• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
28.07.2023
Василий Парфенов
17
7 599

Ядерный ракетный двигатель NASA и DARPA получил производителя и срок запуска

2.8

Два американских агентства, которые неизменно ассоциируются с наиболее фантастическими инновациями, подписали контракт на производство ядерного ракетного двигателя с подрядчиками. У проекта NASA и DARPA появились временные рамки реализации, выделенный бюджет и названия подрядчиков.

Ядерный ракетный двигатель NASA и DARPA
Предварительный облик DRACO, используемый в промо-материалах. Как именно будет выглядеть готовый демонстратор технологии пока не до конца ясно. Запуск аппарата запланирован на 2027 год в рамках контракта ВВС США National Security Space Launch. В качестве носителя выступят либо Falcon 9, либо Vulcan Centaur / ©Lockheed Martin / Автор: Екатерина Лебедева

Самая современная государственная программа разработки практически применимого теплового ядерного ракетного двигателя (NTP) называется DRACODemonstration Rocket for Agile Cislunar Operations, то есть дословно «Демонстрационная ракета для гибких окололунных операций». Проект обсуждают давно, и наконец-то он получил финальный облик. В минувшем январе Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США (NASA) и Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) подписали финальную версию соглашения (PDF) о реализации DRACO.

Следующим шагом был выбор подрядчиков для изготовления всех необходимых элементов — в первую очередь реактора и двигателя. Эту важнейшую задачу, как сообщило издание SpaceNews со ссылкой на пресс-релизы ведомств, возложили на Lockheed Martin. Точнее, на «космическое» подразделение корпорации, расположенное в городе Литлтон, штат Колорадо. Работать над реактором именитая компания будет не в одиночку — свою экспертизу в области ядерной энергии добавит BWX Technologies. Это имя хорошо знакомо атомщикам, но менее публичное, чем Lockheed.

«Звездной команде» под чутким контролем NASA и DARPA (и с их авторитетной помощью, естественно), предстоит менее чем за четыре года изготовить прототип. Плановая дата запуска DRACO в первый полет — 2027 год. Сроки предварительные, ведь в космонавтике, да и в атомной отрасли редко когда проекты шли по графику. Но обозначенный темп работ впечатляет. И, что любопытно, бюджет весьма скромный — 499 миллионов долларов, оба государственных ведомства разделят финансирование пополам.

Стоит отметить, что смехотворная по современным меркам сумма для столь фундаментального проекта — не окончательная. Как заведено в XXI веке, космические разработки идут по принципу частно-государственного софинансирования с расчетом на последующую коммерциализацию разработки. Оба ключевых подрядчика — и Lockheed Martin, и BWX Technologies — будут тратить на разработку собственные средства. Однако их объем, даже приблизительный, не раскрывается. Вдобавок NASA уже выделило в бюджете дополнительно 50 миллионов долларов на внутреннее сопровождение проекта, техническую экспертизу и прочие консультации.

©Lockheed MartinNASA призвало «агрессивно» разрабатывать космические ядерные реакторы для путешествия к Марсу

Для сравнения, доведенный в конце 1960-х до наземных испытаний ядерный ракетный двигатель NERVA, по оценкам NASA, должен был обойтись бюджету почти в миллиард долларов (более восьми миллиардов в 2023 году с учетом инфляции). Но NERVA испытывали на Земле, а в космос никто не решился его запустить.

Для DRACO уготована иная судьба — он сразу отправится на орбиту. И дело не в возросшей смелости, просто так выгоднее. Менеджер NASA по проектам в области космических атомных технологий Энтони Каломино (Anthony Calomino) рассказал, что агентство прорабатывало разные варианты, но в итоге огневые испытания NTP на Земле проводить дороже и менее безопасно.

Финального облика готового демонстратора технологий пока нет, есть только его предварительное видение. Это космический аппарат размером с «типичную верхнюю ступень», умещающийся под обтекателем полезной нагрузки.

После запуска DRACO выйдет на рабочую орбиту высотой между 700 и 2000 километров, где начнется программа испытаний двигателя. Там аппарату предстоит функционировать в разных режимах на протяжении пары месяцев, пока не закончится рабочее тело — сжиженный водород.

Опцию дозаправки на орбите рассматривают, но ее реализация зависит от того, как будет развиваться технология стыковки спутников и перекачки между ними криогенных жидкостей. Ею, напомним, активно занимается Lockheed Martin для лунного посадочного аппарата Blue Moon разработки Blue Origin.

Теоретическая эффективность теплового ядерного ракетного двигателя (NTP), его удельный импульс, достигает 900 секунд. Для сравнения, лучшие химические ракетные двигатели едва подбираются к 470 секундам, а чаще не выходят за 400 секунд. Это существенное преимущество NTP, но его еще необходимо подтвердить. Целевой показатель DRACO более скромный, порядка 700 секунд, потому что для демонстратора эффективность не важна. Видео — документальный фильм NASA и Комиссиb по атомной энергии США о ядерных ракетных двигателях, в который включены кадры сборки, тестирования и испытаний NERVA (начиная с 7:00 и далее) / ©US National Archives

В рамках DRACO не запланированы никакие масштабные маневры или полеты дальше низкой околоземной орбиты. Главная задача аппарата — показать, что в космосе может работать реактор на топливе повышенного обогащения. Не три-пять процентов, как в обычных АЭС (низкообогащенный, НОУ), а до 20 процентов, он называется High-assay LEU (HALEU), НОУ с высоким содержанием проб. В прошлом все космические ядерные реакторы работали на высокообогащенном топливе (более 85 процентов U-235).

С проектом DRACO представители отрасли и чиновники связывают большие надежды. Это сравнительно простой ядерный ракетный двигатель, отработка технологий которого может открыть широкие перспективы по освоению космоса. И речь не только о полетах — начало эксплуатации реакторов в двигателях косвенно или напрямую поможет их использованию для баз на других небесных телах.

Для NASA успех DRACO — критически важная веха на пути к освоению Марса после «тренировки» на Луне. Военные в лице DARPA, в свою очередь, хотят иметь разведывательные аппараты с высокой энергетикой для операций за пределами околоземной орбиты. Ну а Lockheed Martin с BWX Technologies рискуют стать наиболее компетентными компаниями в области космических ядерных установок и заранее обеспечить себе перспективный рынок.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Вчера, 18:28
Evgenia

Ученые, работающие на Большом адронном коллайдере (БАК), обнаружили в результатах экспериментов неожиданные данные. Они могут свидетельствовать о существовании топония, связанного состояния топ-кварка и его антикварка.

Позавчера, 15:35
Елена

Международная группа исследователей из Китая, США и Германии разработала метаматериал с выдающейся механической емкостью хранения энергии. Придать ему уникальные характеристики удалось за счет структуры — скрученных гибких стержней, деформирующихся по спирали.

Вчера, 14:31
Березин Александр

Международная группа ученых попробовала определить, насколько сократилось население Европы 12,7 тысячи лет назад, когда на планете внезапно наступило тысячелетнее похолодание. Оказалось, население континента какое-то время составляло считаные тысячи человек.

2 апреля
Березин Александр

Известный американский отраслевой обозреватель Эрик Бергер взял интервью у экипажа космического корабля Boeing, из-за технических проблем которого два астронавта задержались на орбите на девять месяцев вместо одной недели. Детали, которые они озвучили, указывают на серьезные проблемы Starliner, о которых ранее умалчивали. Люди провели немало времени при глубоко нештатной температуре. При слегка другом сценарии миссии экипаж корабля мог погибнуть. Официальные заявления NASA и Boeing сразу после июньского полета к МКС, судя по интервью, были заведомо неправдивыми.

31 марта
Татьяна

Два ключевых события сыграли решающую роль в формировании генетического профиля современных европейских народов. Первое связано с приходом ранних фермеров из Анатолии примерно восемь тысяч лет назад, второе — масштабная миграция на запад носителей ямной степной культуры, начавшаяся пять тысяч лет назад. Однако ученые видят множество отличий от общей картины в разных регионах. В новой работе они проанализировали ДНК древних жителей самого северо-запада Европы и обнаружили более тесную связь с охотниками-собирателями, чем где бы то ни было.

1 апреля
Мария Азарова

Ученые из Австралии исследовали влияние сексуальной активности, а именно — самоудовлетворения и полового контакта с партнером — на объективные и субъективные параметры сна, в том числе на мотивацию поутру и готовность к новому дню.

6 марта
Юлия Трепалина

В двойственных, или обратимых, изображениях зритель может увидеть разные объекты в зависимости от того, на каких деталях концентрируется его внимание. Среди известных примеров таких рисунков — иллюзия «кролик-утка», сочетающая двух животных, и обратимая ваза (или ваза Рубина), которая может казаться двумя силуэтами лиц, если сосредоточиться на фоне. В соцсетях и популярных СМИ часто публикуют подобные картинки, утверждая, что по тому, какое изображение человек видит в первую очередь, можно судить о его личностных чертах и особенностях мышления. Двое психологов из Великобритании недавно проверили, так ли это на самом деле.

15 марта
Юлия Трепалина

Когда пара расстается, многие люди продолжают испытывать чувства к своим бывшим. Если разрыв произошел по инициативе другой стороны и отношения длились много лет, полностью «забыть» еще недавно близкого человека может быть непросто. Существует мнение, что и после расставания привязанность к экс-партнерам в какой-то мере сохраняется. Впрочем, согласно другой точке зрения, со временем эта эмоциональная связь ослабевает и утрачивается. Разобраться, как происходит на самом деле и сколько времени может потребоваться на полный эмоциональный разрыв с бывшими возлюбленными, взялись психологи из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне (США).

18 марта
Илья

Масштабный анализ геномов показал, что вид Homo sapiens возник в результате смешения двух древних популяций. Они разделились полтора миллиона лет назад, а затем воссоединились до расселения по миру.

[miniorange_social_login]

Комментарии

17 Комментариев
Вячеслав
29.07.2023
-
-1
+
А когда-то мы были впереди планеты всей:ядерный двигатель РД-0410. В 1988 году проект бы закрыт по распоряжению Горбачева
    Affidavit Donda
    29.07.2023
    -
    0
    +
    NERVA? Не, на рускпедре не писали.
    РД-0410 не имел каких-то серьезных преимуществ над Нервой, которая к 1969-му прошла шесть физических итераций с огневыми испытаниями. Я уж не говорю, что тяга и тепловая мощность всех прототипов NERVA была в разы больше, чем то, что испытывали спустя годы в СССР
    +
      ещё комментарии
      "РД-0410 не имел каких-то серьезных преимуществ над Нервой" Только вот разработчики из космической сферы слегка не в курсе этого, отчего считают совсем иначе.
        Видимо, такие разработчики. О каком именно параметре "время работы" идет речь судить трудно. Но в отчете по проекту Rover (в рамках которого все шесть вариантов "нервы" были построены и испытаны) указано, что суммарная наработка NRX A6 (фактически --- прототип в сборе, последний шаг перед летным экземпляром) на полной мощности составила 3623 секунды, этот же вариант показал УИ 869 секунд. А если уж вообще брать ультимативные показатели, показанные хотя бы в одном тесте, то PEWEE 1 (исследовательский прототип, не входит в "итерации" NERVA) показал в пике УИ 901 с. 144 страница ПДФки --- https://ntrs.nasa.gov/api/citations/19920005899/downloads/19920005899.pdf Сколько в реальности отработал РД-0410 в сборе (реактор+двигатель) я вообще не возьмусь утверждать, везде очень обтекаемые отчеты об испытаниях и рекорды наработки отдельных узлов. Что круто, но с результатами Rover'а не бьется немного в сравнении.
-
0
+
"Военные в лице DARPA, в свою очередь, хотят иметь разведывательные аппараты с высокой энергетикой для операций за пределами околоземной орбиты" - не очень понятно, зачем военным разведывательные аппараты "за пределами околоземной орбиты".
    Потому что это негативная/милитаристская коннотация слова "разведка" в русском языке. Пентагон вкладывается в системы ситуационной осведомленности в окололунном пространстве, потому что им проще на это деньги выбить под предлгом "мы сможем посмотреть, чо там другие делают". А если intelligence@situational awareness запросит Насо, им денег дадут только когда уже столкновения спутников пойдут, ибо на просьбу озаботиться этим заранее все в конгрессе покивают головой и скажут конечно-конечно, это важно, но сейчас необходимость не острая. А нормальную картинку окололунного пространства при существующих требованиях безопасности работ в космосе (не как в 60-х), нужно иметь уже к концу 2020-х, иначе Артемида рискует посыпаться
    +
      ещё комментарии
Asmite Qielee
28.07.2023
-
0
+
Почему в качестве рабочего тела используют мономолекулярные газы или ту же воду? По идее более тяжёлые элементы способны дать больший импульс
    Если вкратце, то там целая многофакторная диаграмма, описывающая, каким должно быть рабочее тело ЯРД. Водород используется, как минимум, из-за того, что: - дешевый - освоен и сравнительно прост в обращении в качестве топлива/рабочего тела (см. криогенные ракетные двигатели) - выступает хорошим замедлителем нейтронов и его поведение в активных зонах реакторов хорошо изучено - обладает колоссальной теплоемкостью -- на тот же объем рабочего тела уносит больше тепла в сопло, сл-но реактор проще кочегарить до предельных температур - ну и при переходе в газ увеличивается в объеме почти в 900 раз (вода, канеш, еще больше, но у нее теплоемкость втрое-вчетверо ниже и других геморроев хватает)
    тяжелые элементы выгодно запускать там, где рабочее тело ни в каких реакциях особо не участвует --- например, в электроракетных двигателях, где атомы тяжелых газов лишаются электрона и разгоняются в электрическом поле
    +
      ещё комментарии
      Asmite Qielee
      28.07.2023
      -
      0
      +
      Я перепутал ионные с ядерными, тем не менее... В ионных используется даже ртуть, низкокипящий, тяжёлый металл
        Asmite Qielee
        28.07.2023
        -
        1
        +
        Спасибо за развёрнутый ответ. Люди, проектирующие двигатели знают всю специфику и видимо свойство водорода охлаждать реактор и при этом так расширяться и являются ключевыми факторами при выборе рабочего тела
        ЕМНИП, в ЭРД теоретически вообще что угодно можно использовать (васимир и все плазменники точно Но на практике там тоже под каждую реализацию (ионники, на эффекте Холла и все-все-все) свой набор взаимоисключающих требований Например, чтоб не коррозионные материалы (ртуть минус), чтоб не ядовитые (туда же), чтоб энергия ионизации низкая и масса высокая. Кароч, не зря криптон с ксеноном и аргоном на первых местах. Про ртуть уже забыл, вроде только самые первые ионники с ней работали, нэ? Там еще висмут, кажись, был и йод
-
0
+
Комментарий удален пользователем или модератором...
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно