Ядерный реактивный двигатель для межпланетных кораблей

Источник SciTecLibrary

Современные химические и ядерные реактивные двигатели (ХРД, ЯРД) обладают относительно малой (1 – З км/с) скоростью выхода из сопла двигателя продуктов горения (разогретого рабочего тела, в ЯРД) и поэтому с их помощью можно осваивать только околоземное пространство или посылать автоматические станции к планетам Солнечной системы с получением от них информации, как правило, спустя многие годы.

Для реального освоения межпланетного космического пространства, когда время полета до любой планеты и возвращение на Землю не превысит одного года, необходимы принципиально новые реактивные двигатели.

Одним из вариантов такого двигателя может стать предлагаемый ЯРД, оборудованный установкой, производящей ядерное горючее (ЯГ) для его работы.

Как сам двигатель, так и установка по производству ЯГ основаны на новом принципе организации взаимодействия нейтронов с веществом и использования эффекта вовлечения термоядерных нейтронов в реакцию деления, что позволило в десятки-сотни тысяч раз повысить скорость ядерных реакций в единице объема и тем самым, соответственно, уменьшить плотности веществ, участвующих в реакциях.

Разработанный на этих принципах ЯРД обладает следующими характеристиками:

• цепная ядерная реакция деления осуществляется в глубоком вакууме, поэтому высокоэнергетические продукты ядерных реакций могут выйти из активной зоны (АЗ) и сопла двигателя практически без потери своей кинетической энергии со скоростью около 10000 км/с и создать реактивную тягу; предлагаемый двигатель по тепловому режиму значительно менее нагружен, чем современные ЯРД, поскольку в его АЗ остается менее 5% выделившейся ядерной энергии, в то время как у современных ЯРД в АЗ остаются практически все 100%. В связи с этим его мощность может достигать десятков - сотен ГВт;
• ядерное горючее для работы двигателя, за исключением времени выхода всех его систем на полную мощность, будет производиться на борту ракеты из природного урана, В связи с этим вместо массивных и взрывоопасных баков с горючим, на ракете будет находиться определенное количества безопасного компактного металлического урана;
• ЯРД будет работать в течение всего времени полета, что позволит практически устранить невесомость и создать комфортные условия для космонавтов, при этом средняя скорость полета может достигать 1000 км/с;
• вследствие того, что продукты деления с высокой скоростью выходят из сопла двигателя, то при его работе радиационный фон, как в окрестностях космического корабля, так и в межпланетном пространстве не будет повышаться, поскольку эти продукты менее, чем за 10 суток покинут пределы Солнечной системы;
• заложенные в двигатель возможности позволяют, в принципе, обеспечить доставку межпланетного корабля на любую планету Солнечной системы менее, чем за 20 дней или разогнать межзвездный зонд до половины скорости света.

Поскольку представленный проект является фундаментальной разработкой, требует больших капитальных и людских ресурсов и в настоящее время не имеет коммерческого интереса, для его реализации, возможно, потребуется формирование международной программы.