16 апреля 2012

Полеты на Марс на атомном топливе

Ядерная энергетическая установка мегаваттного класса для дальних космических полетов должна быть построена к 2017 году. Первые узлы планируется собрать уже в следующем году

По заявлениям госкорпорации "Росатом", разработка и строительство ядерной  установки для космических аппаратов будет стоить более 247 миллионов долларов США. Ресурс работы - от полутора до трех лет.

Используемые сейчас двигатели на твердом и жидком топливе имеют низкие технико-экономические показатели, объяснил Александр Железняков, академик Российской академии космонавтики имени  Циолковского.

"К настоящему времени потенциал химических ракетных двигателей практически исчерпан, - сказал он. - В результате мы летаем к дальним планетам очень долго. Вообще говоря, эти полеты, во-первых, немногочисленны. Во-вторых, удается направить к окрестностям Солнечной системы космические аппараты, скажем так, небольших размеров и небольшой массы. Создание ядерного ракетного двигателя позволит существенно расширить наши возможности по изучению и Солнечной системы и, может быть, даже полетов к звездам".

Над созданием ядерных ракетных двигателей (ЯРД) советские, а теперь уже и российские ученые работают уже более полувека. Аналогичные исследования  велись и в США.  Существует два типа ЯРД: импульсный (приводит в движение корабль за счет последовательных взрывов небольшого количества ядерного топлива) и реактивный.

В ходе испытаний импульсные ядерные двигатели были признаны бесперспективными. Первые же прототипы реактивных ЯРД  были построены  в середине 1960-х. Это был советский РД-0410 и американский NERVA.  Оба работали по одинаковому принципу: в  ядерном реакторе  нагревалось "рабочее тело" (жидкий водород), которое при выбросе создавало тягу.

Несмотря на усовершенствования,  они так и остались на Земле. Одна из основных причин – высокий риск взрыва ядерного реактора при перегреве и "выхлоп" крайне высокой радиоактивности. Спутники с ядерными установками и так неоднократно становились причинами чрезвычайных ситуаций, уточнил заведующий отделом Института космических исследований РАН Юрий Зайцев.

"Очень много у нас было аварий с этими двигателями. И у нас, и у американцев, - сообщил он. - Скажем, при запуске американского спутника "Транзит" - он сгорел над Индийским океаном и при этом был рассеян в атмосфере почти килограмм плутония-238. Затем советский "Космос-954"  упал на территорию  Канады, и  загрязнение составило  около 60 тысяч квадратных километров".

Новый проект кардинальным образом решает проблему безопасности. На корабле предполагается  использование ионных электрореактивных двигателей, в которых  тяга создается за счет потока ионов, ускоренного электрическим полем. А ядерный реактор  станет  бортовой электростанцией, питающей двигатель. При этом он не будет выбрасывать радиацию во внешнюю среду.

"У нас сейчас энергией космические аппараты обеспечиваются за счет солнечных батарей, - продолжил Юрий Зайцев. - Но они могут работать только на околоземных орбитах и вообще-то являются недостаточным  источником энергии для дальних полетов. Поэтому, конечно, ядерная установка обладает целым рядом преимуществ и по мощности, и по независимости".

Планируется, что ядерные энергетические установки  станут разгонять беспилотные исследовательские зонды к далеким планетам. В перспективе на кораблях с  силовым ядерным модулем  можно будет  отправлять  и космонавтов.