Lockheed Martin создает ядерно-электрическую установку для космических кораблей
Компания Lockheed Martin разрабатывает космический корабль с ядерным реактором следующего поколения для программы Joint Emergent Technology Supply On-Orbital Nuclear (JETSON).
Поскольку все больше космических миссий выходят далеко за пределы внутренней части Солнечной системы, а продолжительность миссий простирается от нескольких лет до десятилетий, поиск способов обеспечения энергией и движением этих космических кораблей требует нестандартного мышления.
Химические ракеты и солнечные панели хорошо служат уже в течении более 60 лет, но миссии к Юпитеру — это почти предел их возможностей.
Любые миссии, выходящие за пределы орбиты Юпитера, должны полагаться на ту или иную форму ядерной энергии для работы своих систем, а химические ракеты в этом регионе могут приводить в движение космический корабль только за счет ограничения полезной нагрузки и использования сложных гравитационных маневров для достижения необходимой скорости.
Цель нового проекта JETSON — соединить ядерный реактор с электрическими двигателями Холла, используемыми на спутниках Lockheed LM2100.
В нынешнем виде космический аппарат JETSON состоит из реактора в корпусе зонда с веером радиаторов позади него. Отсюда выдвигается стрела, позволяющая держать электронику и двигатели Холла как можно дальше от источника радиоактивной энергии.
Реактор основан на демонстрации НАСА 2018 года «Реактора с использованием технологии Стирлинга» (KRUSTY, Kilopower Reactor Using Stirling Technology), в котором в качестве топлива используется твердолитая активная зона реактора из урана-235 диаметром 15 см с окружающим ее отражателем из оксида бериллия.
Один стержень из карбида бора запускает и останавливает реактор, а отражатель ловит вылетающие нейтроны и отражает их обратно в активную зону.
В целях безопасности реактор оставляют выключенным и не активируют, пока космический корабль не выйдет на безопасную орбиту.
После запуска тепло реактора используется для питания двигателей Стирлинга, которые работают путем сжатия и расширения газа в замкнутом цикле. Это производит до 20 кВт электроэнергии, что намного больше, чем дают нынешние солнечные панели космических аппаратов.
Это не только значительно продлит срок службы зондов в дальнем космосе, но и приведет в действие двигатели Холла, которые смогут медленно, но верно разогнать космический корабль до скоростей, достаточно больших, чтобы покинуть Солнечную систему или позволить зонду посетить широкий спектр потенциальных целей.