Агентство перспективних розробок армії США DARPA продовжує пошуки технологій, що дозволяють підвищити живучість і стійкість навколоземних військових супутників. Найбільш смілива пропозиція передбачає створення ядерної установки DRACO для супутників, за допомогою якої вони зможуть маневрувати і виходити з-під удару.
Нову програму DRACO (Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations) запустили близько року тому.
У вересні 2020-го DARPA підписало угоду з компанією Gryphon Technologies. Були складені загальні плани, а також визначені ключові вимоги і технології проекту. Крім того, почався пошук виконавців. Протягом кількох наступних років вона повинна буде надавати наукову і технологічну підтримку розробникам двигуна DRACO. Вартість укладеного контракту досягла 14 млн дол. У квітні цього року стали відомі плани на найближче майбутнє; також були укладені нові угоди з виконавцями робіт. У найближчі 18 місяців передбачається виконати проектні роботи, розділені на два напрямки – Track A і Track B. Метою перших є розробити новий ядерний ракетний двигун. В рамках паралельного проекту опрацюють вигляд космічного апарату під такий двигун, а також створять демонстратор технологій.
Виконавцем проекту Track A призначена компанія General Atomics; їй буде допомагати Gryphon Technologies. Розробку космічних апаратів доручили компаніям Lockheed Martin і Blue Origin. Всі учасники програми будуть постійно взаємодіяти один з одним і обмінюватися технічною інформацією.
У червні до DRACO приєдналася ще одна компанія – Ultra Safe Nuclear Technologies (USNC-Tech) зі складу Ultra Safe Nuclear Corporation (USNC). Її завданням стане допомога з розробкою обох «треків» в контексті безпеки рухової установки і супутніх систем.
Таким чином, визначено остаточний список учасників програми та розпочато реальні дослідні та конструкторські роботи. На них планують витратити кілька років і сотні мільйонів доларів. Перший політ демонстратора з двигуном запланований на 2025 рік. Як повідомлялося раніше, ракета-носій з хімічним двигуном виведе DS на орбіту, де і пройде перевірка установки.
Метою програми DRACO є створення ядерної установки типу NTP (Nuclear Thermal Propulsion). Архітектура і принцип роботи такого двигуна добре відомі, проте DARPA поки не публікувало технічне завдання і точні характеристики майбутнього виробу.
Ключовим елементом ядерного ракетного двигуна є ядерний реактор необхідної потужності. Як повідомляється, реактор буде використовувати уран з рівнем збагачення в межах 5-20%. Тепло від реактора буде використовуватися для нагріву робочого тіла, яким стане скраплений водень або інша речовина. Вона буде випаровуватися, отримувати додаткову енергію і спливати через сопло з високою швидкістю, чим забезпечить необхідну тягу.
Майор ВПС США Натан Греньє, менеджер програми DRACO DARPA, говорить, що NTP, який буде приводити в дію демонстраційний космічний корабель, є унікальним класом реакторів.
«Ця архітектура відрізняється від звичайних реакторів наземного використання, які безперервно циркулюють робочу рідину, таку як вода, через реактор для отримання тепла для обертання турбіни і вироблення електроенергії».
За словами Греньє, космічний корабель з живленням від NTP буде актуальним і для місій в далекому космосі, таких як експедиція НАСА, що доставляє людей на Марс, визнаючи, що «DARPA тісно координує свої дії з НАСА з моменту запуску програми DRACO».
Так, за підрахунками, ядерний ракетний двигун, який використовує водень, за загальними характеристиками і можливостям буде приблизно вдвічі ефективнішим і економнішим, ніж звичайний. Це дасть вигоду при розробці та експлуатації космічних кораблів. Зокрема, можна буде зменшувати баки для водневого «палива» і скорочувати загальну масу корабля.
Головною метою проекту DRACO є підвищення безпеки космічних апаратів військового призначення на низьких орбітах. Розвинені країни, що розглядаються в якості ймовірних противників США, мають або розробляють протисупутникові озброєння. Головним результатом проекту має стати універсальна ядерна установка, придатна для монтажу на космічні апарати різного призначення. З її допомогою пропонується виводити супутники з-під удару протисупутникових ракет або апаратів-перехоплювачів.
Принцип такого захисту наступний: при виявленні атаки ядерний двигун повинен буде швидко перевести апарат на іншу орбіту, в т.ч. більш високу, за межами досяжності зброї противника. Після зникнення загрози DRACO зможе повернути апарат на попередню орбіту. За певних умов такі маневри можна буд здійснювати неодноразово.
Раптова зміна параметрів орбіти цілі, як мінімум, знизить ефективність зброї для ураження супутників. Противнику доведеться запускати нові засоби перехоплення, успішне застосування яких теж не гарантовано. Також DRACO зможе піднімати супутник вище рубежу перехоплення – це зробить будь-які ракети і бойові космічні апарати безсилими.
Втім, отримання таких можливостей пов’язане з цілим рядом труднощів різного роду. По перше, слід враховувати, що двигуни типу NTP, придатні для інтеграції в ракетно-космічну техніку, поки існують тільки на теоретичному рівні. Компаніям General Atomics, Gryphon Tech., USNC-Tech і ін. ще тільки належить знайти всі необхідні технології і створити повноцінний працюючий зразок.
Слід зазначити, що DARPA проявляє певний оптимізм і планує провести перший орбітальний політ виробу вже в 2025 році. Це може вказувати на проведення і успішне завершення частини науково-дослідних робіт. За їх результатами почнеться розробка повноцінного проекту. При всій складності поставлених завдань, у учасників програми все ще залишається достатньо часу до зазначених термінів.
Розробку двигуна ведуть в умовах аростаючого інтересах протистояння з Китаєм. Американські військові та оглядачі не приховують цього.
“На слуханнях в Конгресі на цьому тижні командувач Космічного командування США генерал Джеймс Дікінсон засвідчив, що Пекін активно прагне до «переваги у космосі за допомогою космічних систем нападу». Він також розкрив американські розвідувальні дані про експериментальний китайський супутник Shijian-17, який має роботизований маніпулятор. Це може бути використано в майбутній системі боротьби з іншими супутниками. Китай також працює над ядерними тепловими руховими установками (NTP) для космічних кораблів” – повідомляло видання Forbes.
У віддаленому майбутньому напрацювання по DRACO можуть знайти застосування в різних сферах ракетно-космічної галузі, де потрібні компактні та економічні рухові установки. Однак подібні перспективи цілого напряму прямо залежать від результатів нинішнього проекту. Якщо воно не влаштує військових і конгресменів, не варто дивуватися, що громадянська космонавтика теж відмовиться від ядерних двигунів.
Андрій Артюх, “НОВА – новини ветеранів: інформаційний портал для учасників АТО/ООС”