Фото: sirapha / Shutterstock.com
В России успешно испытан один из важнейших элементов будущего космического корабля с ядерным двигателем, способный отвезти на Марс первую экспедицию посещения
Кто бы как ни хорохорился, но реальному полёту на Марс мешают два суровых обстоятельства. Первое – жёсткое космическое излучение, которое будет пронизывать экипаж марсианского корабля, не прикрытый, как на Земле и на околоземной орбите, магнитным полем планеты. Второе – малая скорость полёта, из-за чего путешествие туда и обратно продлится года полтора, а то и больше. А полтора года в космосе, да без всякой возможности аварийного покидания корабля и возвращения на Землю - сам по себе риск неприемлемый.
Так вот, обе эти проблемы решили сегодня российские учёные, техники и технологи.
Жизнь есть движение, движение есть скорость
Конечно, бомбардировку корабля тяжёлыми протонами в открытом космосе никто отменить не в состоянии. Но одно дело – подвергаться ей на протяжении полутора лет, сидя в алюминиевой капсуле, при создании которой берегли каждый грамм веса, и идеалом была бы оболочка не толще стенок банки из-под пива. А другое – провести в полёте лишь полтора месяца в корабле с такой мощностью двигателя, что может позволить толкать к Марсу фактически радиационный бункер.
И одно дело – лететь по беспомощной дуге, как брошенный мальчишкой огрызок яблока, полтора года борясь с тошнотой от невесомости, а другое – позволять себе лететь по прямой с ускорением, а значит, и с силой тяжести, а также маневрировать настолько свободно, насколько это не доводит до кипения мозги штурмана-навигатора.
Словом, решение проблемы полёта к Марсу упирается в мощный двигатель, который давал бы возможность не беречь каждый грамм топлива и каждый грамм веса и позволял бы развивать скорость, при которой достижение соседней планеты становится делом и достижимым, и постижимым.
Такой двигатель у русских есть.
Фото: sirapha / Shutterstock.com
Движение есть двигатель
Буквально полгода назад Царьград рассказывал о том, что в России уже с 2010 года велась разработка электроплазменного двигателя на ядерной силовой установке. Причём это было не продолжение тематики обычных ядерных двигателей, которые пытались сделать и в СССР, и в США ещё в 1960-1970-е годы, а работа именно над силовой энергетической установкой. А уже она должна была вырабатывать энергию для электроплазменных двигателей, даря им на порядок большую мощность по сравнению с обычными ракетными двигателями.
Работы велись в Государственном научном центре имени Келдыша и, как мы сегодня знаем, завершились созданием фактически космической мини-АЭС. По словам научного руководителя Центра академика Анатолия Коротеева, создана электростанция на базе ядерного реактора, от которой будут питаться уже плазменные двигатели. В итоге если, например, современный самый лучший жидкостный ракетный двигатель имеет удельную тягу 450 секунд, ядерный — 900, то электроплазменный — до 7000 секунд.
И с таким двигателем, убеждён учёный, можно будет лететь на Марс, менять орбиту опасных для Земли астероидов, убирать космический мусор и вообще осваивать дальний космос.
При этом создание такого двигателя планировалось на 2018 год, создание ядерной энергетической установки для него – на 2015 год. Выступление 1 марта президента России Владимира Путина с презентацией новых видов отечественного вооружения, где фигурировала и ядерная силовая установка, показало, что в данной ситуации учёные своё слово сдержали.
Такая установка у русских есть.
Движение есть тепло, а тепло надо сбрасывать
Если не вдаваться в секретные детали, то устройство ядерной энергетической установки всем нам, в принципе, известно. Это, говоря упрощённо, кастрюля, в которую погружены топливные элементы. Те, соответственно, горят и оттого нагревают некий теплоноситель. Который и делает далее необходимую работу – что-то греет, что-то крутит, что-то двигает и тому подобное. Похоже на электрочайник, где таким же образом нагревается вода. Приделай к его носику маленькую турбинку, вращаемую паром, и получай тот же эффект. С той лишь разницей, что теплоноситель в ядерном реакторе нагревается не электричеством из розетки, а специальными элементами, где идёт управляемая ядерная реакция.
Правда, тут есть одна проблема – излишки тепла надо отводить. На классических ядерных реакторах это делается при помощи дополнительных охлаждающих контуров, через которые тепло в конечном итоге отводится в атмосферу. И дополнительную пользу от тех же АЭС люди забирают ещё и тем, что при возможности приспосабливают к ней систему какого-нибудь городского отопления.
Но в космосе с этим – как ни странно при абсолютном температурном нуле вокруг – трудно. В вакууме хоть и холодно абсолютно – но он столь же абсолютно не теплопроводен. Не проводит пустота тепла, как ни бейся! Только в виде излучения. Отчего нас и солнышко греет. Но давайте признаем: чтобы ядерная установка мегаваттного класса сбрасывала тепло в виде излучения, надо прежде её стенки раскалить добела. Оно, конечно, скафандры сушить будет быстрее, но есть риск и дырку в них прожечь. Будет обидно из-за этого возвращаться с полпути к Марсу.
Таким образом, остаётся сделать так, чтобы на первом контуре тепло от реактора отводила какая-нибудь жидкость-теплоноситель, которая циркулировала бы по трубам неких панельных радиаторов. А уж они сбрасывали бы дальнейшее лишнее тепло в космос. Но такие радиаторы – лишний вес. Лишние размеры. Лишняя докука. А если дырка какая появится? Тут ведь горчичным порошком её не заклеишь, как в радиаторе старых «Жигулей». Нужно искать какой-то другой способ…
Такой способ русские нашли.
Фото: Nasa Photo / Shutterstock.com
Круговорот тепла в космосе
Способ оказался размером со всё гениальное.
Теплоотводящую горячую жидкость решили не пускать по трубам, а… сбрасывать в космос! В виде мельчайших капель, распыляемых прямо в открытое пространство. Там эта самая горячая жидкость очень быстро охлаждается – за счёт громадной охлаждающей поверхности миллионов круглых капелек. И дело в шляпе. Этакий космический душ, в котором горячая вода падает в ванну уже ледышками.
Возникает закономерный вопрос: всё это хорошо и остроумно – но это какой же запас жидкости надо загрузить в корабль, чтобы он мог на протяжении всего полёта свободно орошать космос своим теплоносителем? Ответ нашёлся тоже простой и остроумный. Тот самый охлаждающийся на ходу туман – а это, по сути, именно туман, словно летним утром на лугу – улавливается специальным заборным устройством. Тоже без крайних ухищрений. Ну, примерно как трава, на которой туман осаживается в виде росы. Остаётся только собрать эту «росу» и пустить по следующему охлаждающему кругу. И далее – опять. Вплоть до Марса. И обратно.
Вот такая установка и была успешно испытана на днях в России. Как гласит официальная информация в акте приёмки, «изготовлены и испытаны экспериментальные образцы генератора капель и элементов заборного устройства… Выполнена программа экспериментальных исследований модели капельного холодильника-излучателя… Работы выполнены в полном объёме. Результаты соответствуют требованиям технического задания».
Сухо и деловито. Остаётся лишь добавить, что сделал эту установку по заказу Роскосмоса и испытал её всё тот же Государственный научный центр «Исследовательский центр имени Келдыша». Своё слово, как мы помним, держащий строго.
А значит, и космический корабль, способный обернуться до Марса и обратно за пару-тройку месяцев, приобрёл ещё более реальные очертания. Ещё более близкие, можно сказать. И значит, уже в недалёком времени можно будет сказать: такой корабль у русских есть.
