Європейське космічне агентство (ЄКА) фінансує низку досліджень, у рамках яких вивчатиметься можливість використання ядерних двигунів для дослідження далекого космосу.

Наразі рух у космосі здійснюється за допомогою наявного на борту КА хімічного палива або за допомогою накопичувальної електричної чи сонячної енергії. Проблема, з якою стикаються космічні агентства, полягає в тому, що ці методи руху досягають відповідних фізичних меж. Ядерний електричний двигун (nuclear-based electric propulsion, NEP) потенційно може подолати ці обмеження та запустити космічні місії в нову епоху, дозволяючи людству досягати космосу далі, ніж будь-коли раніше.

Одне з досліджень, яке фінансує ЄКА, «Попередня європейська оцінка ядерного електричного двигуна для застосування в космосі» (pReliminary eurOpean reCKon on nuclEar elecTric pROpuLsion for space appLications, RocketRoll) ведеться вченими з Празького університету, Штутгартського університету та інженерами з компаній OHB Czechspace і OHB System.

«Ядерний двигун може бути ефективнішим, ніж найефективніший хімічний двигун, або перевершити електричний двигун, обмежений сонячною енергією, дозволяючи досліджувати місця, куди не можуть дістатися жодні інші технології», – сказав Ян Фріборт (Jan Frýbort), головний дослідник ядерних технологій Чеського технічного університету в Празі. – Це великий виклик для майбутніх космічних місій, наприклад, за межами нашої Сонячної системи».

Нові методи енергії та руху є особливо важливими, оскільки людство працює над більш стійкими космічними місіями та навіть середовищами існування та базами на Місяці та за його межами. Для цього знадобиться доставка обладнання та припасів на поверхню Місяця та на Марс.

«Головна перевага над хімічною реакцією – це ефективність двигунів, – йдеться у заяві OHB Czechspace. – Перевагою у порівнянні з сонячною електроенергією є більша вихідна потужність і незалежність від прямого сонячного світла, особливо для транспортування важких вантажів із тривалими часовими обмеженнями та для дослідження за межами орбіти Марса».

Вчені та інженери, які фінансуються в рамках програми RocketRoll, матимуть наступні 11 місяців, щоб розробити техніко-економічне обґрунтування в рамках Програми підготовки майбутніх ракет-носіїв (Future Launchers Preparatory Program, FLIPP) ЄКА і визначити переваги використання NEP у порівнянні з класичними силовими установками для виконання складних місій.

«Мета дослідження полягає в тому, щоб вивчити можливості використання ядерного палива для вимогливої космічної логістики та дослідницьких місій», – заявив керівник відділу управління проєктами OHB Czechspace Якуб Севечек (Jakub Sevecek). Він додав, що RocketRoll надасть огляд існуючого європейського досвіду, технологій і промислових можливостей для розробки космічного корабля з ядерним двигуном. Крім того, під час дослідження буде представлено концептуальний проєкт ядерного електричного двигуна. Команда заявила, що розгляне обмеження безпеки системи NEP на ранніх стадіях проєктування.

«Використання ядерних електричних двигунів для складних космічних місій розглядалося у низці досліджень у минулому, – сказав Фріборт. – Завдяки сучасним технологіям ця тема знову актуальна в Європі».

Після того, як наступного року будуть представлені результати RocketRoll, вони можуть стати основою для подальших програм ЄКА, в рамках яких будуть вивчені можливості запуску КА з NEP до 2035 року, якщо все піде за планом.

NASA розпочало власну програму з вивчення використання ракет з ядерною силовою установкою. Агентство співпрацює з Агентством перспективних оборонних дослідницьких проєктів Пентагону (DARPA) для розробки ядерного теплового двигуна та його демонстрації у космосі вже у 2027 році.