Ядерный двигатель для космических кораблей что это

Россия первой в мире создаст ядерный двигатель для межпланетных полётов

Западные специалисты оценивают наше лидерство в этом направлении как безусловное. Готовый опытный образец будет представлен в 2018 году, а уже к 2025 планируется совершить испытательный полёт в космос.

«Росатом» выпустил в свет первые тепловыделяющие элементы ядерного реактора силовой установки космического корабля. Начало разработки ядерного двигателя началось ещё в 2009 году, а готовый опытный образец госкорпорация по атомной энергетике и «Роскосмос» планируют представить в 2018. Испытывать прототип будут в Сосновом Бору. А уже к 2025 году планируется совершить испытательный полёт в космос.

Использование ядерного двигателя позволит существенно уменьшить массу космических кораблей ввиду существенного уменьшения потребности в топливе. Это даст возможность человечеству путешествовать в космосе на далёкие расстояния. Существующие сегодня технологии позволили бы людям долететь на Марс за полтора года, тогда как использование ядерного двигателя сократило бы этот срок до 1,5 месяцев. Помимо этого ядерный двигатель даёт широкие возможности для маневрирования и позволит людям вернуться на Землю, тогда как применяемые ныне разработки такой возможности лишены.

Ядерный реактор, который планируется использовать на космических кораблях значительно сократит объём потребляемого топлива и в тридцать раз увеличит энергообеспеченность судна. Технология его работы кратко можно описать так: реактор нагревает газ, который в свою очередь вращает турбину, производящую электричество.

Интересно, как отреагировали на разработку западные специалисты. Они заявили, что атомный реактор, прототип которого появится уже через два года, позволит России совершить настоящий рывок в освоении космического пространства. Также специалисты подчёркивают, что на данный момент такие разработки возможны только в нашей стране. Аналогичные работы велись ранее только в Соединённых Штатах, обошлись им в 2 миллиарда долларов и были свёрнуты ещё в 70-е годы XX века.

Интересно, что мысль о создании космического корабля с ядерным двигателем появилась довольно давно. Учёные со всего мира убеждены, что только с таким источником энергии на борту и возможны далёкие полёты в космос. Ещё в эпоху Хрущёва в Советском Союзе был разработан подробный план по созданию межпланетного судна с ядерным реактором мощностью 7 магаватт. Начавшаяся в следующую эпоху «лунная гонка» заставила отложить планы по созданию ядерного реактора, но российская наука не прекратила работу в этом направлении. 10 лет назад академия космонавтики России издала работу «Пилотируемая экспедиция на Марс». В книге были опубликованы детальные подсчёты технической стороны путешествия на красную планету и делался вывод, что лучший двигатель для такой миссии — ядерный. Его мощность должна составлять не менее 15 мегаватт.

В 2009 году комиссия при Президенте РФ дала добро на создание демонстрационного образца атомного двигателя. Его мощность пока не позволит осуществить полёт на Марс — она составит всего 1 мегаватт. Впрочем, задача опытного образца куда скромнее: он призван отработать технологию и начать применять её на практике, например, для транспортировки космических объектов с околоземной орбиты к Луне и обратно.

Единственный проблемный вопрос, остающийся в связи с использованием ядерных двигателей в межпланетных полётах — это хватит ли у России финансовых ресурсов на это предприятие, которое со временем будет становиться всё более дорогостоящим. Уже очевидно, что опытный образец будет создан. Стоимость этих работ составляет ничтожные по мировым меркам 17 миллиардов рублей. А вот для организации дальних экспедиций будут нужны несоизмеримо более крупные финансовые вливания. В условиях нарастающей жёсткой экономии бюджетных расходов найти их будет довольно сложно. Возможно, здесь России удастся найти партнёров — например, США.

Возможно, Вас заинтересуют другие наши материалы на схожую тематику:

Фото: photobucket.com, utrospb.ru По материалам: vladnews.ru , lifenews.ru

© Хорошие новости и добрые истории

NASA может отправить людей на Марс при помощи ядерного двигателя. Это не опасно?

Аэрокосмическое агентство NASA хочет высадить людей на Марсе к 2035 году. Для этого ему необходимо разработать космический корабль, который сможет пролететь 55 миллионов километров. По расчетам исследователей, в лучшем случае преодоление этого пути займет 7-8 месяцев. За это время может произойти что угодно, начиная от конфликта между членами экипажа и заканчивая получением смертельной дозы космической радиации. Поэтому чем быстрее аппарат сможет доставить людей на далекую планету, тем лучше. Представители компании Ultra Safe Nuclear Technologies (USNC-Tech) предложили оснастить космический корабль ядерным двигателем. По их мнению, благодаря ему достигнуть Марса можно будет всего лишь за 3 месяца. Но насколько безопасно отправлять в космос ядерный реактор? Ведь члены экипажа корабля могут пострадать от его излучения, да и во время запуска он может попросту взорваться. Компания уже придумала, как сделать ядерный двигатель максимально безопасным.

Ядерный двигатель может ускорить полеты на Марс

Ядерный двигатель для космического корабля

По словам главы USNC-Tech Майкла Идса (Michael Eades), ядерный двигатель будет более эффективен для полетов на дальние планеты, чем химический двигатель. Как минимум, он позволит быстро преодолевать большие расстояния, сжигая меньше топлива. Использование меньшего количества топлива должно заметно снизить стоимость космических полетов. А быстрый полет сократит время воздействия космической радиации на организмы членов экипажа корабля. Люди еще ни разу не летали на далекие планеты. Но считается, что космическая радиация может вызвать лучевую болезнь, повысить риск возникновения рака в течение жизни и разрушить нервную систему человека.

К тому же, быстрый полет повышает вероятность успеха миссии:

Чем дольше люди будут находиться в полете, тем больше вероятность, что что-то пойдет не так, — объяснил Джефф Шихи, главный инженер Управления космических технологий NASA.

Как работает ядерный двигатель?

О том, как работает ядерный двигатель, вкратце рассказало издание CNN. Сперва ядерный реактор вырабатывает тепло из уранового топлива. Затем полученная тепловая энергия нагревает жидкое топливо, роль которого обычно играет жидкий водород. Топливо расширяется в газ и выбрасывается из сопла, создавая тягу. Ядерный двигатель производит вдвое большую тягу на единицу топлива, чем двигатели на основе химических процессов.

Впервые об использовании ядерных двигателей в космосе задумались в XX веке

Но чтобы использовать ядерный двигатель в космосе, нужно найти урановое топливо, которое способно выдерживать высокие температуры внутри двигателя. Компания USNC-Tech уверяет, что разработало топливо, которое может работает даже при 4400 градусах Цельсия. Оно содержит карбид кремния, который часто используется в качестве покрытия для элементов ядерного топлива в реакторах с высокими температурами.

Примерно так будет выглядеть производство ракетных двигателей USNC-Tech

Опасность ракетных двигателей

Итак, компания смогла разработать подходящее топливо. Но как защитить членов экипажа корабля от радиации? По словам Майкла Идса, хранящееся между двигателем и жилым сегментом корабля жидкое топливо должно хорошо блокировать радиоактивные частицы. При проектировании корабля важно будет сделать так, чтобы будущие колонисты Марса находились как можно дальше от реактора. И все, проблему можно считать решенной.

Ядерная двигательная установка USNC-Tech

А чтобы ядерный двигатель не навредил людям во время взлета, запуск корабля предлагается осуществлять с космоса. Корабль будет выводиться на земную орбиту обычной ракетой и только потом будет включать ядерный реактор. Если катастрофа произойдет во космосе, радиоактивные вещества будут двигаться настолько медленно, что достигнут Земли или других планет только спустя десятки тысяч лет. За это время они уже утратят свои вредные свойства.

Запуск космического корабля предлагается осуществлять вне Земли, потому что так безопаснее

Агентство NASA уже должна быть в курсе об идее компании USNC-Tech. Если она будет принята, в будущем полет на Марс будет заниматься всего лишь около 90 дней. В случае, если технология окажется безопасной и эффективной, ядерные двигатели можно будет использовать даже в сфере космического туризма. Ведь в будущем людям явно будут доступны не только путешествие вокруг земной орбиты, но и экскурсии в далекие планеты.

Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш Telegram-канал. Там вы найдете анонсы свежих новостей нашего сайта!

Об использовании ядерных двигателей агентство NASA размышляет уже давно. О преимуществах ядерных двигателей ранее уже рассказывалось в этой статье. Также в ней говорится о других технологиях, которые могут ускорить космические путешествия.

Термоядерный ракетный двигатель отправит США в глубокий космос

Огромный аппарат под названием Decade Module Two (DM2) в течение 10 лет использовался Агентством по сокращению военной угрозы (DTRA) для исследований в области воздействия ядерных взрывов. В 2009 году военные исследования были закончены и DM2 передали Университету Алабамы.

Теперь специалисты из Университета Алабамы в Хантствилле, НАСА, Boeing используют бывшую военную установку для сборки устройства Charger-1 Pulsed Power Generator. Когда 50-тонный Charger-1 соберут, это будет одна из самых крупных и мощных импульсных энергетических систем в мире.

Термоядерный синтез – это слияние атомных ядер, которое освобождает большое количество энергии. Американские ученые планируют использовать термоядерный синтез с участием атомов тяжелого водорода, дейтерия, и изотопов лития. Энергию, необходимую для сжатия атомов, т.е. зажигания термоядерной реакции, планируется высвобождать с помощью мощного импульсного устройства, которое по действию чем-то похоже на удар молнии.

Зажечь термоядерную реакцию в установке Charger-1 должен мощнейший электрический импульс, энергию для которого накапливают конденсаторы. В настоящее время идет монтаж проводов из лития-6 и дейтерида лития, проводящих импульс и превращающихся в плазму, которая будет сжиматься Z-пинч эффектом.

Работа Z-пинч эффекта

Пинч-эффект — это сжатие плазмы в результате взаимодействия тока разряда с магнитным полем. Если ток протекает вдоль оси цилиндрического плазменного столба, то его называют Z-пинчем. Z-пинч можно наблюдать, например, при ударе молнии в трубчатый громоотвод. Данный эффект используется для стабилизации плазмы в термоядерных реакторах, и в НАСА на него возлагают большие надежды.

Разряд установки Charger-1 может производить плазму, которая сжимается собственным магнитным полем и при размере в палец может заключать в себе 20% от всей энергии, которую потребляет человечество в текущий момент времени. Разумеется, главная цель разработчиков термоядерного ракетного двигателя – получить на выходе больше энергии, чем было потрачено на инициацию термоядерного синтеза. Хотя, надо сказать, команда Charger 1 не надеется, что им удастся этого достичь, но в любом случае огромная установка даст большое количество ценной научной информации, которая пригодится для разработки первого прототипа термоядерного ракетного двигателя. Бывший военный модуль DM2 в 500-наносекундном электрическом импульсе выдает до 1 тераватта мощности — около 6% от потребления электроэнергии в мире.

Проблема космических кораблей на химическом горючем известна: нужно сжечь тысячи тонн топлива, чтобы транспортировать всего десятки тонн полезного груза. С такими ракетами серьезно говорить об освоении Солнечной системы не приходится.

Слева направо показана эволюция научной программы по созданию Z-пинч двигателя: через 9 лет вместо одного нынешнего накопительного модуля DM2 будет испытываться полноценное кольцо из 8 модулей. Еще через 2 года будут испытываться одновременно 2 кольца

Термоядерная силовая установка – совсем другое дело. Термоядерной ракете вместо тысяч нужно всего несколько тонн топлива. Более того, с помощью ядерного ракетного двигателя, например, на Марс можно было бы долететь не за 6 месяцев, а за 6 недель. Все это одним махом решает проблему длительного пребывания в напичканном опасностями космосе, а также уменьшает сложность систем жизнеобеспечения и защиты космического корабля.

Кандидат технических наук специалист в области аэрокосмической техники Росс Кортез, участвующий в проекте Charger-1, описывает термоядерный ракетный двигатель очень просто

Кандидат технических наук специалист в области аэрокосмической техники Росс Кортез, участвующий в проекте Charger-1, описывает термоядерный ракетный двигатель очень просто: «Представьте, что в задней части ракеты взрывается заряд, эквивалентный 1 тонне тротила. Именно такой двигатель мы и делаем».

Двигатель корабля на Z-пинче работает просто

Двигатель корабля на Z-пинче работает просто: в параболическую камеру сгорания подаются два компонента топлива и мощный электрический импульс из конденсаторов превращает их в плазму. Магнитное поле большой силы сжимает плазму и зажигает реакцию термоядерного синтеза. В результате образуется расширяющаяся в камере сгорания плазма, которая имеет массу всего 0,02 кг, но ее начальная кинетическая энергия достигает 1 ГДж.

Плазма, раздувающаяся как своеобразный воздушный шарик, в итоге сжимается Z-пинч эффектом, выбрасывается из магнитного сопла и создает реактивную тягу.

Основная функция Z-пинч эффекта – это защищать двигатель от разрушения и направлять очень большие токи (в мегамперы) через плотную плазму в течение очень короткого времени – около 10-6 секунды.

На выходе получается реактивная тяга в 3812 ньютон-секунд за импульс при частоте 10 импульсов в секунду и удельном импульсе 19436 секунд.

В НАСА рассчитывают на то, что количество энергии, выделяющейся при реакции синтеза, будет в 3 раза больше количества энергии, необходимого для зажигания. Это означает, что за 100 наносекунд до начала следующего импульса конденсаторам необходимо «сбросить» в камеру сгорания 333 МДж энергии. Это весьма сложная проблема — даже учитывая высокую эффективность конденсаторов (80%), необходимо будет решить задачу создания накопителей, которые смогут очень быстро заряжаться и разряжаться.

В качестве топлива Z-пинч двигателя планируется использовать дейтерий и литий-6, которые производят полезные побочные продукты (например, тритий), повышающие выход энергии. Охлаждать двигатель будет жидкость фтор-литий-бериллий (FLiBe), которая к тому же способна поглощать гамма-лучи и нейтроны. Параболическое магнитное сопло будет состоять из 8 колец сверхпроводящих магнитных катушек на основе иттрия. Они создают внутри сопла начальное магнитное поле и направляют в конденсаторы электрический ток, индуцированный в процессе расширения плазмы. Позже эта энергия будет использована для следующего импульса.

Проект Z-пинч корабля, разработанный в 2010 году, предполагает, что это будет аппарат длиной 125 м (в два раза длиннее МКС), поэтому собирать его придется на орбите.

Проект Z-пинч корабля, разработанный в 2010 году, предполагает, что это будет аппарат длиной 125 м (в два раза длиннее МКС), поэтому собирать его придется на орбит

Несущей конструкцией корабля будет центральная ферма с радиаторами, отводящими тепло от двигателей. На одном конце фермы будет расположен двигатель, а на другом — обитаемый отсек и спускаемый аппарат или друга полезная нагрузка.

Сопло двигателя будет иметь диаметр 13,6 м, его планируется изготовить из углеродного композита – в любом случае сопло радиации не боится, а от плазмы сопло защищает магнитное поле. Сложнее с конденсаторами, которые необходимо защитить от гамма-излучения и нейтронов. Их придется закрыть достаточно тяжелой радиационной защитой, которая одновременно будет защищать и экипаж, к тому же удаленный от активной зоны на безопасное расстояние с помощью длинной фермы.

Максимальная тяга Z-пинч корабля сравнима с традиционными ракетами, но перегрузка при ускорении такого крупного корабля будет совсем небольшой – менее 1 g, что обеспечит комфорт при многодневном разгоне и торможении.

При массе полезной нагрузки в 150 тонн, общая масса корабля составит почти 600 тыс. тонн. Это, ненамного больше МКС весом 400 тонн, однако возможности у Z-пинч корабля будут совсем другие: за 1,5 суток максимальной тяги двигателя Z-пинч корабль достигнет Марса через 90 дней. Если полная тяга продлится 8,7 суток, то до Марса можно будет добраться всего за 30 дней! При этом корабль за вдвое меньшее время полета доставит на 35-55% больше полезного груза, чем сравнимая химическая ракета.

В целом, США по силам собрать корабль с сухим весом около 390 тонн. Это сравнимо с МКС, а учитывая, что в США активно ведется разработка мощнейшей ракеты-носителя SLS, способной выводить на низкую околоземную орбиту до 130 тонн груза, сборка Z-пинч корабля — задача вполне решаемая.

В любом случае, до сборки пока далеко. Еще предстоит решить ряд сложных технических задач по созданию Z-пинч двигателя. С помощью установки Charger 1, ученые должны оценить безопасность и пригодность для использования в качестве топлива лития-6, эффективность работы МГД-генераторов, надежность магнитного сопла, антирадиационной защиты и т.д. Все это ученые планируют сделать в течение ближайших 11 лет. Надо отметить, что в НАСА параллельно работает множество программ по обеспечению полетов вглубь Солнечной системы: решаются проблемы сохранения здоровья экипажа межпланетного корабля, отрабатываются системы посадки, оборудование для работы на поверхности планет и астероидов и т.д. Таким образом, подготовка к освоению нашей звездной системы уже идет полным ходом.

Ядерный ракетный двигатель строят для полетов на Марс. Чем он опасен?

NASA разработает ядерный двигатель для быстрого полета на Марс. Ракеты с ядерными двигателями будут более мощными и вдвое более эффективными, чем с химическими, которые используются сегодня. Рассказываем подробнее о разработке, как быстро она будет передвигаться и чем опасна.

Что такое ядерный ракетный двигатель?

Ядерный ракетный двигатель (ЯРД) — разновидность ракетного двигателя, которая использует энергию деления или синтеза ядер для создания реактивной тяги.

Традиционный ЯРД в целом представляет собой конструкцию из нагревательной камеры с ядерным реактором как источником тепла, системы подачи рабочего тела и сопла. Рабочее тело (как правило — водород) подается из бака в активную зону реактора, где, проходя через нагретые реакцией ядерного распада каналы, разогревается до высоких температур и затем выбрасывается через сопло, создавая реактивную тягу.

Существуют различные конструкции ЯРД: твердофазный, жидкофазный и газофазный — соответствующие агрегатному состоянию ядерного топлива в активной зоне реактора — твердое, расплав или высокотемпературный газ (либо даже плазма).

Твердофазный ядерный ракетный двигатель

В твердофазных ЯРД (ТфЯРД) делящееся вещество, как и в обычных ядерных реакторах, размещено в сборках-стержнях (ТВЭЛах) сложной формы с развитой поверхностью, что позволяет эффективно нагревать газообразное рабочее тело (обычно — водород, реже — аммиак), одновременно являющееся теплоносителем, охлаждающим элементы конструкции и сами сборки.

Температура нагрева ограничена температурой плавления элементов конструкции (не более 3000 К). Удельный импульс твердофазного ЯРД, по современным оценкам, составит 850–900 с, что более чем вдвое превышает показатели наиболее совершенных химических ракетных двигателей.

Наземные демонстраторы технологий ТфЯРД в ХХ веке были созданы и успешно испытаны на стендах (программа NERVA в США, РД-0410 в СССР).

Газофазный ядерный ракетный двигатель

Газофазный ядерный реактивный двигатель (ГЯРД) — концептуальный тип реактивного двигателя, в котором реактивная сила создаётся за счёт выброса теплоносителя (рабочего тела) из ядерного реактора, топливо в котором находится в газообразной форме или в виде плазмы. Считается, что в подобных двигателях удельный импульс составит 30–50 тыс. м/с.

Перенос тепла от топлива к теплоносителю достигается в основном за счет излучения, большей частью в ультрафиолетовой области спектра (при температурах топлива около 25 000 °C).

Ядерный импульсный двигатель

Атомные заряды мощностью примерно в килотонну на этапе взлета должны взрываться со скоростью один заряд в секунду. Ударная волна — расширяющееся плазменное облако — должна была приниматься «толкателем» — мощным металлическим диском с теплозащитным покрытием и потом, отразившись от него, создать реактивную тягу.

Импульс, принятый плитой толкателя, через элементы конструкции должен передаваться кораблю. Затем, когда высота и скорость вырастут, частоту взрывов можно будет уменьшить. При взлете корабль должен лететь строго вертикально, чтобы минимизировать площадь радиоактивного загрязнения атмосферы.

В США космические разработки с использованием импульсных ядерных ракетных двигателей осуществлялись с 1958 по 1965 год в рамках проекта «Орион» компанией «Дженерал Атомикс» по заказу ВВС США.

По проекту «Орион» проводились не только расчеты, но и натурные испытания. Летные испытания моделей летательного аппарата с импульсным приводом (для взрывов использовалась обычная химическая взрывчатка).

Были получены положительные результаты о принципиальной возможности управляемого полёта аппарата с импульсным двигателем. Также для исследования прочности тяговой плиты проведены испытания на атолле Эниветок.

Во время ядерных испытаний на этом атолле покрытые графитом стальные сферы были размещены в 9 м от эпицентра взрыва. Сферы после взрыва найдены неповрежденными, тонкий слой графита испарился (аблировал) с их поверхностей.

В СССР аналогичный проект разрабатывался в 1950–1970-х годах. Устройство содержало дополнительные химические реактивные двигатели, выводящие его на 30–40 км от поверхности Земли. Затем предполагалось включать основной ядерно-импульсный двигатель.

Основной проблемой была прочность экрана-толкателя, который не выдерживал огромных тепловых нагрузок от близких ядерных взрывов. Вместе с тем были предложены несколько технических решений, позволяющих разработать конструкцию плиты-толкателя с достаточным ресурсом. Проект не был завершен. Реальных испытаний импульсного ЯРД с подрывом ядерных устройств не проводилось.

Ядерная электродвигательная установка

Ядерная электродвигательная установка (ЯЭДУ) используется для выработки электроэнергии, которая, в свою очередь, используется для работы электрического ракетного двигателя.

Подобная программа в США (проект NERVA) была свернута в 1971 году, но в 2020 году американцы вновь вернулись к данной теме, заказав разработку ядерного теплового двигателя (Nuclear Thermal Propulsion, NTP) компании Gryphon Technologies для военных космических рейдеров на атомных двигателях для патрулирования окололунного и околоземного пространства, также с 2015 года идут работы по проекту Kilopower.

С 2010 года в России начались работы над проектом ядерной электродвигательной установки мегаваттного класса для космических транспортных систем (космический буксир «Нуклон»). На 2021 год ведется отработка макета; к 2025 году планируется создать опытные образцы данной ядерной энергоустановки; заявлена плановая дата летных испытаний космического тягача с ЯЭДУ — 2030 год.

Мощность

По оценкам А. В. Багрова, М. А. Смирнова и С. А. Смирнова, ядерный ракетный двигатель может добраться до Плутона за 2 месяца и вернуться обратно за 4 месяца с затратой 75 тонн топлива, до Альфы Центавра за 12 лет, а до Эпсилона Эридана за 24,8 года.

Ядерный двигатель опасен?

Основным недостатком является высокая радиационная опасность двигательной установки:

• потоки проникающей радиации (гамма-излучение, нейтроны) при ядерных реакциях;
• вынос высокорадиоактивных соединений урана и его сплавов;
• истечение радиоактивных газов с рабочим телом.

Использование открытия российских ученых в гражданском секторе тесно связано с безопасностью ядерной силовой установки. Нужно было обеспечить безопасность его выхлопа.

Защита малогабаритного ядерного двигателя меньше, чем у большего по размерам, поэтому нейтроны будут проникать в «камеру сгорания», тем самым с некоторой вероятностью делая радиоактивным все вокруг.

Азот и кислород имеют радиоактивные изотопы с малым временем полураспада и не опасны. Радиоактивный углерод вещь долгоживущая. Но есть и хорошие новости.

Радиоактивный углерод образуется в верхних слоях атмосферы под действием космических лучей. Но главное, концентрация углекислого газа в сухом воздухе составляет всего 0,02÷0,04%.

Учитывая же, что процент углерода, становящийся радиоактивным, величина еще на несколько порядков меньшая, предварительно можно считать, что выхлоп ядерных двигателей не более опасен, чем выхлоп ТЭЦ, работающей на угле.

Собираются ли использовать ядерный двигатель для новейших полетов в космос?

Да, в начале февраля стало известно, что NASA проведет тестирование новейшего ядерного двигателя для полетов на Марс. Ожидается, что с его помощью можно будет добраться до Красной планеты всего лишь за три месяца.

В последние годы ученые и инженеры NASA и других космических агентств мира активно обсуждают планы по постройке постоянных обитаемых баз на поверхности Луны и Марса.

• В чем его преимущества?

Главным ключом к обеспечению их автономности и удешевлению постройки специалисты NASA считают технологии трехмерной печати, позволяющие использовать воду и местные ресурсы — почву, горные породы и газы из атмосферы — для постройки зданий базы прямо на месте.

Подобные принтеры, как показывают опыты на борту МКС и на Земле, позволяют напечатать почти все необходимое для жизни колонистов на Марсе, за исключением одного, самой главного компонента базы — источника питания, чья мощность была бы достаточной для обеспечения работы самого 3D-принтера, а также питания и обогрева всей базы.

В рамках подготовки NASA к высадке на Марс в 2035 г. американская компания Ultra Safe Nuclear Technologies (USNT) из Сиэтла предложила свое решение — ядерный тепловой двигатель (NTP)

• Каким будет ядерный двигатель?

USNT предлагает классическое решение — ядерный двигатель с использованием сжиженного водорода в качестве рабочего тела: ядерный реактор вырабатывает тепло из уранового топлива, эта энергия нагревает жидкий водород, проходящий по теплоносителям, который расширяется в газ и выбрасывается через сопло двигателя, создавая тягу.

Одна из основных проблем при создании такого типа двигателей — найти урановое топливо, которое может выдерживать резкие колебания температуры внутри двигателя. В USNT утверждают, что решили эту проблему, разработав топливо, которое может работать при температурах до 2 400 градусов Цельсия.

Топливная сборка содержит карбид кремния: этот материал, используемый в слое триструктурально-изотропного покрытия, образует газонепроницаемую преграду, препятствующую утечке радиоактивных продуктов из ядерного реактора, защищая космонавтов.

• Безопасность

Кроме того, для защиты экипажа и на случай непредвиденных ситуаций ядерный двигатель не будет использоваться во время старта с Земли — он начнет работу уже на орбите, чтобы минимизировать возможные повреждения в случае аварии или нештатной работы.

Елизавета Приставка

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов