Британский стартап Pulsar Fusion представил амбициозную концепцию ядерно-термоядерного двигателя Sunbird, способного радикально сократить время межпланетных перелётов. Проект, разрабатывавшийся в секрете последние десять лет, обещает уменьшить длительность полета до Марса вдвое и достичь Плутона всего за четыре года. Первые наземные испытания запланированы на 2025 год, а орбитальная демонстрация – на 2027-й.
В отличие от традиционных химических двигателей, Sunbird работает на принципе термоядерного синтеза — того самого процесса, который происходит в недрах звёзд. Однако сам двигатель не является самостоятельным аппаратом: он крепится к основному кораблю и используется для буксировки полезной нагрузки на большие расстояния в пределах Солнечной системы.
Технология основывается на предыдущих разработках Pulsar Fusion, в том числе совместных проектах с университетами Саутгемптона и Кембриджа, при поддержке Космического агентства Великобритании. В 2023 году компания изучала возможности использования ядерных установок для электрической тяги.
«Мы недавно ввели в эксплуатацию две крупнейшие испытательные камеры для космических двигателей в Великобритании, возможно, и во всей Европе. Pulsar превращается в международного игрока в области испытаний космических систем, и у нас грандиозные планы по развитию», — заявил генеральный директор компании Ричард Дайнан
Сейчас ключевая цель компании — переход к испытаниям на орбите. Уже в этом году планируется продемонстрировать первые компоненты Sunbird, а к 2027 году Pulsar Fusion рассчитывает достичь полноценного термоядерного синтеза в космосе. В перспективе — создание целого флота защищённых от радиации аппаратов, находящихся на орбите и доступных для международных миссий между Землёй, Марсом и другими планетами.
Термоядерный синтез, в отличие от деления атомов в ядерных реакторах, объединяет лёгкие элементы — чаще всего изотопы водорода — при экстремальных температурах и давлениях. Это позволяет вырабатывать в четыре раза больше энергии, чем при делении, и на порядки больше, чем при сжигании топлива, не оставляя при этом опасных отходов.
Тем не менее, поддержание термоядерной реакции на Земле требует колоссальных затрат энергии. По словам Дайнана, космос предоставляет более естественные условия для синтеза благодаря отсутствию атмосферы: «Очень неестественно делать синтез на Земле. Космос — это то место, где он и должен происходить».
Sunbird использует линейные реакторы вместо традиционных токамаков, применяемых в земных лабораториях. В установках используются мощные магнитные поля для разогрева плазмы и создания условий для синтеза с использованием небольших количеств топлива, таких как гелий-3.
Вместо нейтронного тепла, как на Земле, Sunbird производит протоны, которые служат «ядерным выхлопом» и обеспечивают прямой импульс — идеально для межпланетных миссий, где критичны скорость и масса.
Дайнан сравнивает концепцию с городскими системами проката велосипедов: Sunbird — это как «общие» двигатели, находящиеся на орбите и присоединяющиеся к пролетающим кораблям, заменяя менее эффективные химические установки.
Испытания начнутся с тестов электроники на орбите в этом году, а в 2027 году компания планирует провести маломасштабный эксперимент с линейным синтезом. Если всё пройдёт успешно, первые полноразмерные аппараты Sunbird могут начать работу уже через пять лет.
Кроме межпланетных перелётов, такие двигатели могут существенно ускорить миссии по добыче ресурсов, например, астероидную горную добычу, сократив длительность полёта туда и обратно с трёх лет до одного-двух.
Аналогичные технологии разрабатываются и другими компаниями. Так, Helicity Space привлекла инвестиции от Lockheed Martin для создания собственного синтез-двигателя. NASA и General Atomics развивают ядерные реакторы на основе деления для пилотируемых миссий на Марс с запланированными испытаниями в 2027 году.
Эксперты отмечают огромный потенциал термоядерной тяги. Аарон Нолл из Имперского колледжа Лондона считает, что в отличие от наземных установок, в космосе даже небольшой энергетический прирост может значительно повысить эффективность тяги. Однако он подчеркивает сложность миниатюризации реакторов и систем жизнеобеспечения.
Бхувана Срнивасан из Университета Вашингтона подчёркивает, что термоядерная тяга может изменить даже лунные миссии — позволяя запускать целые базы с экипажем за один рейс. Она также говорит о возможностях добычи гелия-3 на Луне — ключевого топлива для будущих реакторов.
Освоение термоядерной тяги, по её мнению, не только расширит горизонты освоения космоса, но и принесёт долгосрочные выгоды для человечества: «Изучение отдалённых планет и лун соответствует нашей природе как исследователей и может открыть такие экономические и социальные перспективы, о которых мы пока даже не догадываемся».
