Этой зимой мощная голубая вспышка осветила пустыню Мохаве: ученые тестировали очередной ракетный двигатель. Однако он стал первым, работающим не на традиционном топливе — к примеру, горючей смеси водорода и кислорода — а на обычном метане.

Хотя пока что это не полноценный аппарат, а только прототип, специалисты возлагают большие надежды на то, что он станет основой для создания двигателя космических кораблей будущего. В самом деле, если зарядить ракету кислородно-водородной смесью или твердым топливом можно только на Земле или ближней орбите, метан — основной компонент природного газа, широко встречается в пределах всей Солнечной системы. Его можно собрать на Марсе, Титане, Юпитере, на других планетах и спутниках. А значит, корабль, отправляющийся к ним с миссией, может нести топливо лишь на дорогу туда, а перед возвращением дозаправиться на месте.

Автомобили на газовых двигателях давно не редкость, однако метановые ракеты запустить до сих пор не удавалось. Разработку таких перспективных проектов NASA ведет в сотрудничестве с компаниями Alliant Techsystems и XCOR Aerospace.

Перспективы такого проекта впечатляют. К примеру, жидкий кислород, использующийся в топливе современных шаттлов, приходится хранить при температуре -252,9ОС — а метану достаточно -161,6ОС. Это означает значительное снижение веса и сложности топливных баков. Метан позволит и снизить их размеры, поскольку в жидкой форме он плотнее кислорода. Газ и более безопасен для окружающей среды, не столь токсичен для человека.

Впрочем, основное преимущество метана — присутствие на других планетах Солнечной системы, в том числе на Марсе. Даже если необходимого количества его найдено не будет, метан можно синтезировать сравнительно легко, с помощью реакции Сабатье, нагревании смеси углекислого газа с водородом в присутствии никелевого катализатора. Необходимый для реакции углекислый газ в обилии находится в атмосфере Марса, а водород можно выделить из местного льда.

Далее к границам Солнечной системы метан найти еще проще. К примеру, на одной из лун Сатурна Титане метан буквально льет, как из ведра, — дождями, наполняя целые реки и озера. Так что будущая миссия сможет высадить на него зонд, который соберет исследовательскую информацию, наполнит баки топливом и вернется на Землю, неся образцы. До сих пор ни один аппарат из такого далека не возвращался. Содержат метан атмосферы Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна, а на Плутоне он встречается в замерзшем виде. Все это можно использовать!

Первая серия испытаний прототипа метанового ракетного двигателя успешно завершена в январе — однако предстоит еще масса работы, прежде чем проект будет завершен. Одна из важнейших проблем — воспламеняемость метана. Обычное ракетное топливо при смешивании с окислителем воспламеняется чрезвычайно легко, но метан требует зажигания. Однако при низкой внешней температуре дальней Солнечной системы — в сотни градусов ниже нуля — этот процесс идет с трудом. Именно процесс зажигания отрабатывают ученые сегодня, и синяя вспышка в пустыне Мохаве — яркий шаг вперед.

О других перспективных двигателях для космических полетов читайте: «Химия далеко не увезет» и «Потомки повелителя ветров». Об исследовании дальних пределов Солнечной системы: «В краю гигантов».

По сообщению NASA