Глава NASA Джаред Айзекман объявил о запуске первого в истории межпланетного корабля с ядерным двигателем — Space Reactor-1 Freedom. Старт намечен на декабрь 2028 года. Цель миссии — достичь Марса. Впрочем, идея не нова. За громкой новостью скрывается история, которую начали писать ещё в 1950-х и дважды бросали на полпути.
SR-1 Freedom будет оснащён реактором мощностью более 20 киловатт на топливе HALEU (High-Assay Low-Enriched Uranium — высокопробный низкообогащённый уран) и уранового диоксида, заключённого в защитный экран из карбида бора. Рядом с реактором — система преобразования тепла в электричество по замкнутому циклу Брайтона (принцип работы напоминает турбину обычной электростанции, только в космосе и без выброса газов). Эта электроэнергия должна будет питать ионные двигатели на ксеноне. Они дают малую тягу, зато расходуют топливо с исключительной эффективностью.
Важная деталь, которая делает миссию хоть сколько-нибудь реалистичной в эти сроки. Многие компоненты уже готовы. Двигательный блок — это доработанный модуль Power and Propulsion Element из проекта лунной станции Gateway. NASA заморозил Gateway, но его «сердце» полетит к Марсу.
На Красную планету корабль доставит три маленьких исследовательских научных вертолётов Skyfall, которые будут оснащены камерами для исследования поверхности и георадарами для разведки под землей. Задача: изучить запасы водяного льда, вести съемку рельефа и найти безопасные площадки для приземления космических аппаратов.
Но как уже говорилось, ядерный двигатель — это далеко не новая история в деле покорения космоса. Программа NERVA (Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application) стартовала в начале 1960-х совместно с Комиссией по атомной энергии, и к 1968 году двигатели были признаны готовыми к пилотируемой миссии на Марс. Проект был закрыт президентом Никсоном в 1973 году, в его рамках так и не было совершенно ни одного космического полёта. Тогда было потрачено впустую около 1,4 миллиарда долларов.
Принципиальное отличие тогдашних и нынешних разработок — в типе двигателя. NERVA был тепловым: реактор раскалял жидкий водород, который выбрасывался из сопла и создавал тягу — как реактивный двигатель. SR-1 Freedom — это ядерно-электрическая установка (NEP): реактор вырабатывает электричество, которое питает ионные двигатели. Тяга меньше, но эффективность расхода топлива несравнимо выше.
Вторая попытка создания ядерного двигателя для космоса была предпринята в 1980–1990-х годах в рамках программы TIMBERWIND (и позже SP-100). После закрытия NERVA в 1973-м NASA и ВВС США возобновили исследования в 1987 году под эгидой SDIO (Стратегическая оборонная инициатива Рейгана). Цель — компактный термоядерный двигатель для военных спутников и миссий. К 1992 году построили и испытали прототипы реакторов на 100 кВт, но проект закрыли из-за сокращения бюджета после распада СССР и политического давления Конгресса. Потрачено около 500 млн долларов, полётов опять не было.
Но зачем вообще ядерный двигатель, если можно лететь на химическом ракетном топливе? Ответ прост: за орбитой Юпитера солнечные батареи почти бесполезны — слишком далеко от Солнца. Ядерный реактор работает независимо от расстояния до звезды. Для миссий к внешним планетам — Сатурну, Урану, Нептуну — это единственный практичный вариант источника мощности в десятки и сотни киловатт. И в данном случае будет еще происходить и обкатка технологии, так сказать, «вблизи от дома».
Научное сообщество встретило анонс без единодушного восторга. Астрофизик Кэти Мак из Института теоретической физики Периметр написала в социальной сети: «Никто из моих знакомых со специализацией в космических полётах или планетологии не считает это ни реалистичным, ни разумным в рамках таких сжатых сроков. Реакция варьируется от насмешки до растерянности. Ради этого прожекта были отменены действительно важные научные программы».
Вопросов действительно немало. Цена миссии не называлась. Выбор ракеты-носителя не объявлен. Судьба корабля после сброса вертолётов официально «ещё не определена». Остается без ответа вопрос: «Как будет утилизироваться радиоактивный уран и как избежать трагических последствий при возможной аварии на старте корабля?».
С другой стороны, реактор мощностью 20 киловатт уже в значительной мере построен, а само NASA прямо говорит о цели: создать прецедент, отработать регуляторную базу и запустить промышленную цепочку для будущих ядерных систем. Это не миссия ради открытий на Марсе. «Это первый пробный рейс на трансконтинентальной железной дороге Солнечной системы», — так это сформулировал руководитель программы ядерной энергии на поверхности NASA Стив Синакора.
