Добавь сайт в закладки нажми CTRL+D
Концепции ядерных двигателей были впервые предложены в 1950-х годах. Они, наконец, получают всё большее распространение по мере того, как человечество устремляет свой взор к Марсу и дальнему космосу.
Учёные изучают потенциал ядерных двигательных установок на принципе деления (использующих энергию расщепления тяжёлых атомных ядер) для передовых исследований дальнего космоса. В частности, рассматривается, каким образом эта технология могла бы помочь в изучении планет как: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.
Исследование, представленное на 56-й Лунной и планетарной научной конференции (LPSC), углубляется в вопросы надёжности двигательных систем на основе деления, а также затрагивает финансовые аспекты миссий в дальний космос.
Оба исследователя из Бангалора, Индия, являются генеральными директорами частных космических компаний. Они считают, что их новое исследование могло бы помочь определить будущее путешествий в дальний космос.
История ядерных космических двигателей берёт своё начало в 1950-х годах. Однако в последнее время инициативы в этой области набирают всё большую популярность, поскольку ведущие космические державы мира всё чаще обращают свои взоры к Марсу и за его пределы.
Читайте: Сколько спутников на орбите Земли – Растущие проблемы и последствия
Оценка ядерных космических двигателей
Один из исследователей, Малая Кумар Бисвал, является основателем и генеральным директором Acceleron Aerospace. Другой, Рамеш Кумар, — основатель и генеральный директор Grahaa Space.
В интервью Бисвал объяснил, «основной мотивацией этого исследования стало растущее осознание того, что наши нынешние двигательные и энергетические системы – особенно химические и солнечные – недостаточны для длительных миссий или полётов в дальний космос».
«По мере того как мы расширяем границы исследований в направлении Марса, внешних планет и даже межзвёздного пространства, нам необходимы энергосистемы, которые не только надёжны, но и способны обеспечивать устойчивое энергоснабжение на протяжении десятилетий», – продолжил он.
Энергосистемы на основе ядерного деления предлагают такую надёжность, поскольку обладают высокой плотностью энергии. Они также работают независимо от солнечного света, что означает возможность их эксплуатации в отдалённых регионах, где солнечные лучи слабы.
В исследовании учёные проанализировали потенциальное влияние технологии по нескольким ключевым характеристикам. К ним относятся основные преимущества, заметные разработки, потенциальные области применения и ограничения.
Сравнивая эту технологию с традиционными ракетами, они пришли к выводу, что двигатели на основе деления являются «революционным фактором». Важно отметить, что ограничения, связанные с радиационной защитой и массой, невелики по сравнению с традиционными системами.
Открывая новую эру космических путешествий
Одним из ключевых преимуществ ядерных двигательных установок на основе деления является их способность работать десятилетиями.
Эта стабильность и надёжность могут открыть новую эру космических путешествий.
«Во-первых, энергосистемы на основе деления обеспечивают значительно более высокую и стабильную выходную мощность, чем традиционные источники, что критически важно как для двигательных установок, так и для систем жизнеобеспечения в длительных миссиях», – сказал Бисвал.
«Во-вторых, эти системы могут сократить время перелёта, поддерживать большую полезную нагрузку (массу груза, доставляемого в космос) и работать в условиях, где солнечная энергия просто неэффективна, например, в дальнем космосе или на затенённых поверхностях планет».
«В-третьих, хотя технология демонстрирует невероятные перспективы, она также сопряжена с проблемами, в частности, в области радиационной защиты, протоколов безопасности и массы системы. Однако текущие разработки, как Kilopower (проект НАСА по разработке компактных ядерных реакторов для космоса), показывают, что мы уверенно движемся к тому, чтобы сделать это практической реальностью».
По мнению исследователей, двигатели на основе деления способны обеспечить беспрецедентное исследование Солнечной системы. Они могут сделать возможными будущие миссии к внешним планетам и даже в пояс Койпера (область Солнечной системы за Нептуном, содержащая малые ледяные тела).
Ядерные двигатели и проблемы финансирования
Учёные и инженеры впервые предложили ядерные ракеты в 1950-х годах.
В то время учёные заявляли, что это сможет примерно удвоить эффективность химических ракет. Они также обеспечивали бы значительно большую тягу, чем ионные двигатели. Исторически финансирование было препятствием для ядерных двигательных систем.
Например, программа НАСА NERVA (программа разработки ядерных ракетных двигателей) была свёрнута в 1973 году, несмотря на многообещающие результаты. Её отменили из-за сокращения бюджета и призывов сосредоточиться на программе «Спейс Шаттл». «Спейс Шаттл» должен был обеспечить гораздо более быструю окупаемость инвестиций.
В интервью в 2023 году бывший астронавт НАСА и основатель Ad Astra Франклин Чанг Диас заявил, что финансирование является ключевым препятствием в разработке ядерного электрореактивного двигателя его компании.
Компании потребуются миллионы, но инвесторов могут отпугнуть длительные сроки разработки. «Технология существует, – пояснил он, – но сроки, когда мы увидим демонстрацию VASIMR (электромагнитный плазменный двигатель с изменяемым удельным импульсом) в космосе, полностью зависят от финансирования».
Тем не менее как отмечается в исследовании Бисвала и Кумара, ядерные двигатели в их различных формах могут стать основой для будущего освоения космоса. Однажды они даже смогут привести человечество к новым звёздным системам.
Поделись видео: