Ядреният залог на НАСА и американските военни за 500 млн. долара

Какво да направи правителствена агенция като американското Национално управление по въздухоплаване и изследване на космическото пространство (НАСА), ако частни компании като SpaceX получат цялата космическа слава? Едната опция е да увеличат инвестициите във върхови постижения, които обаче може да не се отплатят в продължение на години. Супербързите и маневрени ракетни двигатели, захранвани с ядрено гориво, са такава технология, пише в анализ за Bloomberg колумнистът Адам Минтнър.

Миналия месец НАСА, в партньорство с министерството на отбраната на САЩ, даде на Lockheed Martin Corp. близо 500 млн. долара за създаването и тестването на такъв двигател до 2027 г.

Без това сътрудничество две неща могат да се окажат застрашени – мечтата на НАСА да стъпи в нови краища на Слънчевата система и надмощието на САЩ в Космоса.

Близо век ракетите работят по фундаментално сходен начин: резервоар съхранява гориво, което щом се запали, изстрелва дюза с висока скорост и се създава тяга. Проблемът е, че ако искате да правите нещо с космически апарат, като маневри към Марс например, ще ви трябва много гориво. Тъй като няма бензиностанции в Космоса (все още) ракетата трябва да си носи толкова гориво, колкото операторите очакват, че ще ѝ трябва по време на мисията.

А това може да бъде много: почти половината от масата на 5,5-тонния сателит GOES-U, който НАСА планира да изстреля следващата година, ще е гориво. Миналата година канадската Telesat Corp. обяви, че ще трябва да понесе силен финансов удар заради недостатъчно гориво на ключов комуникационен сателит.

Учените от дълго време осъзнават необходимостта от по-ефективни алтернативи.

През 50-те години те измислиха една експлозивна: използването на малък ядрен реактор, който да загрява ракетно гориво – като течен водород, до много по-високи температури, отколкото могат да бъдат постигнати с химическа ракета. Такъв двигател би бил поне два пъти по-ефективен от традиционна ракета и много по-бърз – отчасти защото двигателите му ще могат да се движат безспирно в продължение на седмици, ускорявайки все по-бързо и по-бързо. Химически двигател просто би изгорил горивото си.

Ядреното термично задвижване (NTP) се проучваше активно от НАСА и други правителствени агенции до началото на 70-те години. Такива ракети не се предполага да са носещи устройства (NTP система не може да набере тяга за напускане на повърхността на Земята); вместо това NTP ракета трябва да бъде носена от обикновена до излизане в Космоса и оттам да оперира сама.

Въпреки че такъв реактор така и не е изстрелян, има много успешни наземни тестове, които показват, че концепцията може да сработи – на Земята. Притеснения за сигурността, особено за това какво, което може да стане, ако такава ракета се разбие на Земята, и политическият натиск сложиха край на програмата.

Но ядреното термично задвижване не бе напълно забравено и през последните години напредъкът в космическите технологии отново го вкараха в дневния ред на цивилни и военни космически служби. 

За НАСА целта е Марс. Агенцията се надява на човешка мисия на Червената планета през 30-те години на този век. Традиционните ракети могат да достигнат Марс за около седем месеца, като мисия с връщане обратно ще продължи две-три години. Ефективна ядрена ракета може да закара астронавти до Червената планета за 45 дни при определен сценарий, позволявайки евентуално по-чести пътувания.

За армията това е състезание срещу Китай и Русия. Като цяло в миналато САЩ бяха до голяма степен без конкуренция в оперирането на разузнавателни сателити и други военни космически апарати. Но през последните години технологиите на Китай и Русия напреднаха и активно действат за неутрализирането на американската космическа преднина чрез заглушители, антисателитни оръжия и други технологии. Армията би искала да премахне сателитите от пътя си, но тези, построени с традиционни технологии, са или прекалено бавни, или ще им свърши горивото, ако бъдат местени твърде често. Тези ограничения няма да са значим фактор с двигатели с ядрено гориво.

Какво тогава спира НАСА? Никой не е тествал ракета с ядрено гориво в Космоса и съществуват някои сериозни въпроси за това как такава би се държала при екстремни условия. Обществеността също така трябва да бъде уверена, че евентуален инцидент при изстрелване например няма да доведе до екологична или здравна катастрофа.

Добрата новина е, че такава ракета е много по-лесно да бъде построена през 2023 г., отколкото последния път, когато САЩ се опитаха. Науката за материалите е напреднала значително, което би трябвало да помогне за проектирането на система, която може да издържи в Космоса и топлината от ядрен реактор. По същия начин съвременната изчислителна мощ ще позволи сложни проекти на реактор да бъдат пуснати на симулации и променени при нужда незабавно.

Всичко това създава условията за новите усилия на федералното правителство. И макар успехът далеч да не е гарантиран, с малко късмет, продължително финансиране и ангажимент от страна на Конгреса партньорството между НАСА и министерството на отбраната ще помогне на САЩ да запазят позициите си в новата ера на космическа надпревара.