Визуализация пилотируемой миссии на Марс с ядерным электромагнитоплазменным двигателем VASIMR мощностью 40 МВт. Credit: Ad Astra Rocket Company.
Визуализация пилотируемой миссии на Марс с ядерным электромагнитоплазменным двигателем VASIMR мощностью 40 МВт. Credit: Ad Astra Rocket Company.

10.12.2024, Энди Томасвик, universetoday.com

Двигательные технологии являются ключом к исследованию внешней солнечной системы, и многие организации работают над этими новыми технологиями. Одной из таких компаний с большим опытом является компания Ad Astra Rocket Company, которая десятилетиями разрабатывает свою систему Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket (VASIMR). Однако этот тип электрической двигательной системы требует большого количества энергии, поэтому компания выбрала уникальное решение для создания электростанции, которая могла бы решить эту проблему, — ядерный реактор. Недавно компания Ad Astra заключила стратегический альянс со Space Nuclear Power Corporation, или SpaceNukes, ответственной за разработку Kilopower, ядерного реактора мощностью 1 кВт для использования в космических миссиях.

Существует множество синергетических эффектов, оправдывающих объединение этих компаний, но давайте рассмотрим каждую из их технологий по очереди, чтобы понять, почему это произошло. VASIMR, двигательная система, над которой Ad Astra работает уже более 20 лет, представляет собой магнитоплазменную ракету, тип электрической двигательной системы. Ионные двигатели являются наиболее известной формой электрических двигательных систем и известны исключительной топливной экономичностью. Они недостаточно мощны, чтобы поднять корабль из гравитационного колодца планеты, но, оказавшись в космосе в состоянии микрогравитации, они демонстрируют длительный выброс плазмы при медленном ускорении, которое при достаточно длительном использовании преобразуется в огромные скорости.

Концептуальный мультимегаваттный аппарат для дальнего космоса с двигателем VASIMR. Credit: Ad Astra Rocket Company.
Концептуальный мультимегаваттный аппарат для дальнего космоса с двигателем VASIMR. Credit: Ad Astra Rocket Company.

Проблема в том, что для этого им нужно много энергии. Они должны ионизировать свое топливо, что требует значительного количества энергии, а эту энергию трудно получить, если они не подключены к источнику питания. Текущие решения используют либо солнечные панели, которым потребовалась бы огромная площадь для обеспечения достаточной мощности для чего-то вроде VASIMR, либо радиоизотопный термогенератор (РИТЭГ), который уже много лет широко используется для питания систем различных космических аппаратов, включая Voyager и Perseverance, но не способен обеспечить достаточно энергии для жизнеспособной электрической двигательной системы.

Есть и другая форма ядерной энергии — традиционная. Компания SpaceNukes работает над своим реактором Kilopower в различных вариантах уже более 10 лет и доказала работоспособность системы мощностью 1 кВт на наземной системе еще в 2018 году. Сейчас она работает с Космическими силами США в рамках проекта под названием JETSON над разработкой конструкции мощностью 12 кВт, которую можно было бы использовать в демонстрационном полете.

VASIMR хорошо масштабируется с большими выходными мощностями (порядка 100 кВт и более), которые могут значительно повысить эффективность ракеты. Единственным жизнеспособным вариантом для такой мощности в космосе являются ядерные реакторы, поэтому объединение двух компаний кажется целесообразным. Однако предстоит еще долгий путь, прежде чем система мощностью 100 кВт будет испытана в полете. В пресс-релизе, объявляющем о подписании меморандума о взаимопонимании компаний, говорится, что они надеются провести демонстрационный полет «к концу десятилетия» и коммерциализировать технологию «в 2030-х годах».

Если им удастся уложиться в эти сроки (а это все еще большой вопрос), комбинированный космический аппарат с приводом от VASIMR и Kilopower осуществит мечту о ядерном электрическом двигателе, которая волнует многих энтузиастов космических полетов. Это может сократить время полета туда и обратно на Марс с более чем года до нескольких месяцев и позволит проводить большие и качественные миссии во внешнюю часть Солнечной системы, включая такие интересные луны, как Энцелад и Титан.

Учитывая опыт обеих компаний в медленном и неуклонном совершенствовании, кажется вероятным, что в конце концов эти технологии увидят свет и произведут революцию в космическом двигателестроении. Им нужно продолжать двигаться вперед - как и двигателям, которые они надеются когда-нибудь запустить.

Больше информации:
Space Nuclear Power Corporation и Ad Astra Rocket Company и Space Nuclear Power Corporation создают стратегический альянс для создания мощного ядерного электрического двигателя

Новая конструкция ядерной ракеты для отправки миссий на Марс всего за 45 дней

В какие будущие технологии двигателей следует инвестировать NASA?

Исследование Вселенной с помощью ядерной энергии

Перевод: Александр Тарлаковский (блог tay-ceti)
Оригинал: A Commercial Tie-Up Bring High-Energy Nuclear Electric Propulsion Closer to Reality

Комментарии (3)


  1. DSSilver
    15.12.2024 08:25

    Интересно, это зонтики радиаторов на визуализации корабля?


    1. minusnaminus
      15.12.2024 08:25

      Скорее это защита от микрометеоритов. Вероятно, что межпланетные корабли будут разворачивать пару слоев таких защитных парусов, а может вообще помещаться в надувной кокон.

      Эх, если бы не это выяснение у кого бомбы бомбистее, Маск бы отдал производство Старшипов на аутсорс китайцам, а внутрь ставились бы российские ядерные реакторы, причем, тоже собранные китайцами. И до яблонь на Марсе было бы рукой подать


  1. ilvar
    15.12.2024 08:25

    У пресловутого Зевса энергетическая установка планируется в районе сотен киловатт, но даже при этом грузоподъёмность всего 10 тонн и сроки полёта к Марсу того же порядка, что на химии. Единственный плюс в этом случае - возможность возврата без дозаправки, но и минусов куча, основной - необходимость отдельного посадочного модуля со своими движками и термозащитой.

    Есть выигрыш по срокам при полётах к внешним планетам, но насколько он оправдывает необходимость разрабатывать, производить и поддерживать принципиально другую платформу - время покажет.