Астронавт придумав, як дістатися до марса за 39 днів

Відео: Росія вважає, що зможе долетіти до Марса за 45 днів Наука

На конференції NewSpace 2010 року колишній астронавт Франклін Чанг-Діас оголосив про те, що він уже домовився з НАСА про випробування в 2014 році свого прототипу магнітоплазмове реактивного двигуна VF-200 на МКС. Якщо придумана їм концепція виявиться успішною, це дозволить скоротити час перельоту на Марс до 39 днів.

Пілотованої місії на Марс належить вирішити величезну кількість проблем. Одна з найскладніших - тривалий час подорожі. За рік польоту до Червоної планети і ще один - назад космонавт ризикує отримати незворотні зміни організму. Космічне випромінювання, дистрофія м`язів, психологічні проблеми - все це є реальною загрозою людському життю, місії та самої ідеї міжпланетних перельотів. Поки біологи б`ються над проблемою на своєму полі бою, інженери пропонують очевидний вихід - створити швидкий корабель, який доставить людей з Землі на Марс і назад в найкоротші терміни. В даний час найшвидша траєкторія передбачає переліт до Марса за шість місяців. Колишній астронавт Франклін Чанг-Діас планує скоротити цей час до фантастичних 39 днів.

Його концепція передбачає використання магнітоплазмове реактивного двигуна зі змінним імпульсом (VASIMR) і ядерного бортового реактора потужністю 200 мегават.

VASIMR використовує пару радіоантен для іонізації і розігріву газів (наприклад, аргону) і прискорення реактивного струменя за допомогою силових ліній магнітного поля. На відміну від звичайних хімічних ракетних двигунів VASIMR розвиває меншу тягу. Однак у порівнянні з поширеним іонними ракетними двигунами він повинен володіти досить великим питомим імпульсом - до 30000 секунд - і швидкістю виділення реактивного струменя до 300 км / с. Двигун також здатний регулювати тягу, він порівняно конструктивно простий і компактний і використовує дуже високі рівні енергії, вимірювані мегаватами. Завдяки цьому VASIMR може забезпечити в десятки разів більшу тягу, за умови наявності відповідного джерела електроенергії. VASIMR також може безперервно працювати протягом декількох днів або тижнів і споживає мало палива, що дозволяє розігнати корабель до великих швидкостей, а потім так само загальмувати його. Це скорочує тривалість місії на Марс майже в п`ять разів.

Однак у концепції є і серйозні недоліки. Перш за все, це не дуже велика корисне навантаження, оскільки малий імпульс двигуна повільно розганяє масивний корабель. Чим важче корабель - тим довше місія. Ця проблема частково знімається тим, що політ триватиме не дуже довго, і космонавтам не буде потрібно багато повітря, води і їжі. Також можна зняти питання маси, заздалегідь розмістивши на орбіті Марса безпілотні вантажні кораблі, обладнані стикувальними вузлами, які зможуть забезпечити екіпаж всім необхідним для виконання місії.

Але найголовніше питання - це джерело енергії. Для швидкого переміщення по сонячній системі Чанг-Діас потрібно генератор потужністю не менше 200 МВт. Для порівняння: кожен з 4-х енергоблоків Ленінградської АЕС має потужність 1000 МВт. Природно, на сонячні батареї розраховувати не доводиться. Єдиний варіант - ядерний реактор. Однак найпотужніший космічний ядерний реактор ТОПАЗ в СРСР видавав 10 кіловат і мав показник питомої потужності (альфа) 100 кілограмів на кіловат. Свого часу НАСА для скасованої нині програми Prometheus хотіло отримати показник питомої потужності до 65 кг / кВт. І керівник цієї програми вважає, що навряд чи при сучасних технологіях можливий космічний реактор з показниками 20 кг / кВт. Однак VASIMR-у і кораблю марсіанської місії масою близько 600 тонн потрібна альфа 1 кг / кВт. Багато фахівців вважають це фантастикою. Треба відзначити, що у сучасних корабельних комерційних реакторів цей показник 54 кг / кВт. У атомних субмарин альфа краще - близько 45 кг / кВт. Але навіть ці технічно досконалі машини далекі від необхідного рівня технології VASIMR. При потужності 200 МВт космічний реактор повинен важити близько 4 тонн, в той час як найсучасніші реактори атомних субмарин схожої потужності важать близько або більше 10 тонн.

Відео: Марс - як вишня на відстані руки

Проте, Франклін Чанг-Діас не просто так взявся за випробування свого двигуна. Перспективи створення компактного реактора вельми хороші. У 2003 році студенти Массачусетського технологічного інституту запропонували проект компактного сольового ядерного реактора на швидких нейтронах з альфою менше 3 кг / кВт. Їх проектний зразок має потужність 4 Мвт, вага ядра - всього 185 кг, а розміри - 20X20X20 см.

Ще один цікавий варіант - це представлений на початку цього року проект мініреактора компанії Hyperion, масштабне виробництво якого почнеться в 2013 році. Це компактний реактор розміром 1,5х2,5 метра, потужністю 25МВт і альфою 2 кг / кВт.

Відео: Як довго летіти до Юпітера?

Також дуже перспективні для космосу торієві реактори Карло Руббіа. У них ядерна реакція запускається за допомогою прискорювача частинок, що робить реактор компактним, абсолютно безпечним і не вимагає важкого екранування. Широке впровадження цієї технології «заплановано» на 2025-2030 роки.

Таким чином Франклін Чанг-Діас чи не поквапилися, а лише передбачав розвиток технологій в області створення компактних ядерних джерел живлення. Об`єднання VASIMR з малогабаритним потужним ядерним реактором подарує людству всю сонячну систему і зробить подорож до найближчих планет таким же «буденним» заняттям, як польоти на орбіту Землі сьогодні.