Подсмотрели, скопировали, обогнали: примерно так поступили американцы из NASA. Глава агентства Джаред Айзекман анонсировал запуск ядерного буксира к Марсу уже в 2028 году. Означает ли это, что российский космический буксир «Зевс» утратит актуальность?
Ничто не предвещало такого поворота событий, но 26 марта глава NASA Джаред Айзекман во время презентации планов по освоению Луны заявил, что в конце 2028 года будет запущена новая марсианская миссия. Ядерный буксир SR-1 Freedom доставит к красной планете три вертолета, которые будут искать необходимый для прибытия человека лед.
Вот это поворот! До сих пор не существует еще ни одного даже испытательного образца ядерного буксира, а тут менее чем через три года запланирована миссия. Откуда американцы взяли такую технику?
Битва за Луну. Политика пришла в космос и поставила под угрозу жизни космонавтов
Что такое ядерный буксир
Спутники в космос запускают на ракетах с химическими двигателями: в камере сгорания поджигаются топливо и окислитель, и реактивная струя вырывается из сопла. Хорошая схема: такие двигатели выдают большую тягу — то, что надо, чтобы быстро оторвать от Земли ракету массой в сотни тонн.
Но у таких двигателей есть большой недостаток — они потребляют очень много топлива. Например, метеорологический спутник «Электро-Л» массой 1766 кг с низкой околоземной орбиты на геостационарную выводил разгонный блок «Фрегат-СБ» с традиционными жидкостными реактивными двигателями. Его баки вмещают 3100 кг топлива. Чем дальше надо улететь, тем больше топлива приходится с собой брать, и тем меньше места остается для полезной нагрузки.
Ядерный буксир работает иначе: это независимая установка, которая отдельно выводится в космос. И уже на орбите к ней стыкуется полезная нагрузка, которую надо доставить на Луну, Марс или иную планету.
Силовая установка такого буксира похоже на наземную АЭС: ядерный реактор вырабатывает тепло, потом эта энергия превращается в электричество. Оно в свою очередь питает оборудование и плазменные реактивные двигатели.
В таких двигателях ничего не горит: электромагнитное поле превращает рабочее тело (инертный газ неон или криптон) в плазму, которая с очень большой скоростью (намного больше скорости реактивной струи обычного двигателя — до 80-100 км/c) вылетает из сопла. Тяга у этих двигателей маленькая — земное притяжение на космодроме не преодолеть, зато они очень экономичные и могут очень долго непрерывно работать. Поэтому их часто используют на спутниках для коррекции орбиты.
Жидкостные ракетные двигатели — это как мотор грузовика: работает медленно, потребляет много топлива, но зато даже в горку может затащить 20 тонн картошки. А плазменный двигатель — это как мотор от мопеда: работает быстро, потребляет каплю топлива, но тяга совсем скромная.
Однако в космосе нет задачи разогнать аппарат за несколько минут, не надо преодолевать сопротивление воздуха и силу трения — они уже никуда не упадут. Можно запустить экономичный двигатель, чтобы он долго-долго работал.
В чем преимущество ядерного буксира
У конструкции с ядерной силовой установкой несколько важных преимуществ. Главное, нет необходимости каждый раз тащить на орбиту массу топлива, а значит можно за один раз доставить побольше научного оборудования — рассказывал исполнительный директор по перспективным программам и науке Александр Блошенко.
— Решения, которые мы закладываем, позволят
доставить десятки тонн полезной нагрузки,
например, к спутникам Юпитера. Вы сейчас никакими другими способами такую массу полезной нагрузки доставить не сможете. Там речь идет не о массе всего аппарата, а о массе полезной нагрузки, которая представляет собой научное оборудование, специальное зондирующее радиолокационное оборудование.
Также работающие двигатели дают возможность корректировать в случае необходимости траекторию полета, а ядерный реактор позволяет не зависеть от солнечной энергии для получения электричества. К тому же, такие реакторы многоразовые.
Кто придумал ядерный буксир
Идея создания ядерного буксира не нова. Проект межорбитального буксира «Геркулес» был разработан РКК «Энергия» с электроядерной двигательной установкой еще в 1978 году. Но со временим работы по этой теме заглохли.
К идее создания транспортно-энергетического модуля (ТЭМ) в России вернулись в 2009 году — он получил название «Зевс». С тех пор сроки запуска буксира постоянно переносятся (изначально летные испытания должны были начаться в 2018 году, теперь — после 2030 года) и изредка поступают новости о планах использования ТЭМ и о том, что ведутся работы по созданию и испытанию двигателей.
Американцы же еще в 2011 году предлагали сотрудничество, но тогда дело дальше нескольких совещаний не пошло. С тех пор новостей о подобных разработках не поступало.
Заменит ли американский SR-1 российский «Зевс»
Секрет такой быстроты американской разработки прост: NASA для своего буксира возьмет уже созданный реактор, он предназначался для орбитальной станции Lunar Gateway, которую на днях отменили.
С одной стороны, сжатые сроки создания буксира — это хорошо. С другой стороны, масштаб проекта совсем не тот, что у Роскосмоса. Если в России работают над реактором мегаваттного класса, то мощность американского — 20 кВт. То есть в 50 раз слабее.
Поэтому ни о каких тоннах полезной нагрузки речи не идет. Буксир от NASA доставит к Марсу три мини вертолета — аналоги вертолета Ingenuity, который уже летал там в 2021–2024 годах. Масса такого аппарата — 1,8 кг.
Так что SR-1 никак не может стать заменой для «Зевса». Это совсем иной уровень. Фактически американский буксир — действующий испытательный стенд. При сроке службы аппарата в один год полет к Марсу — это билет в один конец. Зато, в отличие от «Зевса», он может появиться намного раньше и позволит США отработать технологии на практике.
https://dzen.ru/a/acakPIlxU3miK0lm
Оценили 9 человек
14 кармы