Два американских агентства, которые неизменно ассоциируются с наиболее фантастическими инновациями, подписали контракт на производство ядерного ракетного двигателя с подрядчиками. У проекта NASA и DARPA появились временные рамки реализации, выделенный бюджет и названия подрядчиков.
Самая современная государственная программа разработки практически применимого теплового ядерного ракетного двигателя (NTP) называется DRACO — Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations, то есть дословно «Демонстрационная ракета для гибких окололунных операций». Проект обсуждают давно, и наконец-то он получил финальный облик. В минувшем январе Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США (NASA) и Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) подписали финальную версию соглашения (PDF) о реализации DRACO.
Следующим шагом был выбор подрядчиков для изготовления всех необходимых элементов — в первую очередь реактора и двигателя. Эту важнейшую задачу, как сообщило издание SpaceNews со ссылкой на пресс-релизы ведомств, возложили на Lockheed Martin. Точнее, на «космическое» подразделение корпорации, расположенное в городе Литлтон, штат Колорадо. Работать над реактором именитая компания будет не в одиночку — свою экспертизу в области ядерной энергии добавит BWX Technologies. Это имя хорошо знакомо атомщикам, но менее публичное, чем Lockheed.
«Звездной команде» под чутким контролем NASA и DARPA (и с их авторитетной помощью, естественно), предстоит менее чем за четыре года изготовить прототип. Плановая дата запуска DRACO в первый полет — 2027 год. Сроки предварительные, ведь в космонавтике, да и в атомной отрасли редко когда проекты шли по графику. Но обозначенный темп работ впечатляет. И, что любопытно, бюджет весьма скромный — 499 миллионов долларов, оба государственных ведомства разделят финансирование пополам.
Стоит отметить, что смехотворная по современным меркам сумма для столь фундаментального проекта — не окончательная. Как заведено в XXI веке, космические разработки идут по принципу частно-государственного софинансирования с расчетом на последующую коммерциализацию разработки. Оба ключевых подрядчика — и Lockheed Martin, и BWX Technologies — будут тратить на разработку собственные средства. Однако их объем, даже приблизительный, не раскрывается. Вдобавок NASA уже выделило в бюджете дополнительно 50 миллионов долларов на внутреннее сопровождение проекта, техническую экспертизу и прочие консультации.
©Lockheed MartinNASA призвало «агрессивно» разрабатывать космические ядерные реакторы для путешествия к Марсу Для сравнения, доведенный в конце 1960-х до наземных испытаний ядерный ракетный двигатель NERVA, по оценкам NASA, должен был обойтись бюджету почти в миллиард долларов (более восьми миллиардов в 2023 году с учетом инфляции). Но NERVA испытывали на Земле, а в космос никто не решился его запустить.
Для DRACO уготована иная судьба — он сразу отправится на орбиту. И дело не в возросшей смелости, просто так выгоднее. Менеджер NASA по проектам в области космических атомных технологий Энтони Каломино (Anthony Calomino) рассказал, что агентство прорабатывало разные варианты, но в итоге огневые испытания NTP на Земле проводить дороже и менее безопасно.
Финального облика готового демонстратора технологий пока нет, есть только его предварительное видение. Это космический аппарат размером с «типичную верхнюю ступень», умещающийся под обтекателем полезной нагрузки.
После запуска DRACO выйдет на рабочую орбиту высотой между 700 и 2000 километров, где начнется программа испытаний двигателя. Там аппарату предстоит функционировать в разных режимах на протяжении пары месяцев, пока не закончится рабочее тело — сжиженный водород.
Опцию дозаправки на орбите рассматривают, но ее реализация зависит от того, как будет развиваться технология стыковки спутников и перекачки между ними криогенных жидкостей. Ею, напомним, активно занимается Lockheed Martin для лунного посадочного аппарата Blue Moon разработки Blue Origin.
Теоретическая эффективность теплового ядерного ракетного двигателя (NTP), его удельный импульс, достигает 900 секунд. Для сравнения, лучшие химические ракетные двигатели едва подбираются к 470 секундам, а чаще не выходят за 400 секунд. Это существенное преимущество NTP, но его еще необходимо подтвердить. Целевой показатель DRACO более скромный, порядка 700 секунд, потому что для демонстратора эффективность не важна. Видео — документальный фильм NASA и Комиссиb по атомной энергии США о ядерных ракетных двигателях, в который включены кадры сборки, тестирования и испытаний NERVA (начиная с 7:00 и далее) / ©US National Archives
В рамках DRACO не запланированы никакие масштабные маневры или полеты дальше низкой околоземной орбиты. Главная задача аппарата — показать, что в космосе может работать реактор на топливе повышенного обогащения. Не три-пять процентов, как в обычных АЭС (низкообогащенный, НОУ), а до 20 процентов, он называется High-assay LEU (HALEU), НОУ с высоким содержанием проб. В прошлом все космические ядерные реакторы работали на высокообогащенном топливе (более 85 процентов U-235).
С проектом DRACO представители отрасли и чиновники связывают большие надежды. Это сравнительно простой ядерный ракетный двигатель, отработка технологий которого может открыть широкие перспективы по освоению космоса. И речь не только о полетах — начало эксплуатации реакторов в двигателях косвенно или напрямую поможет их использованию для баз на других небесных телах.
Для NASA успех DRACO — критически важная веха на пути к освоению Марса после «тренировки» на Луне. Военные в лице DARPA, в свою очередь, хотят иметь разведывательные аппараты с высокой энергетикой для операций за пределами околоземной орбиты. Ну а Lockheed Martin с BWX Technologies рискуют стать наиболее компетентными компаниями в области космических ядерных установок и заранее обеспечить себе перспективный рынок.
