Революция сверху
Во время создания NASA в начале 1960-х годов перед агентством была поставлена неформальная, но всем понятная стратегическая цель: сделать так, чтоб никто в мире не смел сомневаться в американском технологическом лидерстве. Поэтому космические миссии той эпохи поражали амбициями и не нуждались в комментариях, чтобы понять их значимость, — посадки на Луну и на Марс, полеты к Юпитеру и Нептуну говорили сами за себя. Та эпоха закончилась, и задача поражать воображение, казалось, ушла в списке приоритетов агентства куда-то вниз.
Вечером 24 марта глава NASA Джаред Айзекман, который считается американскими космическими энтузиастами мессией, объявил о революции, а мир будто бы вернулся в прежнюю эпоху.
«До конца 2028 года NASA запустит Space Reactor-1 Freedom (Космический реактор-1 «Свобода»), первый межпланетный космический аппарат с ядерным источником энергии, который продемонстрирует технологию полетов с помощью ядерного электрического ракетного двигателя», — говорится в анонсе агентства.
Одновременно с этим NASA отказалось от строительства окололунной станции Gateway и опубликовало новый план по строительству базы на поверхности Луны, который состоит из трех этапов. В начале планируется испытать все необходимые для базы технологии в ходе множества небольших миссий, затем построить временно обитаемый лагерь, и лишь затем обеспечить постоянное присутствие человека на Луне, когда все технологии будут окончательно готовы.
Кроме того, Айзекман сделал немыслимую для крупного чиновника вещь. Он опубликовал открытое письмо ко всем сотрудникам NASA, в котором от собственного имени подтвердил все то, в чем критики обвиняли агентство десятилетиями. Он написал, что годами деньги налогоплательщиков шли на ерунду, на очередного журавля в небе. «Десятки миллиардов ушли в никуда, время потеряно, а исследования и открытия под ударом. Мир уже заждался увидеть новостные заголовки, породить которые может только NASA. Настало время наконец сосредоточиться и исполнить это», — заявил он.
В связи этим, в рамках национальной космической политики администрации Трампа, глава агентства объявил о «Зажигании» — новом революционном начале, которое должно трансформировать и оживить NASA. И ядерный космический аппарат «Свобода» — первый конкретный шаг в этом направлении.
Марсианская «Свобода»
Ядерные ракетные космические двигатели делятся на два принципиально разных типа. Первый — это тепловые. В них энергия деления урана или плутония используется для разогрева топлива, которое выбрасывается из сопла под давлением и создает тягу. Второй — это электрические. В этом случае в космос выводится миниатюрная ядерная электростанция, которая питает электрические ракетные двигатели — ионные или плазменные.
SR-1 Freedom относится ко второму типу. Пока неизвестно, отражают ли опубликованные иллюстрации точный технический облик аппарата или являются художественной фантазией на тему. Однако если верить презентации, то ядерный марсианский корабль будет построен вокруг длинной ферменной (решетчатой) конструкции, похожей на радиовышку или опору ЛЭП. Кроме того, представленный на видео аппарат внешне почти неотличим от другого, описанного в статье от 2022 года.
Впереди ферменной конструкции будет размещен сам миниатюрный ядерный реактор, мощностью около 20 киловатт. Пригодный для использования в космосе ядерный реактор Kilopower был разработан в США уже почти 10 лет назад, но конструкция SR-1 будет отличаться от него. Например, в последнем планируют использовать уран низкого обогащения и экранирование из карбида бора.
Другой будет и система преобразования тепловой энергии в электричество, расположенная за реактором и прикрытая экраном. Генератор на корабле будет использовать цикл Брайтона. В нем рабочее тело — углекислый газ или гелий-ксеноновая смесь, или другой газ — нагревается от реактора и под давлением подается в турбину. Турбина используется для вращения электрогенератора, а газ после турбины попадает в рекуператор, а не выбрасывается наружу. Вместо этого он охлаждается от радиатора с помощью системы трубок и теплообменников, после чего вновь подается в реактор для нагрева.
Титановые радиаторы, без которых система не будет работать, расположены на другом конце мачты, ближе к ее хвосту, и выглядят как крылья или ракетные стабилизаторы. Чем больше их площадь, тем более эффективно они будут охлаждаться за счет излучения в космос инфракрасных лучей.
За радиаторами расположен двигательный модуль, позаимствованный у отмененной станции Gateway. На нем размещены ионные двигатели, отличающиеся малой тягой, но крайне эффективным расходом топлива. Их пиковая мощность может достигать 48 киловатт, и они будут разгонять корабль к Марсу долгие недели и месяцы.
Пролетая вблизи Марса, SR-1 Freedom сбросит на планету капсулу с тремя вертолетами, построенными по образцу уже испытанного на Марсе Ingenuity. В ходи этой миссии, получившей имя Skyfall, они будут совершать по планете короткие перелеты, останавливаясь для зарядки батарей от солнца, и постепенно картографировать поверхность. Особенно важным будет наличие на их борту радаров, способных сканировать грунт и обнаруживать в нем присутствие воды.
Революция или нет?
Безусловно, отправка к Марсу космического аппарата с ядерным двигателем будет считаться прорывом. Никто никогда не делал этого ранее, и атомная тяга в космосе так и оставалась недостижимой мечтой энтузиастов.
Однако пока практической пользы от присутствия на борту ядерного реактора не будет, и представители NASA не пытаются скрыть этот факт. Время в пути до планеты будет таким же или даже более долгим, чем у обычных миссий. Связано это с тем, что ионные ракетные двигатели имеют малую тягу, зато потребляют огромную мощность. Увеличить тягу при той же мощности можно было бы за счет куда менее эффективного расхода топлива (разгонять его до меньших скоростей), но тогда исчезнет главное преимущество таких двигателей.
Более того, вызывает вопросы и использование ядерного реактора. Точные характеристики SR-1 Freedom пока не известны, но в целом считается, что в районе орбиты как Земли, так и Марса, солнечные панели генерируют гораздо большую мощность на килограмм массы, чем атомная электростанция.
Все это, впрочем, не сюрприз ни для инженеров, ни для чиновников NASA. Они прямо заявляют, что настоящая цель проекта — создать прецедент, получить опыт использования ядерной тяги в космосе и подготовиться к миссиям за пределами орбиты Юпитера, где солнечные панели теряют эффективность.
Пока неясно, как именно SR-1 Freedom окажется на орбите. Аппарат выглядит слишком большим, чтобы поместиться под обтекателем существующих ракет-носителей. Вероятно, мачту можно сделать складной, либо же аппарат планируют собирать на орбите по частям, по многопусковой схеме. Это — технический вызов сам по себе, и отработка этой технологии на практике позволила бы создать бесценный задел на далекое будущее.
К основной номинальной полезной нагрузке миссии — трем вертолетам — вопросов быть не может. Летающие дроны, способные покрыть сенсорами огромный участок марсианской поверхности, станут подарком для ученых, у которого нет никаких минусов и подводных камней. К тому же, по сравнению с SR-1 Freedom они ничего не стоят.
Таким образом, вступивший в должность в конце 2025 года Айзекман начал делать то, что все от него ждали. Он давно был известен как миллиардер, содержащий огромный частный парк истребителей и одержимый мечтой об исследовании космоса. Айзекман связан с Илоном Маском и получил опыт космических полетов, став командиром двух частных пилотируемых миссий SpaceX. При этом считается уважаемой и самостоятельной фигурой со своим видением развития космической сферы, и его он только что начал реализовывать.
SR-1 Freedom — это возрожденная американская мечта второй половины XX века. Если новой администрации NASA удастся ее реализовать, это вернет уже начавшую угасать веру в американское лидерство. Есть ли на это ответы у других стран, включая Россию и Китай, — пока неясно.