НАСА и партнеры работают над ядерными двигательными установками для космических кораблей

Умереть НАСА и ее партнеры работают над ядерным двигателем для космического корабля. Идея атомных ракетных двигателей возникла в 1940-х годах. Но только сейчас у нас есть технология, которая сделает реальностью концепцию межпланетных путешествий с ядерными двигателями.

Очень важно, чтобы идеи, которые НАСА Работы предполагают использование ядерных двигателей за пределами Земли. Транспортные средства должны запускаться с двигателями на химическом топливе, а ядерный двигатель должен запускаться только за пределами низкой околоземной орбиты.

Самой большой проблемой было и остается создание безопасного и легкого ядерного двигателя. Это обеспечивается новыми видами топлива и реакторами. На них возлагаются настолько большие надежды, что НАСА даже рассматривает возможность пилотируемых полетов с использованием энергии атомного распада. «Ядерная тяга будет очень полезна, если мы подумаем о путешествии на Марс и обратно менее чем за два года», - сказал Джефф Шихи, главный инженер Управления космических технологий. Он добавляет, что самая большая проблема - добиться правильного прогресса в топливе. Такое топливо должно выдерживать очень высокие температуры и условия движения. Две компании, с которыми работает НАСА, следят за тем, чтобы у них было подходящее топливо и реактор.

Источник изображения: Pixabay

Предполагается, что атомные двигатели будут использовать энергию распада атомных ядер для нагрева жидкого водорода до 2430 градусов по Цельсию. Это в 8 раз выше температуры ядра типичной атомной электростанции. Предполагается, что нагретый таким образом водород расширяется и выходит из сопел двигателя с огромной скоростью. Таким образом, на единицу массы топлива создается в 2 раза больше тяги, чем у химического топлива, используемого в настоящее время. Это позволяет транспортному средству двигаться быстрее и дольше летать. Дополнительным преимуществом использования двигателя с ядерным двигателем будет тот факт, что после достижения своей цели - например, одного из спутников Сатурна - реактор может переключаться из режима движения в режим источника энергии и питать научные инструменты в течение многих лет, например, отправлять высококачественные фото.

Чтобы получить соответствующий импульс от Ядерный двигатель Для этого требуется использование высокообогащенного топлива. Такое топливо было бы безопаснее использовать, как на атомных электростанциях, но в условиях высокой температуры двигателя и присутствия высокореактивного водорода оно стало бы хрупким.

Ultra Safe Nuclear Corp. Технологии (USNC-Tech)что с НАСА сотрудничает, сообщает, что обогащает свой уран до уровня ниже 20%. Это больше, чем с ядерными реакторами, но меньше, чем с ядерным оружием. Его топливо состоит из микроскопических урановых капсул с керамическим покрытием, которые лежат на матрице из карбида циркония. Микрокапсулы удерживают побочные продукты реакции на месте, позволяя уйти теплу.

Основное отличие проектов двух компаний - использование разных модераторов. Задача замедлителя - замедлить нейтроны атомного распада таким образом, чтобы они поддерживали цепную реакцию. BWX разместила свои топливные блоки между гидридами, в то время как технический проект USNC использует бериллий в качестве замедлителя. Двигатель термоядерной реакции может, по крайней мере теоретически, явно превосходить ядерный двигатель. Он обеспечивает до 4 раз больше энергии. Однако технология термоядерной реакции все еще недостаточно развита, и специалистам приходится преодолевать множество препятствий, таких как получение и поддержание плазмы и эффективное преобразование полученной энергии в тягу. Поэтому, как признает Коэн, маловероятно, что термоядерная двигательная установка будет готова к концу 2030-х годов, когда начнется запланированная пилотируемая миссия на Марс.