Термоядерна тяга, яка ще недавно залишалася переважно концепцією, наближається до перших орбітальних випробувань. Розробники розраховують, що такі двигуни дозволять космічним апаратам набирати значно більшу швидкість, скоротять тривалість далеких місій і потребуватимуть набагато менше палива.
Принцип роботи такої системи базується на термоядерному синтезі, під час якого два легкі атоми зливаються у важчий і виділяють велику кількість енергії. На Землі одна з головних складностей полягає в утриманні надзвичайно гарячої плазми, тоді як у космічному двигуні її можна спрямовувати через сопло для створення реактивної тяги.
Постійна тяга теоретично дозволить апарату поступово розганятися до сотень кілометрів за секунду. Це може суттєво скоротити час польотів і водночас зменшити частку маси корабля, яку сьогодні доводиться відводити під хімічне паливо.
Генеральний директор і співзасновник Helicity Space Стефан Лінтнер вважає, що впродовж найближчого десятиліття підхід до космічних польотів може сильно змінитися. За його словами, якщо розвиток технології продовжиться нинішніми темпами, термоядерна тяга здатна вплинути на всю архітектуру майбутніх місій.
Професорка аеронавтики та астронавтики Вашингтонського університету Бгувана Шрінівасан зазначає, що термоядерний двигун одночасно має і складніші, і простіші аспекти порівняно з наземними енергетичними установками. У космосі розробникам не потрібно так само довго утримувати плазму всередині реактора, якщо вона використовується безпосередньо для створення тяги.
Однією з компаній, що працюють над практичним застосуванням цієї технології, є британський стартап Pulsar Fusion. Компанія вже повідомила про отримання «першої плазми» всередині тестового двигуна Sunbird, де її утримували за допомогою електромагнітного поля.
Для створення реактивної тяги розробники планують використовувати гелій-3 і дейтерій. Засновник Pulsar Fusion Річард Дінан стверджує, що для польоту до Марса знадобляться лише кілька грамів основного термоядерного палива та приблизно 10–20 тонн дейтерію як робочої речовини.
За розрахунками компанії, апарат із такою силовою установкою потенційно зможе розвивати швидкість до 529 тисяч км/год. Дінан вважає, що термоядерні двигуни можуть з’явитися в космічних місіях відносно швидко, оскільки попит на швидші перельоти вже існує.
Перші важливі випробування можуть відбутися вже найближчими роками. Pulsar Fusion планує провести демонстрацію свого термоядерного двигуна на орбіті у 2027 році.
Helicity Space працює над власною системою Helicity Drive, яка має створювати тягу за допомогою імпульсів плазми. Компанія розраховує перейти до випробувань прототипу у 2030-х роках і досягти позитивного енергетичного балансу.
Паралельно NASA розвиває інший напрям ядерної космічної тяги. У 2028 році агентство планує працювати над апаратом SR-1 Freedom, який використовуватиме не термоядерний синтез, а ядерне розщеплення.
Такий підхід також може перевершити традиційні хімічні двигуни за ефективністю, однак за наведеними оцінками він поступатиметься перспективним термоядерним системам за потенційною швидкістю. Саме тому стартапи роблять ставку на синтез як на технологію для значно дальших і швидших польотів.
Одним із можливих напрямів застосування називають місії до віддалених об’єктів Сонячної системи. Сьогодні переліт до карликової планети Седна з використанням хімічного палива разом із підготовкою місії може тривати близько 30 років.
За розрахунками розробників, термоядерна силова установка потенційно могла б скоротити такий шлях приблизно до десяти років.
🌟 Читайте «Експерт» у своєму смартфоні — додайте нас в Google Discover