Vuelo de una nave espacial con motor DRACO presentado por un artista de DARPA
La Agencia de Desarrollo Avanzado DARPA continúa buscando tecnologías para aumentar la capacidad de supervivencia y la estabilidad del grupo orbital militar. La propuesta más ambiciosa en este ámbito pasa por la creación de un sistema de propulsión nuclear DRACO para satélites, con el que puedan maniobrar y escapar de los ataques. Este concepto parece muy interesante, pero tiene ventajas y desventajas.
Desarrollo de la perspectiva
El nuevo programa DRACO (cohete de demostración para operaciones cislunares ágiles) se lanzó hace aproximadamente un año. Se elaboraron planes generales para la ejecución de determinadas obras, así como se identificaron requisitos clave y tecnologías del proyecto. Además, comenzó la búsqueda de artistas intérpretes o ejecutantes.
En septiembre de 2020, DARPA firmó un acuerdo con Gryphon Technologies. Durante los próximos años, deberá brindar apoyo científico y tecnológico a los desarrolladores del motor DRACO. El valor del contrato firmado alcanzó los $ 14 millones.
En abril de este año se conocieron los planes para el futuro cercano; también se firmaron nuevos acuerdos con los contratistas. En los próximos 18 meses, está previsto realizar un trabajo de diseño, dividido en dos direcciones: la Vía A y la Vía B. El objetivo de la "Vía A" es desarrollar un nuevo motor de cohete nuclear. Como parte del proyecto paralelo "B", trabajarán en la apariencia de una nave espacial "operativa" para dicho motor (Operational System - OS), y también crearán un demostrador de tecnología (Demonstration System - DS).
General Atomics fue nombrado ejecutor del proyecto Track A; será asistida por Gryphon Technologies, previamente involucrada en el programa. El desarrollo de naves espaciales se confió a Lockheed Martin y Blue Origin. Todos los participantes del programa interactuarán constantemente entre sí e intercambiarán información técnica y de otro tipo.
En junio, otra empresa, Ultra Safe Nuclear Technologies (USNC-Tech) de Ultra Safe Nuclear Corporation (USNC), se unió a DRACO. Su tarea será ayudar con el desarrollo de ambas "pistas" en el contexto de la seguridad del sistema de propulsión y sistemas relacionados.
Por lo tanto, se ha determinado la lista final de participantes del programa y se ha iniciado un trabajo real de investigación y diseño. Están planeando gastar varios años y cientos de millones de dólares en ellos. El primer vuelo del demostrador DS propulsado por DRACO está programado para 2025. Como se informó anteriormente, un vehículo de lanzamiento propulsado por sustancias químicas pondrá en órbita al DS, donde se probará el sistema de propulsión. No se sabe qué tan pronto se podrán llevar las nuevas tecnologías a la etapa de SO y su implementación en la práctica.
Las nuevas directrices
El objetivo del programa DRACO es crear un sistema de propulsión nuclear del tipo NTP (Nuclear Thermal Propulsion). La arquitectura y el principio de funcionamiento de dicho motor son bien conocidos, sin embargo, DARPA aún no ha publicado los términos de referencia y las características exactas del futuro producto.
Posible aparición de una nave espacial con motor NTP. Gráficos Popularmechanics.com
El elemento central del motor NTP / DRACO es un reactor nuclear de la potencia requerida. Según se informa, el reactor utilizará uranio con un nivel de enriquecimiento del 5-20%. (denominado HALEU - Uranio poco enriquecido de ensayo alto). El calor del reactor se utilizará para calentar el fluido de trabajo, que se convertirá en hidrógeno licuado u otra sustancia. El líquido se vaporizará, obtendrá energía adicional y fluirá a través de la boquilla a alta velocidad para proporcionar el empuje requerido.
Se estima que un motor NTP que utilice hidrógeno será aproximadamente el doble de eficiente y económico que un motor químico en términos de rendimiento y capacidades generales. Esto proporcionará beneficios conocidos en el desarrollo y operación de naves espaciales. En particular, será posible reducir los tanques de "combustible" de hidrógeno y reducir la masa total del barco.
El objetivo principal del proyecto DRACO es mejorar la seguridad de las naves espaciales militares en órbitas bajas. Los países desarrollados, considerados como probables adversarios de Estados Unidos, tienen o están desarrollando armas antisatélite. En consecuencia, en el curso de un conflicto a gran escala, el grupo orbital del Pentágono corre el riesgo de perder rápidamente al menos parte de sus equipos y capacidades.
El resultado principal del proyecto DRACO debería ser un sistema de propulsión nuclear universal adecuado para montar en naves espaciales para diversos fines. Con su ayuda, se propone retirar los satélites del ataque de misiles o interceptores antisatélite.
El principio de tal protección es bastante simple. Cuando se detecta un ataque, el motor nuclear deberá transferir rápidamente el dispositivo a otra órbita, incl. más alto, fuera de alcance armas enemigo. Una vez que la amenaza desaparezca, DRACO podrá devolver el dispositivo a su órbita anterior. La alta eficiencia en términos de combustible nuclear y fluido de trabajo permitirá realizar tales maniobras más de una vez.
Potencial del proyecto
A nivel de ideas y conceptos clave, el programa DRACO parece bastante interesante y prometedor. Al mismo tiempo, es obvio que el desarrollo de todos los componentes necesarios estará asociado con serias dificultades y será bastante costoso. El tiempo dirá si será posible superar todas las dificultades esperadas y repentinas y cumplir todos los planes.
La idea de utilizar un sistema de propulsión económico para sacar un satélite del impacto tiene un gran potencial y es de gran interés. Los misiles antisatélite y los vehículos interceptores existentes y prometedores están diseñados para destruir objetivos orbitales en una trayectoria conocida, lo que le permite calcular el punto de avance.
Un cambio repentino en los parámetros de la órbita del objetivo reducirá, como mínimo, la efectividad de tal arma. El enemigo tendrá que lanzar nuevos medios de interceptación, cuyo uso exitoso tampoco está garantizado. Además, DRACO podrá elevar el satélite por encima de la línea de interceptación, lo que hará que los misiles y las naves espaciales de combate sean inútiles.
Uno de los últimos satélites GPS en fase de montaje. En el futuro, dichos dispositivos pueden recibir un motor DRACO. Fotos de Lockheed Martin
Sin embargo, obtener tales oportunidades está asociado con una serie de dificultades de diversos tipos. En primer lugar, debe tenerse en cuenta que los motores del tipo NTP, adecuados para la integración en la tecnología espacial y de cohetes, todavía existen solo a nivel teórico. Las empresas General Atomics, Gryphon Tech., USNC-Tech y otras aún tienen que encontrar todas las tecnologías necesarias y crear un motor de trabajo completo.
Cabe señalar que DARPA está mostrando cierto optimismo y planea realizar el primer vuelo orbital OS / DRACO a partir de 2025. Esto puede indicar la finalización y finalización satisfactoria de parte del trabajo de investigación. Con base en sus resultados, comenzará el desarrollo de un proyecto completo. A pesar de la complejidad de las tareas, los participantes del programa todavía tienen suficiente tiempo antes de los plazos especificados.
El programa DRACO, como muchos otros proyectos prometedores, puede enfrentar problemas financieros. El costo exacto de desarrollar un motor fundamentalmente nuevo y productos relacionados aún no se ha determinado, aunque ya está claro que estamos hablando de cientos de millones o miles de millones de dólares. El alto costo, combinado con la complejidad y los riesgos técnicos, puede llevar a las críticas más severas o incluso al cierre del proyecto.
Completar el desarrollo y las pruebas de DS y OS con un producto DRACO tampoco garantiza el éxito total. Se está desarrollando una instalación nuclear prometedora para su uso en naves espaciales. Cuánto costarán los motores en serie y cómo afectarán el costo de actualización de la constelación orbital es una gran pregunta.
En un futuro lejano, los desarrollos de DRACO pueden encontrar aplicación en diversas áreas de la industria espacial y de cohetes, donde se requieren sistemas de propulsión compactos y eficientes. Sin embargo, tales perspectivas para toda la dirección dependen directamente de los resultados del proyecto actual. Si no conviene a los militares y los congresistas, no debería sorprender que la astronáutica civil también abandone los motores nucleares.
Con un futuro incierto
Como corresponde a la organización de desarrollos prometedores en la esfera de la defensa, la agencia DARPA está nuevamente tratando de crear un motor de cohete nuclear en toda regla, además, para resolver problemas específicos y con miras a usar en proyectos reales. Las ideas propuestas son de gran interés y el nuevo proyecto es efectivamente capaz de crear una gran reserva para el futuro, cuando las armas antisatélite se conviertan en una amenaza real y grave.
Sin embargo, la finalización exitosa del programa DRACO todavía está en duda. Se enfrenta a tareas muy complejas, cuya solución es poco probable que sea rápida, económica y sencilla desde el punto de vista de la ciencia y la tecnología. En consecuencia, el programa corre el riesgo de sufrir retrasos, falta de financiación y otros problemas. Si será posible cumplir con todos los plazos, cumplir con el presupuesto y crear equipos con las características requeridas, quedará claro en los próximos años.