NASA і Агентство передових оборонних дослідницьких проєктів (Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA) вибрали компанію Lockheed Martin для розробки космічного корабля для демонстрації технологій ядерного двигуна на навколоземній орбіті наприкінці цього десятиліття.
Два урядові агентства оголосили 26 липня, що вони досягли угоди з компанією Lockheed Martin щодо розробки космічного корабля для програми Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations (DRACO). У січні NASA і DARPA оголосили, що вони співпрацюватимуть над DRACO для демонстрації технологій ядерного теплового двигуна (nuclear thermal propulsion, NTP), які цікавлять обидва агентства.
В рамках програми Lockheed співпрацює з компанією BWX Technologies (BWXT), яка розробляє ядерний реактор для DRACO та постачатиме для нього паливо з високим вмістом низькозбагаченого урану (high-assay low-enriched uranium, HALEU). Цей реактор буде нагрівати рідкий водень, що перевозиться на космічному кораблі, перетворюючи його на високотемпературний газ, який забезпечуватиме тягу.
Угода структурована як поетапна угода про інші повноваження щодо транзакцій на загальну суму $ 499 млн, сказала Табіта Додсон, керівниця програми DRACO в DARPA. Витрати рівномірно розподіляються між NASA, відповідальним за ядерний реактор, і DARPA, відповідальним за космічний корабель і регуляторні дозволи. Космічні сили США забезпечать запуск космічного апарата, запланований не пізніше 2027 року.
І Lockheed, і BWXT вкладають у програму власні кошти. Кірк Ширман, віце-президент з досліджень Місяця в Lockheed Martin, назвав інвестиції своєї компанії в DRACO «значними», але не вказав конкретної суми. Подібним чином Джо Міллер, президент BWXT Advanced Technologies, сказав, що його компанія кілька років інвестувала в розробку палива для реактора, але також не назвав конкретної суми.
І NASA, і МО США зацікавлені в NTP через його набагато вищу ефективність, яка у два-три рази більша, ніж у хімічного двигуна, зазначив Ентоні Каломіно, менеджер проєктів космічних ядерних технологій NASA. Для NASA це означає потенційно швидші подорожі на Марс, тоді як військові зацікавлені у більшій маневреності в навколомісячному просторі.
Однак DRACO буде дуже обмеженою демонстрацією NTP. «По суті, це випробувальний стенд, що літає», – сказала Табіта Додсон. Після запуску на робочу орбіту, ймовірно, від 700 до 2000 км, космічний корабель не здійснюватиме жодних великих маневрів. Натомість у центрі уваги буде реактор транспортного засобу та використання в ньому палива HALEU, яке раніше не використовувалося в ядерних реакторах у космосі. «Це буде основним напрямком демонстрації DRACO, і збирання даних про реактор з паливом HALEU визначатиме успіх місії».
Офіційні особи не розголошують тягу, яку вироблятиме двигун DRACO, хоча Каломіно сказав, що він матиме конкретний імпульс, міру ефективності, приблизно 700 секунд. Це значно вище, ніж навіть у найкращих хімічних двигунів, хоча проєктна ціль для систем NTP становить від 850 до 900 секунд. «Що стосується місії DRACO, ми знаходимося на тому рівні, коли ми можемо отримати інженерну актуальність, необхідну для кращого розуміння двигунів з більшою тягою».
Ці тести легше проводити в космосі, ніж на Землі, що було зроблено півстоліття тому за допомогою попередніх програм NTP, таких як NERVA NASA. Каломіно сказав, що NASA вивчило доцільність наземних випробувань, які потребують спеціальної інфраструктури, щоб запобігти викиду вихлопних газів двигуна в атмосферу, «і витрати на це насправді вищі, ніж ми оцінюємо, щоб провести це випробування в космосі».
Додсон описала космічний корабель DRACO як схожий за розміром на типовий верхній ступінь ракети-носія. Він зможе поміститися в стандартні обтічники корисного навантаження ракети-носія, а Космічні сили використовують свій контракт на космічний запуск в інтересах національної безпеки (National Security Space Launch, NSSL), щоб забезпечити запуск апарата на РН Falcon 9 або Vulcan Centaur з мису Канаверал, штат Флорида.
Після виходу на орбіту місія DRACO триватиме лише пару місяців, обмежена запасами рідкого водню на борту. «Зберігання водню – це велика проблема, тому ми хочемо прискорити перевірку космічного корабля та ядерного реактора», – сказав Ширеман.
Однак і він, і урядовці залишили відкритою можливість дозаправки DRACO для продовження випробувань. Додсон сказала, що DARPA провело обговорення з Космічними силами, які зацікавлені в дозаправці в космосі, щоб з’ясувати, чи можна спроєктувати космічний корабель з портом для передачі в нього рідкого водню.
Ширман зазначив, що транспортування рідкого кріогенного палива в космосі ще не було продемонстровано, хоча ця технологія буде ключовою частиною конструкції місячного посадкового модуля Blue Moon компанії Blue Origin, для якого Lockheed Martin розробляє транспортний засіб «cislunar transporter» для дозаправки. «Зрештою, я все ще вважаю, що ви все одно побачите демонстрацію двигуна, навіть якщо не зможете його дозаправити, – сказав він. – Але я б хотів дозаправляти його, утримувати на орбіті й використовувати протягом багатьох років».
