Дослідження в MIT демонструє, як ядерний тепловий рушій може стати ключовою технологією для скорочення польотів людини до Марса.
Магістрант MIT Тейлор Хемпсон працює над розвитком ядерного теплового рушія в межах ініціативи, підтриманої NASA. Він поєднує знання з аерокосмічної та ядерної інженерії. Його науковий шлях сформувався завдяки навчанню в Georgia Tech і практиці в космічних компаніях. Саме MIT, за його словами, запропонував унікальне середовище для таких досліджень.
Робота Хемпсона зосереджена на «моделюванні повної системи ядерного теплового двигуна». Дослідження він проводить під керівництвом Коруша Ширвана, який співпрацює з NASA. Метою є аналіз поведінки всієї рушійної установки. Це включає паливні елементи, баки та насосні системи.
Ядерний тепловий рушій використовує ядерну енергію для нагрівання водню. Нагріте паливо виштовхується через сопло, створюючи тягу. На відміну від хімічних ракет, NTP має «удвічі більший питомий імпульс». Це означає вищу ефективність при тій самій тязі.
Перевага такої технології полягає у скороченні часу польоту. Менший час у дорозі знижує ризики, пов’язані з мікрогравітацією та космічним випромінюванням. Саме ці чинники є одними з головних загроз для астронавтів. Тому NTP розглядається як стратегічне рішення для марсіанських місій.
Для аналізу системи Хемпсон застосовує спрощену «одновимірну модель». Вона поєднує термодинамічні та нейтронні процеси. Такий підхід дозволяє швидко оцінювати різні конфігурації. Особливу складність становлять фази запуску та зупинки двигуна.
«Ядерний двигун може забезпечити значно вищу ефективність, але його вартість залишається перешкодою», — зазначає Хемпсон. Раніше не існувало місій, які б виправдовували ці витрати. Проте плани NASA щодо польоту на Марс у 2030-х роках змінюють ситуацію. Саме вони можуть дати технології друге життя.
За оцінками, хімічні ракети потребують до восьми місяців для польоту до Марса. Ініціативи з NTP обіцяють скоротити цей час майже вдвічі. Водночас, як підкреслює дослідник, «у галузі залишається багато невирішених проблем». Таким чином, ядерний тепловий рушій перебуває на етапі інтенсивного наукового становлення.