Космічний корабель з двигуном на ядерному синтезі зможе доставити людей на Марс за 30 днів
Дослідники й учені з Вашингтонського університету займаються розробкою технологій і рішень, які можуть лягти в основу конструкції космічного корабля, який приводиться в рух енергією, що отримується від реакції ядерного синтезу. Використання ядерного синтезу в якості джерела енергії дозволить подолати безліч труднощів і проблем, які роблять в даний час неможливими тривалі польоти людей у відкритий космос, серед яких можна виділити тривалий час перебування в дорозі, непомірні витрати на здійснення таких польотів і чималий ризик для здоров'я людей, які довго перебувають у відкритому космосі.
"У людей зараз не вийде забратися далеко в глибини космосу за допомогою космічних кораблів, обладнаних двигунами, що використовують хімічну енергію палива. Саме тому люди зараз обмежені в своїх дослідженнях простором неподалік від Землі" - розповідає Джон Сло (John Slough), професор аеронавтики і астронавтики з Вашингтонського університету, - "Своєю роботою ми сподіваємося дати людям в руки дуже потужне джерело енергії, який, в кінцевому рахунку, може зробити повсякденною річчю міжпланетні космічні перельоти".
Проект, над яким працює команда з Вашингтонського університету, що фінансується в рамках програми НАСА Innovative Advanced Concepts Program. На симпозіумі минулого місяця представники компанії MSNW, президентом якої є професор Джон Сло, представили теоретичні обґрунтування можливості реалізації польоту на Марс з використанням енергії ядерного синтезу. Ці теоретичні обґрунтування є не просто математичними викладками і припущеннями, вони підкріплені результатами комп'ютерних моделювань і результатами перших проведених експериментів.
В даний час за оцінками фахівців НАСА подорож людини на Марс і назад, якщо будуть використані наявні технології, займе не менше чотирьох років часу. А сам космічний корабель, запас палива і його запуск обійдуться за попередніми оцінками вкрай дорого, близько 12 мільярдів доларів. Тому, для того, щоб почати освоювати космічні простори Сонячної системи, потрібні нові космічні кораблі, оснащені принципово новими потужними джерелами енергії. Розуміючи, що час, коли проблема освоєння далекого космосу постане досить гостро, коли-небудь настане, агентство НАСА і почало реалізацію дослідницьку програму Innovative Advanced Concepts Program, на першому етапі якої з 700 пропозицій було відібрано 15 проектів для продовження роботи над ними.
Команда професора Джона Сло опублікувала свої розрахунки, що демонструють можливість здійснювати 30 - і 90-денні польоти до Марса за допомогою космічного корабля, який рухається за рахунок енергії ядерного синтезу. Згідно з цими розрахунками такий переліт за рахунок малої тривалість буде досить практичний і набагато менш дорогий, ніж польоти на ракетах з хімічним паливом. В даний час вчені збираються реалізувати всі свої теоретичні напрацювання у вигляді лабораторних експериментів і випробувань, які, в свою чергу, будуть об'єднані пізніше у вигляді єдиної експериментальної енергетичної установки, яка буде працювати за рахунок реакції ядерного синтезу.
Реакція ядерного синтезу буде ініціюватися, коли згусток плазми, збудженої особливим способом і володіє власним магнітним полем, буде стиснутий до величезного тиску за рахунок впливу сильного зовнішнього магнітного поля. Слід зауважити, що ця технологія була успішно випробувана вченими на експериментальній лабораторній установці, що підтвердило її працездатність. Реакція ядерного синтезу виділяє величезну кількість енергії, якої достатньо для того, щоб привести в рух космічний корабель і розігнати його до високої швидкості. Ядерне паливо, обсягом, рівним обсягом маленької піщинки, має енергетичний потенціал, рівний енергетичного потенціалу 5 літрів ракетного хімічного палива.
Рухова система, розроблена командою професора Джона Сло, працює наступним чином - на початку циклу в камері двигуна створюється згусток збудженої плазми, навколо якого розташовуються кільця з м'якого металу, літію. Під впливом зовнішнього магнітного поля ці кільця створюють навколо плазми майже цілісну оболонку, змушуючи її стискатися все сильніше і сильніше, до того моменту, поки не "запалиться" реакція ядерного синтезу. Ця реакція протримається в активному стані всього кілька мікросекунд часу, але енергії, що виділилася за весь цей час, буде більш ніж достатньо для того, щоб випарувати і перетворити у високотемпературну і высокоэнергетическую плазму металеву оболонку. Цей перегрітий матеріал, що знаходиться під величезним тиском і утримується магнітним полем, спрямовується назовні, рухаючи космічний корабель вперед. Такі цикли повторюються з періодичністю один раз у хвилину або близько того, забезпечуючи майже постійну тягу, здатну розігнати корабель до високої швидкості.
В даний час учені працюють над технологією стиснення плазми до того моменту, коли почнеться реакція ядерного синтезу. Перші тестові випробування експериментальної установки професор Джон Сло планує провести до кінця цього літа.
На спеціалізованому каналі сервісу YouTube можна ознайомитися з низкою відеороликів, що демонструють результати математичного моделювання, проведеного вченими, і принципи роботи космічного двигуна на основі ядерного синтезу.