Ядерные реакторы

В январе 1973 изменение приоритетов в стратегии развития американской науки и техники заставило НАСА отказаться от своих планов осуществления пилотируемых межпланетных полетов и создания для этих целей ЯРД. Однако в начале 21-го века НАСА снова начала рассматривать возможности проведения полетов на Марс и создания там базы.

Кроме программы «НЕРВА», нацеленной на разработку ядерных двигателей с твердой активной зоной, создаётся ЯРД с газообразной зоной, удельная тяга которого лежит в диапазоне 1500-1600 с. Проект «Ровер» стал основой для разработки ЯРД, предназначенных для пилотируемого полета на Марс. Это - летный вариант компактного, размерами с письменный стол, реактора, мощность которого соответствует приличной гидроэлектростанции. В Центре им. Льюиса проведены оценки различных схем ядерных двигателей применительно к полету на Марс с возвращением корабля на Землю. Рассматривались: схема ядерного двигателя с твердой активной зоной и три схемы с газовой активной зоной — с регенеративным охлаждением элементов двигателя, со сбросом тепла в космос посредством излучателя и с прозрачными стенками, ограничивающими активную зону (типа «лампа»). Рассчитаны массы космических кораблей, стартующих к Марсу с околоземной орбиты, для различных по своим задачам экспедиций — краткосрочная экспедиций без высадки на Марс продолжительностью не более 200 суток и научно-исследовательская экспедиция с обстоятельным изучением планеты в течение 40- дневного пребывания на ней, посредством оставляемого на Марсе специального мобильного блока массой 140 т. Схема ядерного ракетного двигателя с регенеративным охлаждением и замкнутая цепь (или схема "лампа") позволят осуществить такую экспедицию за год, а краткосрочную — за 150 суток, при стартовой массе 130 т. Обеспечивающая большую удельную тягу схема со сбросом тепла в космос посредством излучателя позволит осуществить экспедицию за 200 суток, при стартовой массе 130 т, а краткосрочную - за 80 суток, при стартовой массе 90 т.

Недостатком ЯРД является радиоактивное излучение, основным источником которого служит активная зона ядерного реактора. Летом 1985 была развернута программа «Проджект Форкаст 2» (Project Forecast 2), нацеленная на поиск новых решений с высокими характеристиками. В фокусе исследований - создание безопасного компактного ядерного Развитие электроэнергетики страны
двигателя для межорбитального транспортного аппарата. В Лаборатории космической техники начаты исследования по разработке двигателя с делящимся веществом в виде мелких частиц. Особое внимание уделено предотвращению нежелательных воздействий реактора на биосферу Земли при аварийном прекращении полета. Опыт, накопленный в ходе работ по проекту «Ровер» и программе "НЕРВА", показывает, что риск, связанный с конструкцией ядерной двигательной установки и ее эксплуатацией, может быть ограничен вполне приемлемыми пределами.

В 2005 в США принята программа разработки ЯРД для экспедиции, организованной на Марс в ближайшие 10 лет. Создание ракеты с ядерной двигательной установкой стало главным для NASA приоритетом в научно-исследовательских работах. Новый двигатель должен в три раза увеличить скорость полета ракеты и сократить время перелета до Марса до двух месяцев. При этом возможно будет применен газофазный ядерный двигатель, в котором медленно движущаяся газовая струя делящегося плутония окружена более быстрым потоком охлаждающего водорода.

Интересная идея создания двигателя, использующего реакцию аннигиляции материи и антиматерии, изучалась в рамках программы стратегической оборонной инициативы (СОИ) США. Антивещество в виде атомов хранится в электромагнитной ловушке и посредством магнитного поля подается в камеру двигателя, где оно взаимодействует с обычным веществом, превращаясь в гамма-излучение, которое нагревает рабочую жидкость и создает реактивную струю. Хотя магнитные ловушки используются в физике высоких энергий, для получения нескольких граммов антивещества, необходимых для полета, требуется огромное количество энергии.


На главную