Новое топливо выдерживает условия работы ядерного термоядерного двигателя

Компания General Atomics Electromagnetic Systems (GA-EMS) успешно протестировала ядерное топливо, которое, возможно, однажды будет использоваться для propulsion и энергоснабжения космических аппаратов будущего. Испытания подтвердили, что топливо может выдерживать жесткие условия работы ядерного реактора ракеты. До сих пор основным способом propulsion космических аппаратов оставались химические ракеты. Честно говоря, это не повод для насмешек.

Химические двигатели вывели первый спутник в космос, первого человека на Луну и отправили первые межпланетные зонды за пределы нашей Солнечной системы. Однако химические ракеты достигли теоретических пределов своих возможностей. На самом деле, они уже сделали это, когда первая немецкая ракета V-2 вышла в космос в 1942 году. С тех пор все достижения заключались в увеличении размера и эффективности ракет за счет инноваций, не касающихся самого ракетного двигателя.

Существуют альтернативы химическим ракетам, такие как ионные двигатели и солнечные паруса, но они производят ничтожную тягу и имеют ограниченные области применения. Для действительно амбициозных проектов инженеры космических аппаратов хотят создать что-то, что будет как минимум в три раза мощнее, чем лучшая химическая ракета. Если такой двигатель удастся создать, это позволит проводить быстрые перелеты между низкой орбитой Земли и Луной, быстро менять орбиты по мере необходимости, а также отправлять крупные пилотируемые миссии на Марс и другие планеты за разумное время.

Наилучший, а по сути единственный кандидат для этого — это система ядерного термоядерного propulsion (NTP), или ядерная ракета. Эта идея была впервые задумана в 1945 году, и речь идет о ракете, которая заменяет сгорание химического топлива на ядерный реактор, используемый для нагрева рабочего тела. Это рабочее тело, вероятно, будет водородом, хотя можно использовать и другие вещества, включая воду. Это связано с тем, что рабочее тело не дает мощности. Оно служит только как масса для реакции, которая выталкивается для создания тяги в соответствии с первым законом Ньютона.

Основной принцип прост, но как всегда, детали являются тем, что делает инженерное решение сложным. Одной из таких деталей является то, что такой реактор должен работать при очень высоких температурах и сильных вибрациях и выжить. Мы говорим о температуре 2 326 °C (4 220 °F), при этом в уравнение вступает также сверхразогретый водород. Обычное ядерное топливо не смогло бы выдержать такие условия, но то, что нужно инженерам ракет, это топливо, которое может не только выжить, но и не трескаться или распадаться в процессе. По словам Скотта Форни, президента GA-EMS, недавние испытания, проведенные в Космическом центре им. Маршалла NASA в Редстоун-Арсенале, штат Алабама, доказали, что новое топливо может выжить без эрозии или деградации при рабочих температурах.

Топливо было подвергнуто полному тепловому воздействию реактора и воздействию водородного газа в течение 20 минут — это примерно столько, сколько должен выдержать ядерный двигатель во время маневра ускорения. Другие испытания изучили, как топливо справляется с вариациями в защитных характеристиках, которые не были заранее определены. «Насколько нам известно, мы — первая компания, которая использовала испытательную установку для компактных элементов топлива (CFEET) в Космическом центре им.

Маршалла NASA для успешного тестирования и демонстрации выживаемости топлива после тепловых циклов при температурных условиях, соответствующих водороду», — сказала доктор Кристина Бэк, вице-президент GA-EMS по ядерным технологиям и материалам. «Мы также провели испытания в неводородной среде в нашей лаборатории GA-EMS, что подтвердило, что топливо прекрасно работает при температурах до 3 000 К (4 940 °F, 2 726 °C), что позволяет системе NTP быть в два-три раза более эффективной, чем обычные химические ракетные двигатели. Мы рады продолжать сотрудничество с NASA, развивая и тестируя топливо для удовлетворения требований производительности для будущих миссий в межорбитальном пространстве и на Марсе». Источник: General Atomics

• Открытие телескопа James Webb: туманные облака на Плутоне делают его еще холоднее
• Конфликт Маска и Трампа: Под угрозой — не только Dragon, но и будущее американской космонавтики
• Голливудские космические костюмы, которые обманули даже NASA: история Криса Гилмана
• Таинственные полосы на Марсе оказались не следами воды: ИИ изменил представление ученых
• Астрономы исследовали «Кластер Колбаса» на сверхнизких радиочастотах
• Космический телескоп «Джеймс Уэбб» раскрыл происхождение экстремально горячей экзопланеты WASP-121b
• Таинственные процессы на Европе: как ледяная поверхность спутника Юпитера меняется прямо сейчас
• Космическая тайна становится еще глубже: астрономы нашли объект, излучающий радиоволны и рентгеновское излучение