Новий ракетний двигун дозволить досягти швидкості 100 км/с

Американські дослідники з лабораторії Чарльза Старка Дрейпера представили революційну космічну технологію під назвою Тонкоплівковий ядерний ракетний двигун (TFINER), яка може кардинально змінити підходи до дослідження космосу. Інноваційна розробка дозволяє здійснювати агресивні космічні місії, які неможливі з використанням існуючих технологій.

Концепція нового двигуна базується на використанні тонких шарів енергетичних радіоізотопів для безпосереднього створення тяги. Напрямок випромінювання продуктів природного розпаду цих ізотопів змінюється за допомогою спеціального субстрату, що дозволяє прискорювати космічний апарат. Конструкція одноступеневого двигуна відзначається простотою і може генерувати зміни швидкості приблизно 100 кілометрів на секунду, використовуючи лише кілька кілограмів палива.

Дослідники зазначають, що більш досконалі архітектури двигуна потенційно можуть досягти швидкості понад 150 кілометрів на секунду. Ця характеристика робить TFINER надзвичайно перспективним для виконання завдань, які вимагають високих швидкостей та ефективності використання палива.

Нова рушійна система відкриває можливості для зустрічі з інтригуючими міжзоряними об'єктами, такими як Оумуамуа, які рухаються гіперболічними орбітами через нашу Сонячну систему. Особливою перевагою технології є здатність маневрувати в глибокому космосі для пошуку об'єктів з невизначеним місцезнаходженням.

Ці ж можливості дозволяють здійснити швидку подорож до сонячного гравітаційного фокуса для отримання зображень множини потенційно придатних для життя екзопланет. Обидва типи місій потребують рушійної системи поза межами Сонячної системи, продуктивність якої на порядок перевищує можливості існуючих технологій.

У рамках другої фази дослідження науковці планують продовжити розвиток TFINER та удосконалення конструкції місій. Програма спрямована на проведення експериментів з малими двигунами в найближчому майбутньому. Паралельно дослідники працюватимуть над шляхами виробництва ізотопів, які також можуть використовуватися для інших космічних досліджень та медичних застосувань.

Крім того, планується дослідження передових архітектур, таких як маневр Оберта з зануренням у сонячну атмосферу та гібридні підходи, що використовують сонячні вітрила поблизу Сонця для підвищення ефективності місій.

Технологія TFINER представляє собою принципово новий підхід до космічного руху, який може революціонізувати дослідження далекого космосу. На відміну від традиційних ракетних двигунів, які спалюють хімічне паливо або використовують електричну енергію, новий двигун безпосередньо перетворює енергію радіоактивного розпаду в рушійну силу.

Використання радіоізотопів як джерела енергії має кілька переваг. По-перше, радіоактивні матеріали мають надзвичайно високу енергетичну щільність, що дозволяє зберігати величезну кількість енергії в невеликому об'ємі. По-друге, процес радіоактивного розпаду відбувається постійно і не залежить від зовнішніх умов, що забезпечує стабільну роботу двигуна протягом тривалого часу.

Особливістю конструкції TFINER є спеціальний субстрат, який спрямовує продукти розпаду в потрібному напрямку. Це дозволяє ефективно перетворювати енергію розпаду в рушійну силу, створюючи тягу без необхідності в складних системах подачі палива або окислювача.

Простота конструкції одноступеневого варіанта двигуна є ще однією важливою перевагою. Відсутність рухомих частин та складних систем підвищує надійність і знижує ймовірність відмов під час тривалих космічних місій. Це особливо важливо для місій до міжзоряних об'єктів, де можливості ремонту або технічного обслуговування відсутні.

Здатність двигуна генерувати високі швидкості відкриває нові горизонти для космічних досліджень. Швидкість 100 кілометрів на секунду значно перевищує можливості сучасних космічних апаратів і дозволяє досягати віддалених об'єктів за значно коротший час. Це особливо важливо для дослідження міжзоряних об'єктів, які швидко проходять через Сонячну систему.

Можливість маневрування в глибокому космосі також відкриває нові стратегії для космічних місій. Традиційні космічні апарати зазвичай слідують заздалегідь розрахованими траєкторіями з мінімальними можливостями корекції. TFINER дозволяє активно шукати та переслідувати цілі з невизначеним місцезнаходженням.

Дослідження сонячного гравітаційного фокуса представляє особливий інтерес для астрономів. Ця область космосу, розташована на відстані понад 550 астрономічних одиниць від Сонця, може використовуватися як гігантська гравітаційна лінза для отримання детальних зображень екзопланет. Досягнення цієї області з використанням традиційних технологій потребувало б десятиліть, тоді як TFINER може значно скоротити час подорожі.

Розвиток технології виробництва ізотопів також має важливе значення для успіху проекту. Створення достатньої кількості високоякісних радіоізотопів потребує спеціалізованих виробничих потужностей та технологій. Дослідники планують розробити методи, які можуть використовуватися не лише для космічних застосувань, але й для медичних цілей.

Гібридні підходи, що поєднують TFINER з іншими технологіями, можуть ще більше підвищити ефективність космічних місій. Використання сонячних вітрил поблизу Сонця дозволяє отримати додатковий імпульс від сонячного випромінювання, а маневр Оберта з зануренням у сонячну атмосферу може забезпечити значний приріст швидкості.

Розробка TFINER представляє собою важливий крок у напрямку створення технологій для міжзоряних подорожей. Хоча повноцінні міжзоряні місії все ще залишаються викликом майбутнього, нова технологія наближає нас до можливості дослідження найближчих зоряних систем та пошуку життя поза межами Сонячної системи.