В будущем ракеты на Марс полетят на жидком уране. В Университете Огайо разработали инновационный ракетный двигатель
4
Освоение дальнего космоса долгое время упиралось в жесткие ограничения традиционных химических двигателей. Такие силовые установки отличаются высоким расходом топлива и относительно малой тягой, из-за чего полеты к отдаленным объектам Солнечной системы занимают долгие годы. Например, путь зонда New Horizons до Плутона составил девять лет. Для пилотируемых миссий подобные сроки категорически не подходят, так как длительное пребывание в условиях невесомости и космической радиации критически опасно для здоровья астронавтов. Американские инженеры из Университета штата Огайо предложили революционное решение, способное радикально сократить время перелетов. Их разработка представляет собой концепцию ракетного двигателя, использующего в качестве топлива жидкий уран.
Содержание:
Принцип работы установки CNTR
Инновационная установка получила название CNTR. Ключевым отличием от классических ядерных реакторов, в которых исторически применялись твердые топливные стержни, является использование урана в жидкой форме. Сердцем разработки служит специальная вращающаяся камера. За счет создаваемых центробежных сил жидкий уран удерживается в нужном агрегатном состоянии и надежно защищен от утечки. Рабочее вещество проходит через этот раскаленный слой, нагревается до нескольких тысяч градусов и с огромной скоростью выбрасывается через сопло, формируя мощную тягу. Подобный подход делает систему не только безопаснее по сравнению с традиционными схемами, но и позволяет использовать в качестве рабочего тела не только водород, но и аммиак, метан, пропан или гидразин.
Технические характеристики
- Удельный импульс: 1800 секунд.
- Расчетное время полета до Марса: около 6 месяцев.
- Общая длительность марсианской миссии с возвращением: примерно 420 дней.
- Сравнение с химическими аналогами: удельный импульс химических систем составляет около 450 секунд.
- Сравнение с ранними ядерными установками: двигатели 1960-х годов имели удельный импульс на уровне 900 секунд.
- Поддержка проекта: разработка ведется при грантовой поддержке NASA.
- Сроки создания рабочего прототипа: в течение 5 лет.
Разработка зиждется на вращающейся камере, которая удерживает уран в жидкой форме
Преимущества для будущих экспедиций
Внедрение двигателя на жидком уране открывает принципиально новые горизонты для космонавтики. Удельный импульс в 1800 секунд почти вдвое превышает показатели предыдущих ядерных решений и многократно обходит химические аналоги. Это обеспечивает колоссальный запас скорости, который позволит не только совершать экспресс-перелеты на Марс, но и отправлять тяжелые научные аппараты к Сатурну, Урану, Нептуну и объектам пояса Койпера. Дополнительным бонусом становится возможность добычи рабочего топлива прямо в космосе, например на астероидах или ледяных спутниках планет. Это полностью устранит критическую зависимость межпланетных станций от поставок ресурсов с Земли.
Сложности на пути к созданию прототипа
Несмотря на впечатляющие теоретические выкладки, проект пока существует исключительно в виде концепта и ранних макетов. Перед инженерами стоит ряд сложнейших задач. Необходимо обеспечить стабильный и безопасный запуск реактора, а также его корректную остановку. Кроме того, требуется минимизировать потери жидкого топлива и детально проработать все возможные сценарии аварийных ситуаций. Именно решение этих фундаментальных проблем станет главным приоритетом для научной группы в ближайшие годы при активном содействии космического агентства.
Проект поддержан NASA и должен выйти на стадию рабочего прототипа в течение пяти лет
Заключение
Разработка Университета Огайо является одним из самых амбициозных шагов в области ядерной термической силовой установки за последние десятилетия. Если предстоящие испытания и этап создания рабочего прототипа пройдут успешно, человечество получит реальный и эффективный инструмент для полномасштабного освоения Солнечной системы. Технология на жидком уране способна превратить полеты на Марс из многолетних рискованных экспедиций в относительно быстрые и безопасные путешествия, навсегда изменив облик современной космонавтики.
По материалам — https://dzen.ru/a/aMkU3ufL8VDkHDe6
