2851
NASA планує наприкінці 2028 року відправити до Марса безпілотний апарат SR‑1 Freedom з ядерним реактором на борту. Реактор живитиме електричні двигуни під час міжпланетного перельоту. Це стане першим випадком в історії космонавтики, коли ядерне розщеплення безпосередньо забезпечуватиме роботу рухової установки на міжпланетній місії.
Енергетичний модуль і можливості апарата
Для місії розробляється спеціальний енергетичний модуль. Компанія Sierra Lobo відповідає за систему, яка перетворює тепло реактора на електрику за замкненим циклом Брайтона. Сам реактор створюють фахівці Айдахської національної лабораторії Міністерства енергетики США.
Апарат важитиме близько 12 тонн. Його реактор працюватиме на паливі з урану підвищеного збагачення HALEU і вироблятиме 20 кВт електричної потужності. Під час запуску реактор буде вимкнений і почне працювати лише після того, як апарат вийде за межі навколоземної орбіти.
Ядерна електрична рухова установка відрізняється від хімічних ракет. Вона перетворює тепло реактора на електрику, а та, у свою чергу, розганяє заряджені частини робочого тіла. Тяга таких двигунів значно менша, ніж у хімічних аналогів, проте вони можуть працювати тривалий час і витрачати набагато менше речовини. Апарат обладнають двигунами Холла потужністю 12 кВт.
Існує й інший підхід — ядерний тепловий двигун. У ньому реактор безпосередньо нагріває водень, який викидається через сопло. Такі двигуни потенційно вдвічі ефективніші за сучасні хімічні ракетні двигуни.
Чому важлива незалежність від Сонця
Головна перевага ядерної енергетики полягає в незалежності від Сонця. Чим далі від нього, тим слабший потік сонячного світла: біля Юпітера він приблизно в 27 разів менший, ніж на орбіті Землі.
Поки що NASA використовує радіоізотопні термоелектричні генератори на основі плутонію-238. Саме такі генератори живлять марсоходи Curiosity та Perseverance, а також зонди Voyager і New Horizons. Однак вони дають надто мало енергії для потужних рухових систем.
Окрім випробування ядерної установки, SR‑1 Freedom доставить на Марс наукове обладнання SkyFall — три невеликі вертольоти, розроблені на основі технологій марсіанського апарата Ingenuity. Вони досліджуватимуть перспективні ділянки поверхні, шукатимуть поклади водяного льоду і збиратимуть дані для майбутніх посадкових місій. Прибуття апарата до Марса попередньо заплановано на 2029 рік.
Ядерні теплові двигуни також розглядають як спосіб скоротити тривалість пілотованих польотів до Марса. У розрахунковому проекті NASA 2019 року переліт в один бік займав близько 160 діб. Перспективи скорочення цього часу до 45–60 діб поки що не підтверджені жодною з діючих розробок агентства.
Паралельно NASA розробляє компактний ядерний реактор Lunar Reactor‑1 для майбутньої місячної бази. Його планують підготувати до запуску до 2030 року. Така установка забезпечуватиме електрикою під час тривалої місячної ночі та в постійно затінених районах, де сонячні батареї безсилі.
Джерело: noworries.news
