Будут ли цвести яблони на Марсе?

Человечество веками мечтало о покорении космического пространства и полетах к звездам. Однако до недавних пор не было создано двигателей для космических аппаратов и самих ракет-носителей, которые донесли бы человека до ближайших звезд не за десятки тысяч лет, а хотя бы в течение его жизни.

Наверное, осуществить эту мечту помогли бы космические корабли с ядерными двигателями. И такой корабль начали разрабатывать в России. Проект получил амбициозное название «Зевс»! Корабль предназначался для полетов к Венере, Марсу, Юпитеру и планетам дальнего космоса.

К сожалению, в реализацию проекта вмешалась ковид, политика, события на Украине. Глава госкорпорации "Роскосмос" Дмитрий Рогозин заявил в конце мая о нехватке средств на разработку космического ядерного буксира "Зевс". Реализация этого проекта помогла бы совершить России рывок в ракетно-космической отрасли. Однако для этого «Роскосмосу» необходим 1 трлн. рублей и их негде взять, поскольку сейчас крупная сумма, принадлежащая Банку России, была арестована за рубежом.

Тем не менее польза от этого проекта есть. В России Государственным научным центром ФГУП «Центр Келдыша» уже разработана ядерная энергоустановка мегаваттного класса, которая сможет осуществить планы покорения звезд.

Как все начиналось.

Сергей Павлович Королев, один из основоположников отечественной космонавтики, давно мечтал о мощной силовой атомной установке для ракет. Не дремали и ученые на Западе, в частности в США. Ими в 1950—1960 годах был разработан «Орион» — проект пилотируемого реактивно-импульсного космического корабля («взрыволёт») для исследования межпланетного и межзвездного пространства, разрабатывавшийся в США.

Впервые идею «Ориона» предложили Станислав Улам и Корнелиус Эверетт в Лос-Аламосе в 1955 году. Их концепция заключалась в следующем: взрывы водородных бомб, выбрасываемых из корабля, вызывали испарение дисков, выбрасываемых вслед за бомбами. Расширяющаяся плазма толкала корабль. По проекту «Орион» проводились не только расчеты, но и натурные испытания. Это были летные испытания моделей, движимых химическими взрывчатыми веществами. Модели называли put-puts или hot rods. Несколько моделей было разрушено, но один 100-метровый полет в ноябре 1959-го был успешен и показал, что импульсный полет мог быть устойчивым.

Первоначально «Орион» предполагалось запускать с Земли, с атомного полигона Джекесс-Флетс, расположенного в Неваде. Аппарат должен был иметь форму пули для преодоления атмосферы Земли. Корабль устанавливался на восьми стартовых башнях высотой 75 метров для того, чтобы уберечь персонал от возможного взрыва ядерного устройства у поверхности Земли. При запуске каждую секунду должен был производиться один взрыв мощностью 0,1 кт (для сравнения: мощность бомб, сброшенных на Хиросиму и Нагасаки, была равной 20 кт, то есть в 200 раз мощнее). После выхода из атмосферы каждые десять секунд должна была взрываться одна 20-кт бомба. Основной целью проекта было создание корабля для исследования Солнечной системы. Проект «Орион» был закрыт в 1965 году.

Межзвездный зонд «Дедал».

Дальнейшим развитием идей, заложенных в основу «Ориона», можно считать межзвездный зонд «Дедал». Это был один из первых детальных технических проектов по созданию возможного непилотируемого межзвездного космического аппарата. Он проводился с 1973 по 1977 год группой из одиннадцати ученых и инженеров Британского межпланетного общества. Проект предусматривал строительство на орбите Юпитера мощного двухступенчатого беспилотного корабля с термоядерными двигателями.

По расчетам, «Дедал» должен был за 50 лет долететь до звезды Барнарда (одна из ближайших звезд), не тормозясь пройти мимо нее по пролетной траектории, собрать сведения о звезде и планетах и затем по радиоканалу передать результаты исследований на Землю. Реальной заслугой проекта «Дедал» явилось то, что он сломал стереотипное представление о звездолетах как о чем-то далеком и сверхфантастическом.

А в это время в Советском Союзе.

Мечты С. П. Королева о ядерном ракетном двигателе (ЯРД) начали осуществляться лишь за два года до запуска первого человека в космос. Именно тогда произошла определяющая во всех отношениях встреча «трех К», трех выдающихся ученых: Курчатова Игоря, «отца» нашей атомной бомбы, Келдыша Мстислава, главного теоретика космонавтики и математики, и Королева Сергея, главного конструктора ракет. Именно на этой встрече и было принято решение о создании атомного ракетного двигателя. И он был создан в короткое время.

Испытания реактора проводили в 1978—1981 годах на атомном полигоне в Семипалатинске, а самого двигателя — на стенде в Подмосковье, в Загорске. Всего было проведено более 250 испытаний двигателей, в результате которых был создан самый настоящий и работоспособный двигатель, отвечавший всем предъявленным требованиям. Но наступила перестройка, и проект отложили до лучших дней.

Новая жизнь ядерного двигателя.

Мощный импульс для создания ЯРД получили ученые в наши дни. Когда Дмитрий Медведев еще был президентом России, он заявил в одном из своих выступлений, что «космос является одним из приоритетов России». «Сворачивать здесь мы никуда не будем», — сказал он. Также он отметил, что необходимо «продолжить работу над новым проектом исследовательского центра имени М. В. Келдыша по созданию космического транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки».

Тогдашний генеральный директор этого центра академик А.З. Коротеев в свою очередь подтвердил информацию о том, что «эскизный проект космического корабля с ядерной энергоустановкой мегаваттного класса будет в ближайшее время создан на основе ядерной энергодвигательной установки».

В транспортно-энергетический модуль (ТЭМ) войдет газоохлаждаемый атомный ректор с турбомашинным преобразованием тепловой энергии в электрическую и высокоэффективные электроракетные двигатели. ТЭМ — это качественно новое космическое средство. Он сможет обеспечить длительные экспедиции в дальний космос, рост экономичности транспортных операций в 20 раз, рост электрической мощности в космосе более чем в 10 раз, эффективную межорбитальную транспортировку. Кстати, ТЭМ это один из основных блоков «Зевса»!

Также ТЭМ сможет осуществить эффективную реализацию экспедиций на другие небесные тела, например Луну или Марс, промышленное производство в космосе, создание эффективных систем очистки космоса от мусора, борьбу с астероидной опасностью.

Как заявил нынешний генеральный директор «Центра Келдыша» доктор технических наук Владимир Кошлаков, источник энергии такой установки — это ядерный реактор, который нагревает рабочее тело. Оно поступает на турбину, на одном валу с которой находится электрогенератор. Вращением турбины генерируется электрический ток, который необходим для обеспечения работы космического аппарата в целом и электроплазменных двигателей в частности.

Тяга электроплазменного двигателя — это движущая сила космического аппарата как транспортной системы. В качестве теплоносителя используется гелий-ксеноновая смесь. Его основное преимущество — химическая нейтральность по отношению к материалам. Ведь аппарат должен длительное время работать при запредельно высоких и низких температурах. Плюс ряд других теплофизических характеристик, которые позволяют создавать оптимально эффективный контур, снизить массу и габариты реактора, теплообменных агрегатов. И уже есть практические результаты.

Также в России завершились наземные испытания системы охлаждения космической ядерной энергодвигательной установки (ЯЭДУ) мегаваттного класса. Работы выполнены в полном объеме. Результаты соответствуют требованиям технического задания, говорится в акте приемки работ. Летный образец космического аппарата с ЯЭДУ в России планируется создать к 2025 году.

Закончить эту статью хочется словами песни, которая была популярна в свое время в СССР:

- Жить и верить — это замечательно!

Перед нами небывалые пути.

Утверждают космонавты и мечтатели,

Что на Марсе будут яблони цвести!

Что же, подождем немного, и может эта мечта всех советских людей и россиян осуществится!