НАСА доверяет Lockheed Martin разработку ядерной двигательной установки DRACO

НАСА и DARPA выбрали компанию Lockheed Martin для создания первого прототипа ракеты с ядерным двигателем, испытания которой в космосе начнутся в 2027 году. Проект, получивший название Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations (DRACO), был создан с целью разработки ядерной двигательной установки для межпланетных путешествий, позволяющей в ближайшие десятилетия значительно быстрее достичь Луны и Марса.

НАСА и DARPA подписали первое соглашение о сотрудничестве по разработке DRACO в январе 2023 года. НАСА будет отвечать за создание реактора, а DARPA - за космический аппарат и нормативную часть.

Космические силы обеспечат орбитальную систему запуска "традиционной" ракетой-носителем. В настоящее время бюджет проекта составляет 500 млн. долларов, из которых 300 млн. долларов выделяет НАСА. На технические разработки выделяется до 250 млн. долларов, однако цифра, выделяемая промышленности, не называется, в том числе и потому, что средства будут выделяться и самой промышленностью. Lockheed Martin совместно с BWXT Advanced Technologies займется разработкой первого прототипа, получившего название NTR vehicle (X-NTRV).

Первое испытание

В ходе испытаний, запланированных на 2027 год, прототип будет выведен на орбиту с помощью обычной ракеты-носителя. Операции будут проводиться на низкой околоземной орбите высотой от 700 до 2000 км. Здесь будут отработаны технологии зажигания и приведения в движение, а также обращения с ядерным топливом. Это будет высокопробный низкообогащенный уран или HALEU - топливо, которое никогда ранее не использовалось.

Табита Додсон, руководитель программы проекта DRACO в DARPA, уточнила, что первый полет в 2027 году будет демонстрационным, и никаких специальных маневров или операций на орбите проводиться не будет. Более того, ни одно подобное топливо еще не испытывалось в космосе.

Задача состоит в том, чтобы успешно провести испытания ракеты-носителя, собрать как можно больше данных и прийти к идеальному удельному импульсу в диапазоне 850-900 секунд.

Преимущество ядерной двигательной установки

Разработанная ядерная двигательная установка будет использоваться в космосе для межпланетных путешествий, а не для вылетов с Земли. Это обеспечит большую эффективность за счет уменьшения массы космического аппарата в два-три раза при той же производительности.

Принципиально ядерная силовая установка работает так же, как и обычная химическая ракета. Из сопла на большой скорости выбрасывается газ, создающий тягу для всей ракеты в соответствии с третьим законом Ньютона. Существенное отличие состоит в том, как эти газы генерируются и ускоряются.

Над двигателем размещен небольшой реактор, в котором с помощью реакций ядерного деления нагревается водород, который затем выбрасывается из сопла. Теоретически такой ядерный тепловой двигатель может быть в пять-семь раз эффективнее химического. Аналогичным образом, он может создавать тягу в 10 000 раз большую, чем электродвигатель.

Преимущество достигается в основном при очень длительных перелетах, во время которых эти двигатели с повышенной тягой и эффективностью способны сократить длину траектории движения к Марсу, тем самым уменьшив время перелета. По существующим оценкам, время полета на Марс может быть сокращено с нынешних шести месяцев до менее чем двух месяцев. Это ключевое преимущество для пилотируемых миссий, когда сокращение времени пребывания в космосе будет основной задачей. Это касается как безопасности и здоровья экипажа, так и экономической устойчивости таких полетов.