Труд
Автор:
Елена Симеонова
НАСА ще плати на Kratos Defense & Security Solutions 33,6 милиона долара, за да помогне за разработването на космическия кораб Space Reactor-1 (SR-1) Freedom, който е предназначен да стане първият американски междупланетен апарат, задвижван от бордов ядрен реактор за делене, пише The National Interest.
НАСА се надява да изстреля космическия кораб през 2028 г. за пътуване до Марс.
Междувременно Kratos ще разработи системата, отговорна за преобразуването на топлината от ядрения реактор в използваема електрическа енергия.
Относно космическия кораб SR-1
Космическият кораб SR-1 Freedom е планиран космически кораб на НАСА, който се очаква да демонстрира жизнеспособността на ядрената енергия от делене и ядрено-електрическото задвижване отвъд земната орбита. Целите на мисията ще включват пътуване от Земята до Марс - поне за начало - като същевременно се демонстрира космически ядрен реактор, тества технология за ядрено-електрическо задвижване и доставя научен полезен товар, наречен SkyFall.
Досега конвенционалните космически кораби се захранваха или от слънчеви панели (които са далеч по-ефективни в космоса, предвид липсата на атмосфера, блокираща слънцето), или от химическо задвижване. SR-1 обаче ще има борден ядрен реактор, което се надява да демонстрира, че ядрените системи могат надеждно да осигуряват енергия за задвижване и други жизненоважни операции по време на мисии на дълги разстояния между планетите. Според Кратос програмата би трябвало да намали техническите рискове, като същевременно развие индустриалните възможности, необходими за операции на космически кораби с ядрено задвижване в близко бъдеще.
Kratos ще работи като подизпълнител на Sierra Lobo по договора на NASA SpaceDOC III. Нейната задача е да проектира, произведе и достави затворена система за преобразуване на енергия с цикъл на Брайтън , която ефективно преобразува топлинната енергия от ядрения реактор в механична енергия и след това в електричество. Казано по-просто, космическият реактор ще работи по същия начин, както работи търговски ядрен реактор на Земята: реакторът генерира топлина чрез ядрено делене, газ абсорбира топлинната енергия, нагрятият газ задвижва турбина, която от своя страна задвижва електрически генератор, преди газът да се охлади и рециркулира през затворената система. Резултатът е електричество, което се използва за захранване на системите на космическия кораб и електрическите двигатели – и тъй като системата е самостоятелна, тя не отделя ядрена радиация в околната среда.
Разбира се, тъй като тази технология се използва в космоса, тя трябва да бъде компактна, лека и способна да работи при екстремни условия. Kratos все още не е обявила дизайна на реактора.
Как всъщност би работила ракета с ядрено задвижване?
Ядрено-електрическото задвижване (ЯЕД) работи чрез реактор за генериране на електричество, което от своя страна захранва средствата за задвижване на превозното средство. Това е приблизително аналогично на задвижването на самолетоносач или ядрена подводница, при които генерираното от ядрени източници електричество захранва турбина. В космоса, разбира се, процесът е по-труден, тъй като няма нищо, срещу което турбината да се тласка; вместо това електричеството се използва за захранване на електрически тласкачи, които ускоряват заредените частици, за да създадат тяга.
За разлика от химическите ракети, които генерират огромна тяга за относително кратки периоди от време, електрическото задвижване произвежда по-ниска, но устойчива тяга. Електрическото задвижване има предимства, като висока ефективност на горивото, продължителна работа, намалени изисквания за гориво и по-голяма гъвкавост на полезния товар. Недостатъкът е, че електрическото задвижване осигурява относително малка моментна тяга, което затруднява бързата промяна на посоката.
Програмата няма да е първият път, когато НАСА ще използва ядрена енергия в космоса. През 1965 г. НАСА изстреля ядрения реактор SNAP-10A в околоземна орбита, въпреки че той никога не е излизал извън орбитата. През 2020 г. НАСА изпрати роувъра Perseverance до Марс, захранван от „радиоизотопни термоелектрически генератор“ – вид ядрена батерия, захранвана от разпадащи се радиоактивни изотопи, превърнати в топлина.
Надеждата днес е, че ядрено-електрическото задвижване може да поддържа бъдещи мисии, където слънчевата енергия става по-малко практична или където космическият кораб се нуждае от повече електрическа енергия. Потенциални примери за такава мисия включват превоз на товари до Марс, дългосрочно роботизирано проучване или мисия, включваща енергоемки научни инструменти.
SR-1 Freedom може да отбележи важна стъпка към функционална ядрена енергия в космоса.
Договорът с Kratos има за цел да усъвършенства критичен компонент от електрическата система на космическия кораб. Въпросът сега е дали амбициите на програмата и договора могат да бъдат изпълнени преди бързо наближаващото изстрелване през 2028 г.
