Кредит: Pixabay/CC0 Public Domain
За последние пять лет Китай неоднократно ошеломлял американское разведывательное сообщество быстрым прогрессом в своей программе освоения космоса, высадкой марсохода на обратной стороне Луны и завершением строительства собственной космической станции на орбите Земли.
Их достижения показали, что между Вашингтоном и Пекином разворачивается новая космическая гонка — на этот раз с конечной целью отправить пилотируемую миссию на Марс, каждый из которых соперничает за то, чтобы первым высадить людей на другую планету.
Успех Америки может зависеть от команды ученых из Айдахо-Фолс.
Инженеры Национальной лаборатории штата Айдахо при Министерстве энергетики возглавляют общенациональную группу учёных, работающую над расширением возможностей ядерного теплового двигателя — технологии, которая, как надеется НАСА, сократит время путешествия на Марс вдвое.
Это амбициозный проект, который может изменить будущее космических путешествий человека.
«То, что в конечном итоге ищет НАСА, — это ядерно-тепловое решение, чтобы добраться до Марса», — сказал МакКлатчи в интервью Себастьян Корбизьеро, старший технический советник по передовым концепциям в Национальной лаборатории Айдахо. «Необходимо разработать дополнительные технологии, чтобы иметь более высокие возможности, необходимые для миссии на Марс».
НАСА стремится достичь Марса к 2040 году и работает над совершенно новыми технологиями для этой миссии, сообщил Макклатчи администратор НАСА Билл Нельсон.
При использовании традиционных технологий возможность запуска на Марс появляется только раз в 26 месяцев, сказал Нельсон Макклатчи. Отсутствие окна запуска может означать задержку на несколько лет, и если что-то пойдет не так во время полета, экипаж останется один в глубоком космосе.
«Я не думаю, что практично отправляться на Марс с помощью обычных технологий — обычных двигателей — потому что нам понадобится семь-девять месяцев, чтобы добраться туда. Как только вы доберетесь туда, вам придется оставаться на поверхности, возможно, год. «Может быть, два, пока планеты не перестроятся так, чтобы вы могли вернуться», — сказал Нельсон МакКлатчи. «Поэтому я думаю, что одним из важнейших моментов является то, что нам понадобится ядерная электрическая или ядерная тепловая двигательная установка, которая доставит нас туда быстрее».
По словам Нельсона, продолжительность путешествия означает, что экипажу потребуется больше еды, оборудования, а также физической и умственной выносливости, чем в любой предыдущей миссии, когда-либо испытанной. Для перевозки беспрецедентного полезного груза с Земли потребуется тяжелая ракета-носитель. Чем дольше путешествие в глубокий космос, тем дольше астронавты будут подвергаться опасному уровню микрогравитации и высоким дозам радиации. В последний раз они будут приближаться к Марсу с нарушенным вестибулярным аппаратом, атрофированными мышцами, ослабленной иммунной системой и ослабленным зрением.
Затем им придется приземлиться в атмосфере, достаточно плотной, чтобы убить их, но слишком тонкой, чтобы ее можно было использовать в качестве тормоза для замедления их спуска на поверхность. Если им это удастся, они окажутся по другую сторону Солнца, и никто не сможет им помочь.
Сегодняшние ракеты питаются обычными двигателями внутреннего сгорания, которым для полета требуется значительное количество топлива на борту. В то время как химический двигатель мог бы доставить космический корабль на Марс, двигатель, работающий на ядерном реакторе, был бы гораздо более экономичным — нагревая замерзающий водород до высоких температур и используя выхлопные газы в качестве двигателя — и мог бы продолжать ускорять корабль во время его долгого путешествия. на Марс, сократив время путешествия.
По словам Корбисьеро, Национальная лаборатория Айдахо работает над улучшением контроля над скоростью двигателя, повышением его эффективности и контролем выделения тепла.
По словам Нельсона, сокращение времени в пути может уменьшить многие логистические препятствия и риски, которые в настоящее время обременяют миссию. НАСА также работает над радиационной защитой, позволяющей избежать использования тяжелых металлов, таких как сталь, и создания центробежной силы в космическом корабле, которая создаст искусственную гравитацию для экипажа.
«Очень сильное чувство срочности»
В Агентстве перспективных исследовательских проектов Министерства обороны (DARPA) в Арлингтоне, штат Вирджиния, Табита Додсон работает над возрождением проекта теплового ядерного двигателя, который начался в эпоху Аполлона, но остался на полке после того, как Соединенные Штаты отказались от пилотируемых космических полетов в 1970-х годах.
В интервью Додсон сравнил решение Вашингтона оставить эту технологию в упадке с директивой Пекина от 1525 года собрать китайский флот кораблей мирового класса и уничтожить их, отказавшись от военно-морской мощи для будущих поколений.
«Я чувствую очень сильное чувство безотлагательности», — сказал Додсон, менеджер программы ядерных тепловых ракетных двигателей в DARPA. «Это просто идеальный шторм поддержки, со всех сторон в различных правительственных учреждениях по всей стране – в Конгрессе и на президентском уровне – до такой степени, что я чувствую, что мы должны сделать это прямо сейчас, потому что мы можем упустить свой шанс. .»
Додсон заявила, что она «высоко уверена», что DARPA и ее главный частный отраслевой партнер, техасская компания Lockheed Martin, успешно продемонстрируют свою ракету, известную как DRACO, в 2027 году.
Но DRACO будет лишь первым космическим испытанием технологии ядерного движения на околоземной орбите. Корбизьеро объяснил, что его команда работает над развитием ожидаемого успеха DRACO, повышая эффективность топлива и масштаб скорости ядерной тепловой двигательной установки в рамках подготовки к более длительным миссиям.
Додсон и Корбизьеро признали, что работают над внутренним сроком достижения Марса к 2040 году, и выразили уверенность, что он может быть достигнут.
«С технологической точки зрения это, безусловно, в наших силах», — сказал Корбисьеро. «Это не то, что вам нужно изобретать новую физику или какой-то магический прорыв».
Высокопоставленный чиновник администрации президента Джо Байдена сказал Макклатчи, что поспешное продвижение этой технологии действительно является приоритетом Белого дома.
«Некоторые из этих основополагающих технологий очень важны для нас, чтобы осуществить пилотируемую миссию на Марс», — сказал высокопоставленный чиновник. «Мы знаем, что нам потребуется значительное время, чтобы разработать эту технологию на раннем этапе, потому что это долгосрочные потребности».
Джим Брайденстайн, администратор НАСА при бывшем президенте Дональде Трампе, сказал Макклатчи, что путешествие на Марс делает путешествие на Луну легким.
«Человечество в конечном итоге выйдет на поверхность Марса, и я думаю, что это будет исключительный момент», — добавил Брайденстайн. «Кто будет там первым? Я не знаю».
Китай работает над созданием ядерной силовой установки
Китайские чиновники, похоже, тоже работают над собственным проектом ядерной силовой установки.
В ноябре 2022 года на острове Хайнань, где Китай построил стартовую площадку для своих самых тяжелых ракет, У Вейжэнь, архитектор китайской лунной программы, провел презентацию, в которой представил планы Китая на будущие миссии, которые включали конструкции космических кораблей для размещения ядерных электрических двигателей, согласно данным к слайдам предложения, полученного МакКлатчи.
«Это имеет реальные технологические последствия, включая контроль над различными средами в космосе», — сказал Крис Карберри, генеральный директор и соучредитель Explore Mars, Inc. «И если они опережают нас на Марсе, они, вероятно, делают очень и ближе к Земле».
Китайские официальные лица хранят молчание о своих планах пилотируемой миссии на Марс. Но в 2021 году на конференции по освоению космоса в России топ-менеджер главного китайского производителя космических ракет-носителей заявил, что у Пекина есть план по отправке людей и созданию там базы в середине 2030-х годов.
Представители американской разведки и национальной безопасности сообщили Макклатчи, что космическая программа Китая развивается с поразительной скоростью и может ограничить свободу передвижения Соединенных Штатов в космосе к концу десятилетия.
«Марс — это цель на горизонте», — сказал Скотт Пейс, исполнительный секретарь Национального космического совета при Трампе. «Высадка на Марс — если они смогут это сделать — сыграет роль в представлении Китая как великой державы 21 века».
«Но иметь эту цель и достичь ее — это две разные вещи», — добавил он.
