекты, как Nested Hall Thruster. Вполне возможно, что если потянуть ещё 10 лет, то действительно прорывной проект станет банальной обыденностью. Впрочем, время покажет.