Останнім часом новітніх ідей для двигунів для пересування в космосі з'являється все більше й більше. Окрім суперечок у ефективності між сонячними вітрилами та хімічним двигуном, є потенційний третій шлях – ядерний ракетний двигун. Про деякі варіанти таких двигунів ми писали тут. Інститут передових концепцій NASA (NASA Innovative Advanced Concepts, NIAC) надав грант компанії під назвою Positron Dynamics на розробку нового типу ракетного двигуна на осколках ядерного поділу (Fission fragment rocket engine, FFRE). Це могло б знайти баланс між потужністю хімічних двигунів і довговічністю сонячних вітрил.
Технологія FFRE сама по собі не є новою концепцією, але треба ще подолати величезні технічні перешкоди, перш ніж таку технологію можна вважати корисною. Її переваги, такі як високий питомий імпульс і надзвичайно висока щільність потужності, компенсуються її недоліками, такими як необхідність складної форми левітації плазми. Але це поки теоретично.
Positron Dynamics сподівається змінити цю рівновагу, використовуючи два окремих відкриття, зроблені в інших галузях досліджень. Першим новим підходом було б помістити матеріал, що розщеплюється, у надлегкий аерогель. Другий – це створення надпровідного магніту для утримання частинок ділення.
FFRE по суті використовують той самий ядерний процес, який живить енергогенеруючі атомні станції на Землі. Однак замість того, щоб виробляти лише електроенергію, вони також генерують тягу, причому дуже велику. Однак непрактично відправляти в космос цілий брусок уранового палива, такого як те, що використовується в реакторах поділу тут, на Землі.
Вбудовування самого палива в одну з найлегших речовин, відомих людині, вирішує цю проблему. Аерогелі — це надзвичайно повітряні матеріали, які виглядають ефірними, коли хтось їх тримає, як на головному зображенні вище. Вбудовування в них частинок палива для реакції поділу було б зручним способом утримувати паливо разом, дозволяючи загальній структурі бути достатньо легкою, щоб її можна було підняти на орбіту.
Однак структура самих аерогелів не допоможе утримати осколки поділу, якщо вони розпадуться. Щоб це зробити, знадобиться величезна зовнішня сила, якою може стати надпровідний магніт.
Надпровідні магніти зазвичай використовуються в експериментальних установках термоядерного синтезу, де вони використовуються для утримання плазми, необхідної для нагрівання термоядерного палива. А враховуючи весь інтерес до досліджень термоядерного синтезу останнім часом, потужним магнітам також приділяється додаткова увага дослідників.
Додавання таких магнітів до FFRE дозволить інженерам направляти осколки поділу в одному напрямку, фактично перетворюючи їх на вектор тяги. Це має додаткову перевагу, оскільки не дозволяє осколкам зруйнувати інші частини двигуна.
Але поки що все це теоретично, оскільки ще потрібно подолати багато перешкод і провести безліч тестів. Проте це саме те, для чого створена програма NIAC – фінансування проектів на ранніх стадіях і намагання їх висміяти. Хто знає, можливо, колись FFRE зможуть досягти тієї точки швидкості та економії палива, про яку мріють багато вчених-ракетників.
