Как "човекът на Тръмп" в НАСА ще изпревари Китай в космоса?

Избранникът на президента Тръмп за ръководител на НАСА, милиардерът Джаред Айзъкман, вярва, че следващият скок в космическите изследвания ще бъде задвижван от ядрените технологии, които биха могли драстично да съкратят пътуването до Марс.

НАСА използва радиоактивни материали за захранване на космически кораби от 60-те години на миналия век. Източникът на енергия за сонди за дълбокия космос и за марсоходи, като Perseverance, е радиоизотопният термоелектричен генератор (RTG), който превръща топлината от естествения разпад на плутоний-238 в електричество. Тези работни системи могат да работят надеждно в продължение на десетилетия.

Изстрелян през 1977 г. и сега на близо 16 милиарда мили от Земята, космическият кораб Voyager 1 на НАСА е най-далечният пратеник на човечеството. Той все още докладва за дома от междузвездното пространство, захранван от три RTG устройства.

Но енергията, която те осигуряват, е скромна - достатъчна за захранване на сензори или нагреватели, а не за тласкане на космически кораб. Ако човечеството иска да пътува до Марс или да превозва тежки товари през Слънчевата система, Айзъкман твърди, че ще трябва да мислим по различен начин.

В RTG системта компактен реактор за делене разделя атомите, за да произведе интензивна топлина. Тази топлина загрява леко гориво - обикновено течен водород - което след това излиза от дюза, за да създаде тяга. Колкото по-горещ става водородът, толкова по-бързо се изстрелва и толкова по-ефективно лети ракетата.

Според д-р Натаниел Рийд от Групата по ядрена енергия в Катедрата по инженерство в Университета в Кеймбридж, резултатът може да бъде двигател, два пъти по-ефективен от най-добрите днес химически ракети. По-малката маса, отделена за гориво, би означавала повече място за екипажа и провизиите или допълнителна скорост.

Министерството на енергетиката на САЩ изчислява, че NTP система може да съкрати времето за пътуване до Марс - в момента до девет месеца - с близо 25%, намалявайки излагането на екипажа на космическа радиация.

Рийд предполага, че може да е възможно дори по-бързо пътуване, намалявайки необходимостта от изчакване на определени оптимални подравнения на планетите - тактика, която в момента спестява гориво, но принуждава изстрелванията да се провеждат в тесни времеви прозорци. И като дават на космическия кораб повече мощност в резерв, NTP системите могат да позволят на астронавтите да се обърнат и да се приберат вкъщи, ако нещо се обърка във всеки един момент от траекторията им на излизане, предимство за безопасност, което не е налично при конвенционалното задвижване.

NEP работи по различен начин: топлината от деленето се преобразува в електричество, което йонизира или зарежда положително газообразно гориво. „Йонен двигател“ изтласква заредените частици с изключително висока скорост.

Според Рийд, технологиите вероятно ще бъдат подходящи за различни видове мисии. NEP ще произведе относително малко количество тяга. Но тя би трябвало да бъде изключително ефективна, позволявайки на космическия кораб да ускорява плавно в продължение на месеци при дълги пътувания.

"Ако не се интересувате толкова от скоростта, ако просто изпращате неща, тогава може да откриете, че NEP е по-добро предложение като цяло", каза Рийд. "С екипаж на мисия до Марс, наистина искате да стигнете там бързо - защото астронавтите са изложени на ниска гравитация и радиация от слънцето и от дълбокия космос. Така че NCP вероятно е по-добрият кандидат."

Като алтернатива, системите биха могли да бъдат комбинирани, каза той.

"Може да се правят кратки изгаряния с NTP, за да се извършват орбиталните трансфери [като напускане на земната орбита и навлизане в траекторията към Марс, а след това в средата на курса, вместо просто да се дрейфирате, да използвате и ядрено-електрическо задвижване - и това може да намали времето за пътуване още по-съществено."

НАСА имаше за цел да демонстрира ядрено-термично задвижване в космоса по своята програма Draco, съвместно усилие с Агенцията за напреднали изследователски проекти в областта на отбраната, което имаше за цел първи тестов полет преди края на това десетилетие.

"Те изглеждаха уверени, че могат да го направят: бяха проведени много наземни тестове", каза Рийд. По-рано тази година, променящите се бюджетни приоритети накараха и двете агенции да отменят проекта.

Въпреки това, на изслушване за потвърждаване пред Сената тази седмица, Айзъкман - когото Тръмп преноминира, след като преди това оттегли подкрепата си заради връзки с Илон Мъск - ​​заяви, че ако САЩ искат да изпреварят Китай за трайно присъствие на Луната и да изпратят хора на Марс, "трябва да разширим и ускорим инвестициите в програми за ядрено задвижване и повърхностна енергия".

В интервюта той намекна за нещо подобно на мини-проект "Манхатън" за ядрено-електрическо задвижване.

Но амбицията надхвърля задвижването. НАСА се стреми да разработи ядрен реактор за лунната повърхност в рамките на своята програма Fission Surface Power. Целта е компактен реактор за делене, който би могъл да захранва лунна база непрекъснато, включително по време на двуседмичната лунна нощ, когато слънчевите панели няма да работят.

Китай, работейки с руската космическа агенция Роскосмос, разкри планове за собствена лунна ядрена електроцентрала до 2035 г.

Нейният реактор ще захранва енергийно гладни системи за животоподдържане и друга инфраструктура. Предстои ядрена космическа надпревара.

В бъдеще ядреното задвижване може да не включва непременно реактори. В края на 50-те и началото на 60-те години на миналия век инженерни екипи, работещи по проект "Орион", който беше подкрепен от американските военни и за кратко от НАСА, предложиха космически кораб, задвижван от бърза последователност от ядрени бомби, взривени зад масивна "тласкаща плоча".

Теоретичните резултати бяха потресаващи: крейсерски скорости с порядъци над химическите ракети. Но Договорът за частична забрана на ядрените опити от 1963 г., който забранява ядрените експлозии в космоса, потули концепцията.