О судьбе идеи ядерного ракетного двигателя для полётов в глубокий космос

США намерены превратить Луну и лунную орбиту в сферу своих военных интересов

Американское агентство оборонных исследований DARPA выделило в своём бюджете на 2021 год $158 млн. на космические программы и технологии, связанные с лунной программой, в том числе с созданием ракеты с ядерным двигателем для операций в глубоком космосе, а также между Землёй и Луной.

Заказчиком для создания ракеты с ядерным двигателем являются ВВС США. Это означает, что США собираются превратить Луну и лунную орбиту в сферу своих военных интересов. Американский военный портал Breaking Defense пишет о том, что эта программа является прикрытием военных амбиций Пентагона. Основой для работы двигателя DRACO-21 должен стать низкообогащённый уран-235 (от 5 до 20 процентов).

Разработки космической ракеты на ядерном двигателе США велись ещё в 1960-х годах в так называемой Зоне 25 (рядом со знаменитой Зоной 51) на полигоне в пустыне Невада. В 1961 году NASA совместно с Комиссией по атомной энергии разработало идею применения ядерных ракетных двигателей (ЯРД) для полётов в космос. Бывший конструктор гитлеровских ракет ФАУ Вернер фон Браун, ставший отцом американской космонавтики, рассчитывал, что благодаря ядерным двигателям первые пилотируемые миссии на Марс состоятся уже в 1980-х годах. Проект создания ЯРД для космических аппаратов был назван NERVA (Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application).

Советский и американский ЯРД

Почти все исследования по проекту NERVA проводились в Лос-Аламосской лаборатории. NASA планировало использовать ракету с ядерным двигателем для полёта к Марсу в 1978 году и к постоянной лунной базе в 1981 году. Ракеты с NERVAтакже предполагалось использовать как «буксиры» для снабжения нескольких космических станций на орбитах вокруг Земли и Луны. Эта ракета стала бы также атомной верхней ступенью ракеты «Сатурн», что позволило бы выводить на низкую околоземную орбиту до 154 тонн полезной нагрузки.

В ходе испытаний общее время работы ядерного двигателя составило 115 минут, было проведено 28 пусков. NASA заявило, что «ядерный двигатель подходит для применения космической техники и в состоянии работать с удельным импульсом в два раза большим, чем химическая система». Двигатель считался пригодным для полёта на Луну и на Марс.

Однако в конце 1960-х Америка погрузилась в глубокий политический кризис, и исследования глубокого космоса были отложены в долгий ящик. Администрация Ричарда Никсона сначала сократила, а затем прекратила финансирование работ по космической ракете с ядерным двигателем. Вместо ракет с ЯРД в США начали программу создания космических челноков.

Ограниченные возможности ракетных двигателей на химическом топливе стали ясны ещё в 1950-х годов, до начала первых космических полётов. Для дальнего космоса эти двигатели были малопригодны. Уже тогда были проведены исследования, которые показали, что космический аппарат с ядерным двигателем может добраться до Марса чуть более чем за месяц, до далекого Плутона всего за два месяца, до звезды Альфа Центавра за 12 лет, а до Эпсилона Эридана за 24,8 года. То есть ЯРД сделал бы возможным пилотируемые полёты к звездам, а полёты к планетам Солнечной системы стали бы обыденными.

Впервые идея использования ракет с ядерными двигателями была выдвинута в Советском Союзе. В 1955 году академик Мстислав Келдыш выступил с инициативой создания ракетного двигателя особой конструкции, в которой источником энергии выступал бы ядерный реактор. Проработку идеи поручили НИИ-1 Минавиапрома, а руководителем работ стал талантливый конструктор Виталий Иевлев. В кратчайшие сроки советские учёные предложили несколько вариантов перспективного ЯРД. В 1958 году постановлением Совмина СССР ответственными за разработку ЯРД были назначены М.В. Келдыш, И.В. Курчатов и С.П. Королёв. К работам были привлечены несколько десятков научных и проектных организаций. Планировалось участие и министерства обороны.

М. Келдыш, В. Иевлев, А. Александров, И. Курчатов

В августе 1978 года на Семипалатинском полигоне были проведены успешные испытания ЯРД. В их ходе реактор постепенно выводился на мощность 24, 33 и 42 МВт. В начале восьмидесятых годов состоялись испытания двух более мощных ЯРД. Они показывали мощность до 62-63 МВт.

Однако в середине 1980-х годов основные работы по тематике советского ЯРД были прекращены. Промышленность уже тогда могла начать разработку разгонного блока или иной ракетно-космической техники под ЯРД, получивший название РД0410, но началась горбачёвская «перестройка», поставившая крест на советской программе освоения дальнего космоса. К 1988 году все работы по теме космических ЯРД были свёрнуты.

К тому времени Конструкторское бюро химавтоматики в Воронеже уже успело изготовить полноценный двигатель РД0410, пригодный для установки на будущий разгонный блок космической ракеты-носителя. Однако этот перспективный ядерный двигатель остался невостребованным.

Современные технологические достижения дают возможность использовать обедненный уран, что гораздо безопасней.

С 2010 года в России начались работы над проектом «ядерной электродвигательной установки» (ЯЭДУ) мегаваттного класса для космических транспортных систем. Разработку вел московский Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники имени Н.А. Доллежаля (НИКИЭТ). На начало 2016 года было завершено эскизное проектирование, создана проектная документация, завершены испытания системы управления реактором, проведены испытания ТВЭЛ, корпуса реактора, полномасштабных макетов радиационной защиты реакторной установки, но эти достижения оказались напрасными. В сентябре 2015 года Роскосмос решил не тратиться на создание космических аппаратов с ядерной электродвигательной установкой. Запланированная опытно-конструкторская работа «Разработка и наземные испытания ключевых элементов и технологий ядерных энергодвигательных установок для межорбитального буксира и межпланетных космических аппаратов» (ОКР «ЯЭДУ») была вычеркнута из проекта Федеральной космической программы на 2016–2025 годы (ФКП-2025).

А ведь уже к 2017 году НИКИЭТ планировал построить реактор для будущего ядерного двигателя. Головной организацией по созданию самой энергодвигательной установки был ФГУП «Центр Келдыша». А транспортный модуль должна была строить РКК «Энергия».

Причина свёртывания программ исследования дальнего космоса, невозможных без создания ракет на ЯРД, известна. В 2015 году во главе Роскосмоса был поставлен «эффективный менеджер» Игорь Комаров, не имевший профильного образования. Через четыре года его сменил журналист Дмитрий Рогозин… Время было потеряно, и уже вскоре компания «рекламщика и пускателя пыли в глаза» Илона Маскадобилась более дешёвой (в сравнении с российскими ракетами) цены вывода на орбиту полезного груза, а SpaceX сделала больше гражданских пусков, чем Роскосмос.

Работы по созданию ЯРД всё же возобновлены, однако отставание от американцев не сократилось. В 2020 году Роскосмос планирует испытать лишь макет космического ядерного двигателя. Буксуют программы создания новых ракет-носителей, которые должны быть первыми ступенями космических кораблей, отправляющихся в глубокий космос.

Сейчас к разработке ядерных двигателей для космических полётов приступил Китай. В ноябре 2017 года Китайская корпорация аэрокосмической науки и техники(China Aerospace Science and Technology Corporation) опубликовала программу развития космической программы КНР на 2017-2045 годы, предусматривающую создание многоразового корабля, работающего на ядерном ракетном двигателе.

Так что с «эффективными менеджерами» Россия может отстать в стратегических программах военного космоса не только от Америки, но и от Китая.

ВЛАДИМИР ПРОХВАТИЛОВ