Такова схема двигателя так называемой открытой тяги. Она может быть очень эффективна в открытом космосе. Однако для использования в пределах Земли и околоземном пространстве она вряд ли пригодна. И вот почему.
Прежде всего, ЯРД открытой тяги выбрасывает из сопла газ, сильно загрязненный радиацией. И это создает большие сложности уже в процессе наземной отработки подобных двигателей на стендах — нужно думать, как защитить от радиации обслуживающий персонал. Поэтому на практике, наверное, будут использовать ядерные двигатели, работающие по закрытой схеме. В них тот же разогретый водород первичного контура может быть использован для нагрева теплоносителя во вторичном контуре. А уж тот используется для выработки электроэнергии или для нагрева рабочего тела в ракетном двигателе, скажем, электроплазменного типа. Такая схема несколько сложнее, зато и радиоактивной «грязи» от нее значительно меньше.
Разработка электроплазменных двигателей уже ведется, и вполне успешно. За разработку таких двигателей для коррекции и стабилизации орбиты группа сотрудников Центра имени Келдыша, КБ «Факел», НПО прикладной механики, МАИ и некоторых других организаций недавно была удостоена Государственной премии.
Движущая сила здесь возникает следующим образом. В рабочей камере такого двигателя, между анодом и катодом, прикладывается высокое напряжение. И получающийся при этом поток ионов, управляемый магнитным полем, с силой выбрасывается через сопло. Главным преимуществом электроплазменных двигателей является их куда более высокая тяговая эффективность. Скажем, в свое время «Фау-2» — первая ракета, которая практически пошла в дело, — имела двигатель, удельная тяга которого была лишь вдвое меньше, чем у многих нынешних ракет. Между тем, их двигатели уж близко подошли к теоретическому пределу для жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). Современные же электроплазменные двигатели создают удельную тягу в 5–6 раз большую. А это очень важно, если учесть, что каждый килограмм груза, выведенного на орбиту, обходится в 20–40 тыс. долларов США.
А поскольку в ЯРД электроэнергию для работы будет давать атомный реактор, не требующий больших запасов топлива, то использование подобных систем намного выгоднее, чем нынешних ЖРД. Это, кстати, уже проверено на практике в ходе экспериментов с ядерными установками типа «Топаз», которые работали в 1987 году на спутниках «Космос-1818» и «Космос-1867».
Позже наши ученые и конструкторы разработали проекты ядерных энергетических установок (ЯЭУ) второго и третьего поколений с электрической мощностью до 100 киловатт и ресурсом работы в 5–7 лет. Эти конструкции опережают лучшие зарубежные проекты, по крайней мере, на десятилетие.
На стендах заводского музея представлены прототипы электроплазменных двигателей.
Кстати, по мнению экспертов, маленький реактор, разработку которого заказало НАСА, будет пригоден для отправки к другим планетам автоматов, но не годится в качестве ядерного ракетного двигателя при организации марсианской пилотируемой экспедиции. Эту проблему, видимо, придется решать общими усилиями специалистов всего мира.
Об этом вице-президент Российского научного центра «Курчатовский институт», академик РАН, председатель научного совета по атомной энергетике Академии наук Н. Пономарев-Степной, руководитель Ракетно-космической корпорации «Энергия» академик В. Семенов и директор Исследовательского центра имени М.В. Келдыша академик А. Коротеев написали в своем письме директору NASA Шону О’Кифу.
И судя по первой реакции, американские специалисты прекрасно понимают, какой выигрыш сулит объединение усилий. В этом случае проект отправки первой международной экспедиции на Марс вполне может стать реальным уже к 2016 году…
Владимир БЕЛОВ, Станислав ЗИГУНЕНКО
ДОСЬЕ ЭРУДИТА
Ищут ген… землетрясений
Известно, что птицы и животные начинают беспокоиться перед грядущим несчастьем. Скажем, в китайском городе Найчэн собаки завыли, кошки стали проситься на улицу, а птицы тревожно заметались между деревьями за несколько дней до начала сильнейшего землетрясения. Их поведение настолько поразило специалистов, что они предложили эвакуировать жителей. И когда грянула стихия, от ее ударов пострадали лишь несколько человек, не поверивших «живым приборам» и не покинувших город.
Этот успешный прогноз, сделанный в 1975 году, убедил было специалистов, что животные могут послужить своеобразными «сейсмографами», на показания которых можно положиться. Однако год спустя сильнейшее землетрясение внезапно уничтожило соседний город Тайшань. Погибло не только 650 тыс. человек, но и несчетное количество животных, не почувствовавших беды.