Три месяца до Марса: британцы придумали космический буксир на термоядерной тяге

Британский стартап Pulsar Fusion представил концепцию космического буксира Sunbird на термоядерной тяге. Небольшая ракета на линейном приводе прямого синтеза должна будет очень быстро доставлять грузы в пределах Солнечной системы. Испытания в космосе концепции двигателя на термоядерной тяге запланированы на 2027 год. При достаточном финансировании прототип буксира будет создан к 2030 году. Источник финансирования пока не определён.

Источник изображений: Pulsar Fusion

Сегодня все космические агентства и ряд компаний ведут разработки ракетных двигателей на ядерной тяге. Используя энергию ядерного деления (распада), предлагается либо вырабатывать электричество для питания ионных ракетных двигателей, либо испарять рабочее тело — например, воду — для создания реактивной тяги. В любом случае ядерные двигатели обеспечивают значительно более длительный цикл непрерывной работы с меньшими затратами топлива, чем ракеты на химическом топливе.

Термоядерные реакции синтеза выделяют в четыре раза больше энергии, чем реакции ядерного деления. Благодаря этому ракеты на термоядерной тяге смогут разгоняться до впечатляющих скоростей — до 800 000 км/ч, используя минимальное количество топлива. До Марса ракета с таким двигателем может добраться за два–три месяца, а путь к Сатурну или Юпитеру сократится до пары лет.

В своём видении будущего компания Pulsar Fusion представляет сеть заправочных станций в Солнечной системе, к которым время от времени будут причаливать термоядерные буксиры. Затем они будут захватывать обычные ракеты и перемещать их по системе. Ближе к месту назначения ракеты будут отцепляться от буксиров, запускать свои химические двигатели и завершать полёт самостоятельно.

Разработку концепции термоядерного буксира Sunbird финансирует Космическое агентство Великобритании. В этом году компания Pulsar Fusion намерена отправить в космос элементы будущей электроники для ракеты, чтобы убедиться в её работоспособности в условиях невесомости. Элементы привода прямого синтеза (DFD) планируется отправить в космос в 2027 году. Разработчик отмечает, что термоядерный синтез «естественен» для вакуума, тогда как для Земли — нет. В любом случае, в отличие от термоядерных реакторов на Земле, предназначенных для выработки электричества, термоядерный реактор в основе ракетного двигателя должен оказаться значительно проще.

Ракетный термоядерный двигатель не потребует длительного удержания плазмы — все продукты синтеза будут сразу же превращены в реактивную струю и покидать двигатель, создавая тягу. Это значительно упростит конструкцию двигателя, что всё ещё технически сложно для токамаков и стеллаторов. Кроме того, ракетный двигатель будет иметь линейную рабочую камеру, что упрощает конфигурацию магнитного поля для удержания плазмы на расстоянии от стенок камеры. Наконец, для работы термоядерного ракетного двигателя необязательно добиваться положительного энергетического выхода термоядерной реакции — любая реакция, даже с энергетическим дефицитом, может использоваться для создания тяги.

В качестве топлива компания Pulsar Fusion рассматривает использование дейтерия и гелия-3. В процессе синтеза будут возникать не нейтроны, как в случае реакций на термоядерных электростанциях на Земле, а протоны. Протоны позволяют создавать более мощную тягу, практически не образуя при этом радиоактивных отходов.