Державний університет Огайо (OSU) представив нову концепцію відцентрового ядерно-термального ракетного двигуна (CNTR, centrifugal nuclear thermal rocket), що може суттєво скоротити час подорожі до Марса. На відміну від класичних твердопаливних NTP-двигунів, CNTR використовує рідкий уран, утримуваний обертанням у циліндрах, який напряму нагріває робоче тіло у форкамері*. Такий підхід обіцяє вищу ефективність і менші ризики пошкодження паливних елементів, заявляє команда розробників.
Форкамера (prechamber) являє собою попередню камеру/зону теплообміну. У концепції CNTR туди подають пропелант (водень тощо), він проходить кільцевим каналом навколо джерела тепла (рідкого урану в обертовому циліндрі), нагрівається й далі розширюється в соплі. Горіння там нема — це нагрів і змішування/стабілізація потоку.
Згідно з опублікованими матеріалами, CNTR націлюється на питомий імпульс* близько 1800 с — удвічі більше за найкращі твердоядерні NTP 1960-х (~900 с) і приблизно вчетверо вище за хімію (~450 с). Це відкриває шлях до скорочення строків марсіанських місій: оцінки показують потенціал зменшити час туди-назад до ~420 діб і забезпечити безпечний переліт в один бік приблизно за пів року.
Магазин від Universe Space Tech
Комплект журналів Сонце, Місяць та Марс
До товару
Питомий імпульс (Isp) показує паливну економічність ракетного двигуна: скільки секунд тяги він дає на одиницю вагової витрати пропеланту. Як в авто 10 на 100 км, чим більший Isp, тим далі можна переміститися на тій самій масі пропеланту — і якщо при цьому двигун ще й тягне сильно, це вже змінює правила гри для польотів на Марс.
Розробники підкреслюють і гнучкість CNTR: окрім водню, він здатен працювати на аміаку, метані, пропані чи гідразині — це важливо для використання ресурсів у космосі (ISRU) на астероїдах або в поясі Койпера. Водночас перед інженерами стоїть низка нетривіальних викликів: стабільний пуск/зупинка, мінімізація втрат урану та відпрацювання відмовостійких режимів. Університет повідомляє про підтримку проєкту грантом NASA та роботу над прототипом; у кращому разі базову готовність концепції хочуть досягти протягом кількох років.
Чому це важливо? Вищий питомий імпульс за збереження високої тяги означає або швидші перельоти, або більші наукові корисні навантаження. Для астрономії це — можливість доставляти масивніші телескопи й кріогенні системи у далекі точки (Уран, Нептун, об’єкти пояса Койпера) прямими траєкторіями без переускладнених гравітаційних маневрів. Швидші вікна запуску також зменшують радіаційні ризики для екіпажів та підвищують частоту автоматичних місій для моніторингу змін у віддалених системах.
Хочете дізнатися, скільки наразі триватиме політ до Марса, Венери чи навіть Юпітера та чому одні місії летять швидше за інші? У доступній формі розбираємо, як вікна запуску, маневри Гомана та гравітаційні маневри скорочують місяці й роки шляху. Порівнюємо часи для автоматичних і потенційно пілотованих польотів, пояснюємо, що впливає на маршрут і пальне. Перейдіть до статті «Скільки летіти на інші планети Сонячної системи?» і оберіть свою ідеальну траєкторію подорожі Сонячною системою!
За матеріалами osu.edu, interestingengineering
