НАСА выбрало три группы компаний для проведения концептуальных исследований ядерных тепловых двигательных реакторов (NTP), в то же время планируя финансировать аналогичные исследования для ядерных наземных энергетических систем.

Концепция космического корабля с ядерной тепловой двигательной установкой / НАСА
Концепция космического корабля с ядерной тепловой двигательной установкой / НАСА

Джим Рейтер, помощник администратора НАСА по космическим технологиям, объявил о старте исследований на симпозиуме астронавтического общества 13 июля. Каждый контракт обойдется примерно в $ 5 млн и рассчитан на один год.

Первым исполнителем станет BWX Technologies, работающая с Lockheed Martin. Второй контракт будет заключен с General Atomics Electromagnetic Systems, работающей с X-energy и Aerojet Rocketdyne. Третий достанется компании Ultra Safe Nuclear Technologies, сотрудничающей со своей материнской компанией Ultra Safe Nuclear Corporation, а также Blue Origin, General Electric Hitachi Nuclear Energy, General Electric Research, Framatome и Materion.

Все три исследования сосредоточатся на разработке проекта реактора, который станет частью будущей системы NTP. Этот реактор будет нагревать топливо, жидкий водород, создавая тягу с гораздо более высокой эффективностью, чем обычные двигательные установки, и сокращая время полета для миссий на Марс.

В соответствии с контрактами на исследования, каждая группа будет доводить свои проекты реакторов до «30 % точности», демонстрируя, что их идея осуществима, и параллельно оценивая стоимость и график строительства прототипа реактора. Компании также разработают основные эксплуатационные требования и требования к производительности для движка NTP и его подсистем.

НАСА работает с Национальной лабораторией Айдахо при Министерстве энергетики над данными контрактами, и лаборатория проведет анализ проекта концепции реактора каждой группы в конце исследования.

Потенциальные выгоды от сокращения времени полета для миссий на Марс повысили интерес как к NTP, так и к ядерной электрической силовой установке (NEP). Февральское исследование, проведенное комитетом национальных академий, рекомендовало НАСА ускорить работу над этими технологиями, чтобы к концу 2030-х годов они стали доступны для полетов людей на Марс.

Программа DARPA Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations (DRACO) также поддерживает первоначальные исследования систем NTP, которые будут использоваться для быстрого маневрирования в окололунном пространстве. В апреле DARPA заключило с General Atomics контракт на $ 22 млн на проектирование реактора, а Blue Origin и Lockheed Martin выиграли контракты на разработку космических кораблей с использованием систем NTP для программы DRACO.

НАСА сотрудничает с DARPA по программам NTP. 

Весной 2021 года специалисты агентства подготовили отчет, в котором говорится, что для реализации миссии по отправке человека на Марс в 2039 году потребуется ядерный транспорт. По их подсчетам, ядерная система требует гораздо меньше топлива — около 500 тонн вместо 4000.

Власти США также поддерживают исследования в области применения ядерных двигателей в космосе. Конгресс США принял законопроект об ассигнованиях на 2022 финансовый год, который подкомитет Палаты представителей представил 12 июля. Он предусматривает $ 110 млн на работу по направлению NTP.

НАСА также продолжит аналогичную работу в области наземной ядерной энергетики. 

Комментарии (10)


  1. bm13kk
    15.07.2021 12:49

    Если они греют топливо, то и выхлоп будет горячее, вроде как. И современные сопла уже на температурном пределе. Разве нет?


    1. igsend
      15.07.2021 12:57

      проблема нагрева - она проблема только если нет возможности гасить ее охлаждением. Когда за 300-400 секунд сгорает несколько десятков/сотен тонн топлива - охлаждать такое проблематично.
      Ядерный же двигатель, как и электрические - это растянутый во времени процесс, его проще охлаждать.


      1. teecat
        16.07.2021 17:52

        Как человек, которые такие двигатели проектировал — наоборот. В ЖРД жидкости много, есть чем охладить. А в ЯРД один жидкий водород, не самая лучшая вещь для охлаждения


    1. acc0unt
      15.07.2021 13:04

      Современные сопла, в большинстве своём, плавились бы в металлическую лужицу без принудительного охлаждения. Поднимать температуру за счёт этого ещё можно.


      У технологии так-то куча проблем с материалами, но сопла среди этих проблем далеко не в первых рядах.


    1. bm13kk
      15.07.2021 13:16
      +1

      igsend acc0unt спасибо за ответы.


      Моя ошибка — я не правильно понял идею реактора. Я думал что используется пред. нагрев до сжигания.


      На самомо деле, ядерное тепло используется вместо сжигания. И таким образом не нужен окислитель. И тяга выше, за счет низкой молекулярной массы. И кстати, температура выхлопа даже чуть ниже.


      Хорошие обьяснения NTP тут
      https://www.youtube.com/watch?v=yN2rK38Oniw
      и тут
      https://www.energy.gov/ne/articles/6-things-you-should-know-about-nuclear-thermal-propulsion


  1. Tyusha
    15.07.2021 14:13

    NASA сами ничего не могут, у Рогозина идею украли. Ждём обличающие заявления Роскосмоса.


    1. Lirick
      15.07.2021 17:33

      В прямом эфире с базы на Марсе.


  1. AndreyHenneberg
    15.07.2021 20:24

    Этот реактор будет нагревать топливо, жидкий водород, создавая тягу с гораздо более высокой эффективностью, чем обычные двигательные установки,
    Может быть, всё-таки не «топливо», а «рабочее тело»? Потому что топливом там будет либо плутоний, либо уран. Может, конечно, ещё что-то, но в контексте процитированной фразы это не важно.


    1. Nordosten
      15.07.2021 22:09

      Точно не плутоний. Низкообогащенный уран.


      1. AndreyHenneberg
        16.07.2021 10:44

        Может быть. Я в этой области невеликий специалист. Но в данном случае это и не принципиально, потому что, согласитесь, топливом будет уран, а не водород, который этим ураном будет нагреваться.