NASA планує наприкінці 2028 року запустити до Марса 12-тонний апарат Space Reactor-1 Freedom із повноцінним ядерним реактором. Місія має вперше перевірити ядерно-електричний рух під час міжпланетного польоту та відпрацювати технології для майбутніх експедицій у глибокий космос.
SR-1 Freedom не саджатимуть на Марс, і прототипом майбутнього пілотованого корабля він також не буде. Апарат має пролетіти повз Червону планету, доставити до неї науковий модуль, а потім продовжити політ, щоб інженери могли перевірити тривалу роботу реактора.
Для запуску обрали кінець 2028 року через сприятливе розташування Землі та Марса. Подібні стартові вікна відкриваються приблизно раз на 26 місяців, тому серйозна затримка може відкласти місію більш ніж на два роки.
Ядерні джерела енергії в космосі використовують уже десятиліттями. Voyager, Curiosity та Perseverance, наприклад, отримують електроенергію від радіоізотопних термоелектричних генераторів, які використовують тепло природного розпаду плутонію-238.
У SR-1 принцип буде зовсім іншим. Апарат отримає справжній реактор на низькозбагаченому урані, в якому відбуватиметься керована реакція поділу атомних ядер.
Тепло від реактора перетворюватиметься на електрику за допомогою замкненого циклу Брайтона. Заявлена електрична потужність установки становитиме 20 кВт — небагато за земними мірками, але достатньо для космічної системи такого типу.
Ця електроенергія потрібна не лише бортовому обладнанню. Вона живитиме електричний двигун на ефекті Холла, який іонізує газ і за допомогою електричного та магнітного полів розганяє заряджені частинки.
Такий двигун не здатен самостійно підняти важкий апарат із Землі, тому SR-1 виведе у космос звичайна хімічна ракета. Перевага електричної тяги проявиться вже після старту: вона невелика, але може безперервно працювати протягом місяців.
Саме тривала робота поступово розганяє космічний апарат і дозволяє економніше використовувати робоче тіло. Для майбутніх далеких польотів така схема може виявитися значно практичнішою за використання лише традиційних хімічних двигунів.
Щоб встигнути підготувати місію, NASA вирішило використати вже створені технології. Основою апарата стане Power and Propulsion Element, який спочатку розробляли для місячної програми Gateway.
Цей модуль має сонячну енергетичну систему потужністю 48 кВт, яка працюватиме разом із 20-кіловатним реактором. Інженерам водночас доведеться адаптувати конструкцію до додаткового тепла та випромінювання від ядерної установки.
Між реактором і чутливою електронікою встановлять масивний тіньовий радіаційний захист. Сам реактор із міркувань безпеки не запускатимуть на Землі чи одразу після старту.
Увімкнути його планують не раніше ніж через 48 годин після запуску, коли космічний апарат уже відійде на безпечну відстань від планети. Це має зменшити ризики у випадку аварії ракети-носія на початкових етапах польоту.
Біля Марса SR-1 виконає ще одне незвичайне завдання — доставить модуль SkyFall із трьома невеликими гелікоптерами. Їх створюють із використанням досвіду марсіанського Ingenuity.
Дрони мають розгортатися під час спуску, а не після посадки великої платформи. Вони отримають камери, георадари та метеорологічні датчики й шукатимуть, зокрема, потенційні поклади водяного льоду під поверхнею.
Для NASA SR-1 стане передусім технологічним експериментом. Якщо реактор та електрична рухова установка доведуть здатність довго й автономно працювати далеко від Землі, подібні системи згодом можуть використовувати для значно складніших польотів до Марса та інших об’єктів Сонячної системи.
🌟 Читайте «Експерт» у своєму смартфоні — додайте нас в Google Discover
About the Author
