Американские инженеры из Университета штата Огайо и Университета Алабамы в Хантсвилле работают над созданием инновационной ракеты на жидком уране. По оценкам разработчиков, её внедрение позволит сократить время полета до Марса как минимум вдвое, что значительно повысит эффективность межпланетных путешествий.
Об этом сообщает ProIT
Принцип действия и преимущества центробежной ядерной тепловой ракеты
Основой концепции является центробежная ядерная тепловая ракета, в которой цилиндры с жидким ураном вращаются со скоростью в тысячи оборотов в минуту. Такая система удерживает уран в центре агрегата, пока через него пропускается водород. В результате этого водород нагревается и выбрасывается из сопла с огромной скоростью, что создает значительный импульс.
“Например, можно было бы осуществить безопасный односторонний полет на Марс за шесть месяцев, а не за год”, — предполагает ученый из Университета Огайо, который возглавляет разработку, Спенсер Кристианс.
Традиционные ракеты уже почти исчерпали потенциал, обеспечивая удельную импульсивность до 450 секунд. Этого достаточно для полетов на Луну, но для миссий к Марсу или Плутону такие полеты остаются долгими и рискованными. Ядерная тепловая установка, которую предлагают американские исследователи, способна обеспечить удельную импульсивность на уровне 1,5–1,8 тысячи секунд. Это позволяет сократить путешествие до Марса и обратно с почти двух лет до 420 дней.
Вызовы, перспективы и дальнейшие исследования
Разработка сталкивается с рядом технологических вызовов, которые необходимо преодолеть для реализации проекта. Среди них — создание пористых стенок цилиндров для пропуска водорода и предотвращения утечки урана, а также избегание насыщения выхлопных газов парами урана, что может влиять на эффективность. Кроме того, сложным остается контроль над процессами запуска и отключения двигателя, когда возникает наибольшая нестабильность.
В эксперименте BLENDER II имитатор жидкого металла вращался на нескольких тысячах оборотов в минуту для изучения газовых пузырьков в экстремальных условиях. Другие команды исследуют диэлектрофорез, применяя электрические поля для извлечения атомов урана из потока водорода перед запуском ракеты.
Американские исследователи подчеркивают, что на данный момент оптимальный срок службы двигателя составляет около 10 часов полной работы — этого недостаточно для межпланетных полетов. Для жизнеспособности проекта необходимо найти пути снижения потерь топлива и увеличения ресурса установки.
В случае успешной реализации этой технологии время пребывания экипажа в космосе сократится вдвое, что уменьшит влияние микрогравитации и вредных факторов на здоровье астронавтов. Однако специалисты подчеркивают, что внедрение таких ракет займет еще много лет, и ожидать появления сверхбыстрых межпланетных космических аппаратов в ближайшее десятилетие не стоит.
Подробные результаты исследования опубликованы в журнале Acta Astronautica.