DARPA займется разработкой ракетного ядерного двигателя
Агентство DARPA в 2020 году планирует начать работу по созданию ядерного ракетного двигателя. Задача — разработка такого движка, который можно было бы использовать для передвижения космических транспортников в пределах лунной орбиты. Финансирование проекта составляет $10 млн, а называется он ROAR (Reactor On A Rocket).
Военные США (во всяком случае те, которые имеют отношение к этому проекту) считают, что ядерные реакторы дадут возможность наладить эффективную систему передвижения космических аппаратов. При этом запас времени работы ядерного движка будет несколько большим стандартных двигателей, применяющихся сейчас.
Расчет строится на том, что расход рабочего тела будет идти медленнее. Ну, а в качестве рабочего тела будут использовать жидкий газ, возможно, водород. Рабочее тело внутри двигателя нагревается, происходит выброс через сопло, что двигает космический корабль вперед. Это дает возможность значительно увеличить эффективность использования ядреного топлива. В свою очередь, это означает, что размеры ракеты можно уменьшить, а часы полета — сократить.
Топливо для ядерного движка будет урановым, где содержание изотопа U-235 составит больше 5%, но меньше 20%. На современных подводных лодках с ядерным реактором используется топливо с высоко обогащенным ураном, процент содержания которого составляет вплоть до 90%. А вот на АЭС используется слабо обогащенный уран (всего 3–5%).
Разработка ядерного движка намечена на 2020 году потому, что до этого момента планируется выполнить ряд научно-исследовательских работ. Часть из них посвящена созданию технологий, которые планируется использовать в реакторе. Проект можно представить в виде конструктора Lego, для которого отсутствуют некоторые из элементов. К сожалению, дата начала работы есть, а вот планируемое окончание проекта не указано — так что разработки могут вестись многие годы.
Что касается идеи использования ядерного двигателя в космосе, то она принадлежит не DARPA, а НАСА. Агентство совместно с несколькими партнерами вело разработку начиная с середины 20-го века. Проводились они исследования по созданию летательных аппаратов с ядерной реактивной установкой и в СССР. Развития они не получили ни в США и в СССР по трем основным причинам. Первая — высокий риск аварии, что при условии наличия ядерного реактора на борту может привести к самым печальным последствиям. Вторая — чисто технические сложности при создании такого космического аппарата. Третья — необходимость создания массивной радиационной защиты для экипажа.
Правда, в середине 20-го века разработчики пытались решить задачу создания аппарата, который поднимался бы с поверхности Земли. Сейчас же речь идет о старте уже с орбиты. На орбиту космический аппарат будет выводиться обычными ракетами-носителями на химическом топливе. В принципе, можно создать и аппарат, который стартовал бы с поверхности планеты на ядерном топливе, но здесь возникает гораздо больше сложностей чем случае орбитальных работ.
Кроме того, ранее ученые пытались создать ядерную электродвигательную установку. В этом случае реактор обеспечивает выработку электроэнергии, которая подается на электрические ракетные двигатели (они могут быть плазменными или ионными). Сейчас же разрабатывается именно ядерный ракетный двигатель, рабочее тело которого поступает в реактор, разогревается и выбрасывается через сопло.
Сейчас работы ведутся и другими организациями, например, BWXT Nuclear Energy. Эта компания является наследницей Babcock & Wilcox, построившей первые в мире ядерные реакторы и атомные подводные лодки. В последние годы специалисты компании занимаются изучением надежности ядерных ракетных двигателей.
Достоинством ядерного двигателя можно назвать еще и то, что конструкция реактора снижает объем топлива, необходимого для выполнения импульсных маневров. Движок можно будет перезапускать несколько раз. Космонавты же будут находиться в защищенном от радиации отсеке — конечно, если говорить о пилотируемых космических аппаратах.
DARPA — весьма многосторонняя организация. Так, недавно сообщалось о том, что она занялась разработкой искусственного интеллекта нового поколения. Агентство считает, что новый AI будет на много порядков умнее своего предтечи, а рассуждать робот будет, основываясь на «здравом смысле». В этот проект инвестировано гораздо больше, чем в ядерный двигатель — не миллионы долларов, а $2 млрд. Директор отдела DAPRA по военной науке Валери Браунинг заявила: «Сверхидея проекта AI Next такова: превратить машину из инструмента, порой очень достойного, в настоящего партнера, в сотрудника, заслуживающего доверия».
