Национална лаборатория Оук Ридж в САЩ създаде симулиран тестов реактор за разработка на двигатели, които могат да отведат астронавти до Марс и отвъд. Целта е технологията да бъде усъвършенствана в конкретни стъпки, за да се появи в завършен и готов за междупланетни пътувания вид.

Най-голямото препятствие пред изследването на Слънчевата система от хора (или дори от рояци свръхмодерни роботи) е липсата на подходящ начин за придвижване между небесните тела. Досега разчитаме на химически ракети. Те вършат работа, но още от първия германски V2 през 1944 г. тези двигатели работят почти на пределните си теоретични възможности. Прогресът оттогава е основно в оптимизация и олекотяването на ракетите.

Затова мисия до Марс с химически двигатели е на абсолютната граница на възможното. Например, за да се изведе един тон полезен товар в орбита са нужни около 16 тона гориво, а за да стигне до Луната — около 1000 тона гориво на всеки тон полезен товар.

Ето защо ракетата "Сатурн V" бе голяма колкото небостъргач, но капсулата, която се върна на Земята, беше с размерите на автомобил.

Човечеството обаче има технология за надскачане на този предел. Това е ядреният двигател.

Ядреният ракетен двигател представлява реактор, през който преминава водород като горивна маса, нагряван до около 3000 K (2727 °C). Това му дава почти два пъти по-голяма ефективност от химическите ракети.

Основните предизвикателства обаче са две:

• Как да се контролира огромната топлина, без двигателят да се разтопи.

• Как да се управлява компактен, силно радиоактивен реактор в космоса, където няма техници за ръчно обслужване. Освен това двигателят трябва да може да се включва, изключва и регулира.

Идеята за ядрени ракети датира още от 40-те години на миналия век. През 60-те НАСА тества проекти като NERVA, при които управлението ставаше с предварително програмирани скриптове — наподобяващи "машина за хляб". Това беше достатъчно за наземни тестове, но не и за реална мисия. Русия твърди, че има военна ракета с малък ядрен двигател. Но за него липсват подробности.

Национална лаборатория Оук Ридж има друг подход. Тестовата установка използва шест контролни барабана около симулиран реактор. Те са снабдени с ензкодери, резолвери и датчици за въртящ момент за точно отчитане на движенията. Двутечен поток от вода и въздух имитира преминаващия водород през реактора и турбопомпите. Включени са сензори за налягане, температура и дебит.

Всичко това се управлява от NVIDIA Jetson бордов компютър, който използва MQTT протокол за комуникация между хардуера и софтуера.

Използването на "фалшив" реактор е ключово — не само за безопасност, но и за да се тестват и оптимизират бързо различни дизайни, преди те да бъдат изградени прототипите.

"Нашият тестов стенд дава на инженерите възможност да изпробват системите за автономен контрол в безопасна и повторяема среда," казва Брандън Уилсън от Оук Ридж. "Това означава, че можем да решаваме проблемите тук, на Земята — преди астронавтите да разчитат на тези системи милиони километри от дома."

Надеждите на учените са този път програмата за ядрен ракетен двигател да се развие и да доведе до създаването на нов тип космически кораб за бързи и ефективни полети до други планети.