Depositphotos
Американські інженери з Університету штату Огайо та Університету Алабами в Хантсвіллі працюють над прототипом ракети на рідкому урані, яка могла б вдвічі скоротити подорож до Марсу.
Їхній прототип, що отримав назву відцентрової ядерної теплової ракети, передбачає обертання циліндрів з рідким ураном зі швидкістю у тисячі обертів на хвилину. Це обертання утримує уран на місці, у той час як водень проходить крізь нього, нагріваючись, аж до поки не вириватиметься із сопла з неймовірною швидкістю.
“Наприклад, можна було б здійснити безпечний односторонній політ на Марс за шість місяців, а не за рік”, — припускає науковець з Університету Огайо, який очолює розробку, Спенсер Крістіан.
Наразі традиційні космічні ракети близькі до межі власних можливостей. У найкращому випадку вони досягають питомого імпульсу близько 450 секунд, який слугує показником ефективності тяги. Цього достатньо для запуску супутників та місій на Місяць, однак більш тривалі подорожі до Марсу або Плутону обіцяють бути виснажливим і непередбачуваними.
Прототип випробувального стенду CNTR/Ohio University
Ядерна теплова рухома установка натомість обіцяє вдвічі більшу ефективність за рахунок використання реакторів для нагріву палива. Американські розробники зазначають, що запропонована ними установка здатна забезпечити питомий імпульс близько 1,5-1,8 тис. секунд. Це може скоротити політ до Марсу і назад з майже двох років до 420 днів.
“Чим довше ви знаходитесь в космосі, тим вище ваша схильність до всіляких ризиків для здоров’я. Тому, якщо ми зможемо зробити цей період коротшим, це буде дуже корисно”, — підкреслює науковець з кафедри машинобудування та аерокосмічної техніки Університету штату Огайо Дін Ван.
Серед наявних технічних проблем, які необхідно буде вирішити для впровадження інноваційної технології:
- Розробка пористих стінок циліндру, які пропускатимуть водень та запобігатимуть витоку урану;
- Запобігання насиченню вихлопних газів парами урану, що може знизити ефективність;
- Управління всім процесом під час запуску та вимкнення, коли нестабільність найбільш ймовірна
В одному з експериментів під назвою BLENDER II, імітатор рідкого металу обертається зі швидкістю у кілька тис. обертів на хвилину у рамках вивчення поведінки бульбашок газу в екстремальних умовах. Інші дослідники займаються вивченням діелектрофорезу, використовуючи електричні поля для витягування випадкових атомів урану з потоку водню перед запуском у космос.
“Для створення життєздатного двигуна потрібно один або кілька методів зниження втрат палива. В даний час оптимальний термін служби двигуна складає близько 10 годин повного часу роботи — це значно менше, ніж потрібно для міжпланетних перельотів”, — підкреслюють американські дослідники.
У разі ефективності запропонованої системи час космічних польотів можна буде скоротити щонайменше вдвічі, а це означає зменшення шкідливого впливу мікрогравітації та інших агресивних умов на астронавтів. Однак подолання технологічних перешкод, ймовірно займе ще не один рік, тому не варто розраховувати на появу більш швидкісних та потужних ракет протягом найближчого десятиліття.
Результати дослідження представлені у журналі Acta Astronautica
