NASA и DARPA выбрали аэрокосмическую и оборонную компанию Lockheed Martin для разработки космического аппарата с ядерным тепловым ракетным двигателем. Объявленная в январе инициатива, в рамках которой компания BWX Technologies предоставит реактор и топливо, получила название Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations (DRACO). Агентства планируют продемонстрировать эту технологию не позднее 2027 г. с прицелом на будущие полеты на Марс.
Ядерно-тепловая двигательная установка (ЯТДУ) имеет ряд преимуществ перед ракетами на химическом топливе. Во-первых, она в два-пять раз эффективнее, что позволяет кораблям двигаться быстрее и дальше с большей маневренностью. Кроме того, благодаря снижению потребности в топливе на космическом корабле остается больше места для хранения научного оборудования и других необходимых вещей. Кроме того, это дает больше возможностей для реализации сценариев прерывания полета, так как ядерные двигатели позволяют изменить траекторию полета корабля и вернуться обратно быстрее, чем ожидалось. Все эти факторы в совокупности делают "ЯТДУ" (возможно) идеальным способом путешествия на Марс.
"Более мощные и эффективные ядерно-тепловые двигательные установки могут обеспечить более быстрое время перелета между пунктами назначения", — сказал Кирк Ширман, вице-президент Lockheed Martin по кампаниям освоения Луны. "Сокращение времени перелета жизненно важно для полетов человека на Марс, чтобы ограничить воздействие радиации на экипаж".
Система ЯТДУ использует ядерный реактор для быстрого нагрева водородного топлива до чрезвычайно высоких температур. Этот газ подается через сопло двигателя, создавая тягу корабля. "Эта ядерная тепловая двигательная установка разработана для обеспечения исключительной безопасности и надежности. В ней используется топливо с высоким содержанием низкообогащенного урана (HALEU) для быстрого нагрева сверххолодного газа, такого как жидкий водород", — заявила сегодня компания BWX. "При нагревании газ быстро расширяется и создает тягу для перемещения космического аппарата более эффективно, чем обычные химические двигатели внутреннего сгорания".
Чтобы снять опасения по поводу утечки радиоактивных веществ в атмосферу Земли, NASA и DARPA планируют не включать реактор до тех пор, пока корабль не выйдет на "ядерно-безопасную орбиту", где любые трагедии будут происходить вне зоны воздействия на Землю. Агентства планируют провести демонстрацию ядерного космического корабля к 2027 году, запустив его с помощью обычной ракеты, пока он не достигнет "подходящего места над низкой околоземной орбитой".
Ядерные реакторы также, вероятно, будут играть ключевую роль в обеспечении энергией будущих марсианских обиталищ. Еще в 2018 году НАСА провело испытания малых и портативных вариантов этой технологии.
До того как ЯТДУ отправит первых людей на Марс, он может найти применение в гораздо более коротких полетах, поскольку космические аппараты с ядерными реакторами могут также повысить эффективность транспортировки материалов на Луну. "Безопасный многоразовый космический аппарат с ядерным буксиром произвел бы революцию в области космических операций на Луне", — говорит Ширман. "Благодаря большей скорости, гибкости и маневренности ядерные тепловые двигатели также имеют множество применений в области национальной безопасности в цислунарном пространстве".