До Марса за 5 месяцев: Европа разрабатывает для этого ядерный двигатель

10.06.2025 21:33:00 | iXBT.com

Полёты на Марс с использованием современных ракетных технологий занимают около девяти месяцев. Это связано с низкой эффективностью химических двигателей, которые, подобно автомобильным, сжигают топливо и окислитель. Проблема заключается в необходимости транспортировки обоих компонентов в космос, где отсутствует кислород для горения. Это порождает замкнутый круг: чем больше топлива для ускорения, тем тяжелее космический корабль, и тем больше топлива требуется для разгона дополнительной массы. В итоге, для достижения высокой скорости нужны огромные объёмы топлива, что делает ракеты невероятно дорогими и тяжёлыми. Современные химические двигатели приблизились к своим теоретическим пределам, и возможности повышения эффективности крайне ограничены.

В то время как финансирование NASA в период президентства Трампа сократилось, и программы по ядерно-тепловому (NTP) и ядерно-электрическому (NEP) двигателям были заморожены, специалисты Европейского космического агентства (ESA) активно изучают ядерные двигательные установки. В отличие от химических двигателей, в ядерном реакторе нагревается рабочее тело, например, водород. Сверхнагретый водород затем выбрасывается из сопла ракеты, создавая тягу. Этот метод значительно эффективнее химических ракет.

Источник: NASA

Ядерные ракетные двигатели предлагают ряд преимуществ, включая сокращение времени полёта на Марс вдвое – с девяти месяцев до четырёх-пяти. Высокая эффективность обусловлена тем, что ядерные реакторы генерируют гораздо больше энергии на единицу топлива, чем химические реакции. Примечательно, что даже несмотря на излучение от самого двигателя, астронавты получат меньшую дозу излучения за счёт сокращения времени полёта. Это связано с постоянным воздействием космического излучения на протяжении всего путешествия, и сокращение времени в два раза существенно уменьшает общую дозу облучения. Данные двигатели наиболее эффективны для больших космических аппаратов, которым требуется значительное ускорение и торможение, что идеально подходит для миссий на Луну и Марс, где требуются резкие изменения скорости не менее чем на 25 000 км/ч.

Исследование ESA под названием Alumni ставит приоритетом безопасность, обеспечиваемую тщательной конструкцией. Ядерный реактор включается только на безопасной орбите, вдали от Земли. До активации урановое топливо обладает низкой радиоактивностью и нетоксично. Многочисленные радиационные экраны защищают экипаж во время коротких включений двигателя, длящихся менее двух часов. Реактор спроектирован таким образом, чтобы не возвращаться в земную атмосферу. Группа исследователей более года анализировала эту технологию и пришла к выводу о её осуществимости в долгосрочной перспективе. Однако предстоит ещё значительная работа, включая лабораторные испытания новой конструкции керамико-металлического реактора, создание безопасных испытательных стендов и решение технических задач, таких как обеспечение топливом и системы перезапуска реактора.

Таким образом, ядерно-тепловой двигатель может сделать миссии на Марс и Луну быстрее и более практичными. Хотя технология перспективна и, судя по всему, безопасна, пройдут годы, прежде чем ядерные космические аппараты направятся к Красной планете. Однако работа ESA демонстрирует экспертизу в этой области, потенциально открывая новую эру освоения космоса.

Подробнее