В Китае испытали ядерный ракетный двигатель для полета на Марс
Консорциум из десятка исследовательских институтов и университетов КНР совершил важный шаг к осуществлению межпланетного полета. В статье научного журнала Scientia Sinica Technologica команда разработчиков рассказала о прототипе ядерного реактора, который прошел важные огневые испытания. Инженерам удалось уменьшить реактор до беспрецедентных размеров, при этом по мощности он в семь раз превосходит ядерный реактор, который строит NASA.
В полностью готовом к работе виде реактор мощностью 1,5 МВт, включая систему отведения тепла, достигает размеров 20-этажного дома. Но на Земле он будет занимать куда меньший объем - примерно с контейнер массой менее 8 тонн, пишет SCMP. Продуманная конструкция облегчает погрузку реактора на ракету. Ядерный реактор готов к продолжительной работе в тяжелых условиях космического пространства, утверждают авторы статьи.
Мощный источник энергии позволит осуществлять челночную доставку грузов в беспилотном и пилотируемом режимах. Такая возможность откроет Китаю путь к масштабным исследованиям Луны и Марса. По оценкам некоторых ученых, космический корабль с ядерным двигателем сможет долететь от Земли до Марса при благоприятных условиях за три месяца, а не за минимум семь, как ракеты с химическими двигателями.
Китайский реактор будет нагревать рабочее тело энергией распада уранового топлива до 1276 градусов, что намного превышает рабочие температуры большинства коммерческих ядерных реакторов. Под действием тепла гелий и ксенон в жидкой фазе будут переходить в газообразную, запуская генератор. Быстрые нейтроны обеспечат эффективный и непрерывный запас энергии как минимум на 10 лет.
Для уменьшения размеров двигателя конструкторы использовали систему охлаждения жидким литием. Обычно системы отведения тепла и радиационные экраны занимают много места, но команде Ву Ицаня удалось объединить эти два элемента в одном. Теплообменник реактора выполнен из сплава вольфрама, блокирующего вредоносное излучение. Другие компоненты также изготовлены из устойчивых к коррозии материалов.
Исследователи уже провели испытания отдельных систем и подтвердили работоспособность системы охлаждения и силовой установки с циклом Брайтона, а также устойчивость материалов к высокотемпературной среде.
В период Холодной войны СССР и США уже запускали в космос аппараты с ядерными ракетными двигателями, но после ее окончания проекты были свернуты. Теперь к ним снова возвращаются. В 2010 году Россия начала работу над проектом ядерной электродвигательной установки для космических буксиров. Американское космическое агентство NASA тоже взялось за разработку ядерного реактора для отправки на Луну и полетов на Марс (проект DRACO).
Ядерный реактор для NASA строит военно-промышленная компания Lockheed-Martin и стартап IX. Установка мощностью 20 кВт должна быть готова в 2025 году, полет на Луну намечен на начало 2030-х. А совместная российско-китайская ядерная электростанция может появиться на Луне к 2035 году.