Агентство перспективных разработок DARPA совместно с рядом сторонних организаций начинает предварительное проектирование по программе DRACO. Ее целью является создание перспективного космического корабля с ядерным ракетным двигателем. При помощи такой техники армия сможет получить принципиально новые возможности логистического и иного характера.
Новые задачи
В настоящее время Пентагон прорабатывает концепцию «быстрого маневра в пространстве между Землей и Луной». Предлагаются комплексы и системы разного назначения, способные быстро выводить на орбиту необходимую нагрузку и решать те или иные возникающие задачи. При этом предъявляются особые требования к характеристикам ракеты-носителя и корабля с полезной нагрузкой. Именно последний предлагается разработать в рамках новой программы.
Программа получила название DRACO – Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations («Демонстрационная ракета для гибких операций в пределах орбиты Луны»). Как следует из такого названия, пока речь идет о ракетно-космическом комплексе-демонстраторе технологий. Первый старт ракеты и корабля нового типа собираются провести не позднее 2025 г.
Ключевым вопросом программы DARPA является выбор двигательной установки. В DARPA считают, что современные химические и перспективные электрические ракетные двигатели имеют невыгодное соотношение ключевых характеристик, и потому не вполне подходят для использования в «быстром маневре».
Выходом из такой ситуации должен стать ядерный ракетный двигатель (ЯРД), обозначенный как Nuclear Thermal Propulsion (NTP). Специально для DRACO предлагается разработать такой двигатель с заданным уровнем характеристик. Предполагается, что ЯРД с высокой удельной мощностью и высокой экономичностью даст кораблю необходимые характеристики.
В несколько этапов
Поиск будущих участников проекта начался в прошлом году. Сообщалось о скором подписании контрактов с крупными организациями, имеющими большой опыт в ракетно-космической сфере. Не исключалось возможность привлечения небольших организаций с необходимыми компетенциями. Недавно процесс поиска завершился подписанием контрактов с подрядчиками.
12 апреля агентство DARPA сообщило о старте проектных работ DRACO и о выборе подрядчиков. Разработкой новых технологий и агрегатов займутся компании General Atomics, Gryphon Technologies, Blue Origins и Lockheed Martin. Перед ними ставятся задачи разного рода, в т.ч. достаточно сложные.
Ранее уже сообщалось, что программа DRACO будет разделена на несколько этапов, каждый из которых будет решать свои задачи. Первый из них, стартующий прямо сейчас, продлится 18 месяцев и завершится осенью следующего года.
Его разделяют на два основных направления, в ходе которых будут решаться свои задачи разного рода. Целью проекта «Track A» является создание определение общего облика двигательной установки на основе NTP и последующая разработка эскизного проекта. Подрядчиком по «Треку «А» становится компания General Atomics. Разработкой основных компонентов реактора займется компания Gryphon Technologies.
Blue Origin и Lockheed Martin будут параллельно работать на направлении «Track B». Им предстоит разработать два проекта космических кораблей. Первым следует выполнить т.н. демонстрационный образец Demonstration System (DS), предназначенный для испытаний. Затем на его основе создадут изделие Operational System (OS), предназначенное для полноценной эксплуатации.
Отмечается, что проекты DS и OS не являются основными составляющими программы. Основное внимание в ближайшее время будет уделяться ядерной двигательной установке NTP. Необходимо найти необходимые технологии и сформировать основные особенности ее конструкции. Также DARPA и подрядчикам предстоит проработать вопросы безопасности.
DARPA уже анонсирует следующие этапы программы, но обходится без излишних подробностей. К следующей осени будет сформирован облик ракетно-космической системы, после чего стартует разработка полноценного проекта. Первый старт запланирован на 2025 г. По очевидным причинам, разработчики DRACO пока не могут раскрыть все технические аспекты проекта.
Перспективные технологии
Доступные данные о проекте DRACO позволяют представить, какой будет новая американская ракетно-космическая система – и почему она представляет большой интерес для Пентагона в лице DARPA. Такая система будет включать ракету-носитель, вероятно, одного из существующих типов и особый космический корабль новой разработки.
Один из концептов космического корабля с ядерным двигателем
Для взлета и выхода на расчетную орбиту DRACO будет использовать «традиционную» ракету-носитель с ЖРД на химическом топливе. Несмотря на все преимущества и меры предосторожности, ЯРД слишком опасен для использования в пределах земной атмосферы. Корабль сможет запускать собственный двигатель только в космическом пространстве.
Компания Gryphon Technologies предлагает современную конструкцию ЯРД, основанную на известной концепции двигателя с газообразным рабочим телом. В таком двигателе водород должен поступать в активную зону, принимать тепловую энергию и выходить через сопло, создавая тягу. Этот принцип уже использовался в экспериментальных проектах прошлого, а в новом проекте планируется использовать современные решения в области конструкций и технологий.
За счет применения ЯРД планируется получить несколько основных преимуществ. Ядерный двигатель значительно компактнее и легче жидкостной установки с теми же показателями тяги, а также не нуждается в крупных баках для топлива и окислителя. Использование энергии атома обеспечивает значительные преимущества во всех основных характеристиках. Впрочем, ЯРД сложен и дорог в производстве, а его использование связано с рядом важных ограничений. Авария с разрушением активной зоны грозит самыми серьезными последствиями.
Вопросы будущего
DARPA и Пентагон указывают, что ракетно-космическая система DRACO будет использоваться для различных операций в пространстве в пределах орбиты Луны. От существующих космических аппаратов DRACO будет отличаться большей гибкостью и эффективностью применения. При этом американские военные не называют конкретные задачи, которые будут стоять перед такой системой.
Возможно, список будущих обязанностей нового корабля с ЯРД еще не определен, и задачи для него будут искать на следующих этапах программы. Однако нельзя исключать, что в Пентагоне уже имеют самые серьезные планы на эту разработку, но не считают нужным раскрывать их.
Интерес к системам с ЯРД проявляют и в NASA – они могут быть полезными для невоенного освоения космоса. Предполагается, что система по типу DRACO упростит проведение научных миссий, таких как полеты к Луне или к Марсу. В последнем случае, по расчетам, ядерный двигатель позволит сократить продолжительность полета вдвое.
Впрочем, Пентагону и НАСА пока рано планировать практическое использование перспективной ракетно-космической системы. В ближайшие годы DARPA и команда организаций-подрядчиков сосредоточатся на создании теоретической и технологической базы, а также на проектировании новых изделий. Если программа DRACO не столкнется с серьезными проблемами, то первый испытательный полет удастся провести в 2025 г. – и только к этому времени будут понятны реальные перспективы проекта в его существующем виде.