Работы в США по созданию ядерного ракетного двигателя

Полковник В. Горынов

В Соединенных Штатах ведется разработка ядерного двигателя для ракетно-космической техники. Принцип его действия основан на создании реактивной тяги в результате нагрева рабочего тела при протекании через реактор. Удельный импульс может составить порядка 900 с, что более чем вдвое превышает показатель современных жидкостных силовых установок.

Принцип действия ядерного ракетного двигателя

Компьютерная модель космического корабля НАСА для полета на Марс

Основной объем НИОКР в рассматриваемой области выполняется Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА). Создаваемый им ядерный ракетный двигатель (ЯРД) предполагается применять для полета к другим планетам Солнечной системы и вывода полезных нагрузок на околоземные орбиты.

Например, экспедиция к Марсу продлится около четырех месяцев, что в 1,5-2 раза меньше по сравнению с использованием традиционных химических силовых установок. Это в свою очередь позволит сократить вредное воздействие космического излучения на экипаж.

Текущий этап НИОКР включает разработку концептуального облика ЯРД (тяга у Земли до 10 т) с реактором тепловой мощностью около 500 МВт. В 2020-2024 годах на указанные цели намечено израсходовать порядка 500 млн долларов.

Для проведения исследований используется научно-технический задел, полученный американцами в 1960-1972 годах в рамках программы "Нерва".

Воздействие рабочего тела (водород) на опытные тепловыделяющие элементы (уран с обогащением 19,75% по изотопу 235), нагретые до высоких температур, изучается в космическом центре НАСА имени Маршалла (штат Алабама).

Эксперименты по облучению топливных стержней проводятся в Айдахской лаборатории (штат Айдахо) министерства энергетики США. Огневые испытания прототипов нового двигателя предполагается организовать на базе космического центра НАСА имени Стенниса (штат Миссури).

Сроки завершения указанных НИОКР пока не определены. До конца текущего года НАСА должно представить американскому конгрессу соответствующий график, включающий проведение летных испытаний ЯРД и описание будущих миссий. Кроме того, собственную программу по разработке ядерного ракетного двигателя для космических аппаратов реализует управление перспективных исследований министерства обороны США (ДАРПА). Создаваемую им силовую установку предполагается использовать для буксирования полезных нагрузок в околоземном пространстве, а также для их доставки на окололунную орбиту и обратно. В рамках первого этапа НИОКР (2020-2021 годы, 31 млн долларов) предусматривается отработать методы производства тепловыделяющих элементов (уран с обогащением 5-20% по изотопу 235) с применением аддитивных технологий.

По оценке американских специалистов, ядерный ракетный двигатель для освоения дальнего космоса может появиться в Соединенных Штатах в 2030-2035 годах.

Зарубежное военное обозрение. - 2020. - №11. - С. 59-60

• Геоинформационное обеспечение ВС США (2005)
• Американская программа "Телепорт" (2004)
• Реформирование системы организации и управления программами космической деятельности и ПРО МО США (2002)
• Применение космической группировки США в ходе операции в Афганистане (2002)
• Использование США космической группировки в войне против Ирака (2003)
• Основные направления развития наземных оптоэлектронных средств контроля космического пространства США (2006)
• Национальная политика США в области использования космического пространства (2007)
• Исследования в США перспективных направлений развития авиационно-космической техники
• Перспективы развития транспортных космических средств США (2009)
• Военные аспекты программы "Спейс шатл"