טיסה של חללית מונעת על ידי DRACO כפי שדמיינה אמן מ-DARPA
הסוכנות לפיתוח מתקדם DARPA ממשיכה לחפש טכנולוגיות להגברת השרידות והיציבות של קבוצת המסלול הצבאית. ההצעה הנועזת ביותר בתחום זה כוללת יצירת מערכת הנעה גרעינית DRACO ללוויינים, שבאמצעותה יוכלו לתמרן ולברוח מהתקיפה. הרעיון הזה נראה מאוד מעניין, אבל יש לו גם יתרונות וגם חסרונות.
התפתחות מבטיחה
התוכנית החדשה של DRACO (Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations) הושקה לפני כשנה. נערכו תוכניות כלליות לביצוע עבודות מסוימות, וכן זוהו דרישות וטכנולוגיות מרכזיות לפרויקט. בנוסף, החלו החיפושים אחר פרפורמרים.
בספטמבר 2020, DARPA חתמה על הסכם עם Gryphon Technologies. במהלך השנים הקרובות, היא תצטרך לספק תמיכה מדעית וטכנולוגית למפתחי מנוע ה-DRACO. שווי החוזה הגיע ל-14 מיליון דולר.
באפריל השנה נודעו תוכניות לעתיד הקרוב; כמו כן נחתמו הסכמים חדשים עם קבלנים. ב-18 החודשים הקרובים מתוכננות לבצע עבודות תכנון, המחולקות לשני אזורים - מסלול A ומסלול B. מטרת מסלול A היא לפתח מנוע רקטי גרעיני חדש. במסגרת הפרויקט המקביל "B", יעבדו מראה של חללית "מבצעית" למנוע כזה (Operational System - OS), וכן ייצרו מדגמן טכנולוגי (Demonstration System - DS).
ג'נרל אטומיקס מונה כמבצע פרויקט מסלול א'; הוא ייעזר ב-Gryphon Technologies, שהיה מעורב בעבר בתוכנית. פיתוח החללית הופקד בידי לוקהיד מרטין ו-Blue Origin. כל משתתפי התוכנית יקיימו כל הזמן אינטראקציה זה עם זה ויחליפו מידע טכני ואחר.
ביוני, חברה נוספת הצטרפה ל-DRACO - Ultra Safe Nuclear Technologies (USNC-Tech) מבית Ultra Safe Nuclear Corporation (USNC). משימתו תהיה לסייע בפיתוח שני ה"מסלולים" בהקשר לבטיחות מערכת ההנעה ומערכות נלוות.
כך נקבעה רשימת המשתתפים הסופית בתכנית והחלה עבודת מחקר ופיתוח אמיתית. הם מתכננים להוציא עליהם כמה שנים ומאות מיליוני דולרים. הטיסה הראשונה של מדגמן DS המונע על ידי DRACO מתוכננת לשנת 2025. כפי שדווח בעבר, כלי השיגור המונע על ידי כימיקלים ייקח את ה-DS למסלול, שם הוא יעבור בדיקות הנעה. לא ידוע תוך כמה זמן ניתן יהיה להביא טכנולוגיות חדשות לשלב מערכת ההפעלה ולהוציא אותן לפועל.
עקרונות חדשים
מטרת תוכנית DRACO היא ליצור מערכת הנעה גרעינית מסוג NTP (Nuclear Thermal Propulsion). הארכיטקטורה ועקרון הפעולה של מנוע כזה ידועים היטב, אך DARPA טרם פרסמה את תנאי ההתייחסות ואת המאפיינים המדויקים של המוצר העתידי.
מראה אפשרי של חללית עם מנוע מסוג NTP. גרפיקה של Popularmechanics.com
מרכיב המפתח של מנוע NTP/DRACO הוא כור גרעיני בעל הכוח הנדרש. כפי שדווח, הכור ישתמש באורניום ברמת העשרה בטווח של 5-20 אחוזים. (מה שנקרא HALEU - High Assay Low Enriched Uranium). החום מהכור ישמש לחימום נוזל העבודה, שיהיה מימן נוזלי או חומר אחר. החומר הנוזלי יתנדף, יקבל אנרגיה נוספת ויזרום דרך הזרבובית במהירות גבוהה, ויספק את הדחף הדרוש.
לפי חישובים, מנוע ה-NTP המשתמש במימן, מבחינת מאפיינים ויכולות כלליים, יהיה יעיל וחסכוני בערך פי שניים מזה של כימי. זה ייתן יתרונות מסוימים בפיתוח ותפעול של חלליות. בפרט, ניתן יהיה להקטין את מיכלי "דלק" המימן ולהפחית את המסה הכוללת של הספינה.
המטרה העיקרית של פרויקט DRACO היא לשפר את בטיחותן של חלליות צבאיות במסלולים נמוכים. למדינות מפותחות, הנחשבות ליריבים פוטנציאליים של ארה"ב, יש או מפתחות נשק אנטי-לווייני. בהתאם לכך, במהלך סכסוך בקנה מידה מלא, קבוצת המסלולים של הפנטגון מסתכנת לאבד במהירות לפחות חלק מהציוד והיכולות שלה.
התוצאה העיקרית של פרויקט DRACO צריכה להיות מערכת הנעה גרעינית אוניברסלית המתאימה להרכבה על חלליות למטרות שונות. בעזרתו, מוצע להסיר לוויינים מפגיעת טילים או מיירטים נגד לוויינים.
העיקרון של הגנה כזו הוא די פשוט. אם תתגלה תקיפה, המנוע הגרעיני יצטרך להעביר במהירות את המכשיר למסלול אחר, כולל. גבוה יותר, מחוץ להישג יד נשק אוֹיֵב. לאחר היעלמות האיום, DRACO יוכל להחזיר את המכשיר למסלולו הקודם. יעילות גבוהה מבחינת דלק גרעיני ונוזל עבודה תאפשר לבצע תמרונים כאלה שוב ושוב.
פוטנציאל לפרויקט
ברמת הרעיונות והמושגים המרכזיים, תוכנית DRACO נראית די מעניינת ומבטיחה. יחד עם זאת, ברור שפיתוח כל הרכיבים הדרושים יהיה קשור לקשיים רציניים ויהיה יקר למדי. האם ניתן יהיה להתגבר על כל הקשיים הצפויים והפתאומיים ולהגשים את כל התוכניות, הזמן יגיד.
הרעיון של שימוש במערכת הנעה חסכונית כדי להוציא לוויין מפגיעה הוא בעל פוטנציאל גבוה ומעורר עניין רב. טילים ומיירטים נגד לוויינים קיימים ופוטנציאליים נועדו להשמיד מטרות מסלוליות במסלול ידוע, המאפשר לך לחשב את נקודת ההובלה.
שינוי פתאומי בפרמטרים של מסלול המטרה, לכל הפחות, יפחית את יעילותו של נשק כזה. האויב יצטרך להשיק אמצעי יירוט חדשים, שגם השימוש המוצלח בהם אינו מובטח. כמו כן, DRACO יוכל להעלות את הלוויין מעל קו היירוט - זה יהפוך כל טילים וחלל קרב לחסרי תועלת.
אחד מלווייני ה-GPS האחרונים בהרכבה. בעתיד, מכשירים כאלה עשויים לקבל מנוע DRACO. תמונות לוקהיד מרטין
עם זאת, השגת הזדמנויות כאלה קשורה למספר קשיים מסוגים שונים. קודם כל, יש לזכור שמנועים מסוג NTP המתאימים לשילוב בטכנולוגיית רקטות וחלל עדיין קיימים רק ברמה תיאורטית. General Atomics, Gryphon Tech., USNC-Tech ואחרים עדיין לא מצאו את כל הטכנולוגיות הדרושות ויצרו מנוע עבודה מלא.
יש לציין כי DARPA מגלה אופטימיות מסוימת ומתכננת לבצע את הטיסה המסלולית הראשונה של OS / DRACO כבר בשנת 2025. זה עשוי להצביע על כך שחלק מעבודת המחקר בוצעה והושלמה בהצלחה. לפי תוצאותיהם, יחל פיתוח של פרויקט מן המניין. למרות מורכבות המשימות שנקבעו, למשתתפי התוכנית עדיין יש מספיק זמן לפני המועדים שצוינו.
תוכנית DRACO, כמו פרויקטים מבטיחים רבים אחרים, עשויה להתמודד עם בעיות פיננסיות. העלות המדויקת של פיתוח מנוע חדש ביסודו ומוצרים נלווים טרם נקבעה, אם כי כבר ברור כי מדובר במאות מיליונים או מיליארדי דולרים. העלות הגבוהה, בשילוב המורכבות והסיכונים הטכניים, עלולה להוביל לביקורת הקשה ביותר או אפילו לסגירת הפרויקט.
גם סיום מוצלח של פיתוח ובדיקה של DS ומערכת הפעלה עם מוצר DRACO אינו מבטיח הצלחה מלאה. מתקן גרעיני מבטיח מפותח לשימוש על חלליות. כמה יעלו מנועים טוריים וכיצד הם ישפיעו על עלות עדכון קבוצת הכוכבים המסלולית היא שאלה גדולה.
בעתיד הרחוק, פיתוחים ב-DRACO עשויים למצוא יישום בתחומים שונים של תעשיית הרקטות והחלל, בהם נדרשות מערכות הנעה קומפקטיות וחסכוניות. עם זאת, סיכויים כאלה לכל הכיוון תלויים ישירות בתוצאות הפרויקט הנוכחי. אם זה לא יתאים לצבא ולחברי הקונגרס, אין להתפלא שגם חקר החלל האזרחי ינטוש את ההנעה הגרעינית.
עם עתיד לא ברור
כיאה לארגון פיתוח מתקדם ביטחוני, DARPA שוב מנסה ליצור מנוע רקטי גרעיני מלא, יתר על כן, כדי לפתור בעיות ספציפיות ועם עין לשימוש בפרויקטים אמיתיים. הרעיונות המוצעים מעוררים עניין רב והפרויקט החדש באמת מסוגל ליצור עתודה גדולה לעתיד, כאשר נשק אנטי-לווייני יהפוך לאיום אמיתי וחמור.
עם זאת, ההשלמה המוצלחת של תוכנית DRACO עדיין בסימן שאלה. הוא מתמודד עם משימות מורכבות מאוד, שספק אם הפתרון שלהן יהיה מהיר, זול ופשוט מנקודת מבט של מדע וטכנולוגיה. בהתאם לכך, התוכנית מסתכנת בעיכובים, חוסר מימון ובעיות נוספות. האם ניתן יהיה לעמוד בכל המועדים, לעמוד באומדן וליצור ציוד בעל המאפיינים הנדרשים יתברר במהלך השנים הקרובות.