Ядерные двигатели на основе термоядерного синтеза могут заметно сократить время полётов по Солнечной системе. Британская компания Pulsar Fusion рассчитывает провести демонстрацию своей установки на орбите в 2027 году. Параллельно аналогичные проекты развивают Принстонский университет и американская Helicity Space, сообщает Live Science.
В марте Pulsar Fusion впервые получила «первую плазму» внутри термоядерного двигателя. Во время испытания на предприятии компании в Блетчли газ криптон на короткое время превратился в плазму, а электромагнитное поле удержало её в нужной области выхлопной системы. «Сложная работа теперь заключается в том, чтобы нагреть плазму до температур, близких к термоядерным», — заявил основатель и генеральный директор Pulsar Fusion Ричард Динан.
Термоядерный синтез возникает при объединении двух атомов в более тяжёлое ядро и сопровождается выделением энергии. На Солнце водород превращается в гелий при температуре около 15 млн градусов Цельсия. На Земле коммерческие реакторы пока не созданы: плазму необходимо удерживать при экстремальной температуре, а нынешний рекорд её стабильного поддержания составляет 22 минуты.
В космосе плазму предполагается не удерживать для выработки энергии, а выбрасывать из двигателя, создавая постоянную тягу. Такой принцип способен разогнать аппарат до сотен или даже тысяч миль в секунду. Однако установку нужно сделать достаточно компактной для размещения на ракете, обеспечить её топливом и мощными магнитами, которые не позволят плазме прожечь стенки.
Pulsar Fusion разрабатывает двигатель Sunbird с использованием дейтерия и гелия-3. Для поддержания реакции во время полёта к Марсу, по словам Динана, потребовалось бы всего несколько сотен граммов топлива, но для разгона до расчётных скоростей ракете понадобится от 10 до 20 метрических тонн дейтерия в качестве рабочего тела. Компания оценивает максимальную скорость своих аппаратов в 529 тыс. км/ч, что примерно в десять раз выше скорости Voyager 1, а перелёт к Марсу при этом может сократиться с девяти до примерно четырёх с половиной месяцев.
Принстонский физик Сэмюэл Коэн более 20 лет работает над проектом Direct Fusion Drive («прямой термоядерный двигатель») в рамках программы Starfire. Созданный его группой прототип разогревает плазму до 10 млн градусов Цельсия, хотя для синтеза дейтерия и гелия-3 требуется около миллиарда градусов. Helicity Space, привлекшая в 2023 году $5 млн, рассчитывает вывести свою импульсную систему Helicity Drive в космос в 2030-х годах, но специалисты предупреждают, что ещё предстоит решить проблемы устойчивости плазмы, материалов и уменьшения размеров установки.