Технология ядерной электрической тяги может ускорить миссии на Марс

Художественное изображение, демонстрирующее различные компоненты полностью собранной ядерной электрической двигательной установки. Автор: NASA

Одним из вариантов, который изучает НАСА, является ядерная электрическая двигательная установка, в которой ядерный реактор вырабатывает электричество, которое ионизирует (положительно заряжает) и электрически ускоряет газообразное топливо для обеспечения тяги космического корабля.

Исследователи из Исследовательского центра Лэнгли НАСА в Хэмптоне, штат Вирджиния, работают над системой, которая могла бы помочь сделать ядерный электрический двигатель еще на один значительный шаг ближе к реальности.

Модульные сборные радиаторы для ядерных электромобилей (MARVL) направлены на то, чтобы взять критически важный элемент ядерной электродвигательной установки — ее систему рассеивания тепла — и разделить ее на более мелкие компоненты, которые можно будет собирать роботизированным и автономным способом в космосе.

Ключевым моментом является ослабление конструкции, поскольку, как упомянул Старк, предыдущие идеи предполагали установку всей системы ядерного электрического радиатора под обтекателем ракеты или носовым конусом, который закрывает и защищает полезную нагрузку. Полностью развернутая теплорассеивающая радиаторная решетка будет размером примерно с футбольное поле. Можете себе представить, с какими трудностями столкнулись бы инженеры, аккуратно сложив такую массивную систему внутри наконечника ракеты.

Технология MARVL открывает целый мир возможностей. Вместо того, чтобы втиснуть всю систему в существующую ракету, это даст исследователям гибкость в отправке частей системы в космос любым наиболее разумным способом, а затем собрать все это за пределами планеты.

Модульные сборные радиаторы для ядерных электродвижущих средств (MARVL) направлены на то, чтобы взять критический элемент ядерной электродвижущей силы, ее систему рассеивания тепла, и разделить ее на более мелкие компоненты, которые могут быть собраны роботизированным и автономным способом в космосе. Это художественное представление того, как может выглядеть полностью собранная система. Автор: NASA

Оказавшись в космосе, роботы соединят панели радиаторов ядерной электроракетной двигательной установки, через которые будет протекать жидкометаллический теплоноситель, например, сплав натрия и калия.

Хотя это все еще инженерная задача, это именно тот тип инженерной задачи, над решением которой эксперты по космической сборке в NASA Langley работали десятилетиями. Технология MARVL может стать важной первой вехой. Вместо того чтобы быть дополнением к существующей технологии, компонент космической сборки принесет пользу и повлияет на конструкцию самого космического корабля, которому он будет служить.

«Существующие транспортные средства ранее не рассматривали сборку в космосе в процессе проектирования, поэтому у нас есть возможность здесь сказать: «Мы собираемся построить этот транспорт в космосе. Как мы это сделаем? И как будет выглядеть транспортное средство, если мы сделаем это?» Я думаю, это расширит то, что мы думаем, когда дело доходит до ядерного движения», — сказала Джулия Клайн, наставник проекта в Исследовательском управлении NASA Langley, которая руководила участием центра в разработке плана технологического развития ядерного электрического движения в качестве предшественника MARVL. Этот план технологического развития был запущен в рамках проекта космического ядерного движения агентства в Центре космических полетов имени Маршалла в Хантсвилле, штат Алабама.

Директорат космических технологий NASA выделил проект MARVL в рамках программы Early Career Initiative, предоставив команде два года на разработку концепции. Старк и ее товарищи по команде работают с внешним партнером Boyd Lancaster, Inc. над разработкой системы терморегулирования. В команду также входят инженеры-конструкторы радиаторов из исследовательского центра Гленна NASA в Кливленде и инженеры по жидкостям из космического центра Кеннеди NASA во Флориде. Через два года команда надеется перенести проект MARVL на мелкомасштабную наземную демонстрацию.

Идея создания роботизированной ядерной двигательной установки в космосе будоражит воображение.

«Один из наших наставников заметил: «Вот почему я хотел работать в НАСА, над такими проектами», — сказал Старк. «Это потрясающе, потому что я очень рад быть вовлечённым в это, и я чувствую то же самое».

Дополнительная поддержка MARVL исходит от проекта Space Nuclear Propulsion агентства. Текущие усилия проекта направлены на совершенствование технологий для операций вокруг Луны и исследования околоземного пространства, научных миссий в дальнем космосе и пилотируемых исследований с использованием ядерной электрической и ядерной тепловой тяги.

Источник: NASA