Компания Lockheed Martin разрабатывает космический корабль с ядерным реактором следующего поколения для программы Joint Emergent Technology Supply On-Orbital Nuclear (JETSON) High Power. Космические корабли с топливными двигателями и солнечными панелями хорошо служили более 60 лет, но они уже работают на своих пределах, а миссии к Юпитеру - это предел их возможностей.
Поскольку все больше космических миссий выходят далеко за пределы внутренней части Солнечной системы, а продолжительность миссий будет исчисляться десятилетиями, поиск способов обеспечения энергией и движением космических кораблей требует нестандартного мышления.
Любые миссии, выходящие за пределы орбиты Юпитера, должны полагаться на ядерную энергию для работы своих систем, а химические ракеты в этом регионе могут приводить в движение космический корабль только за счет ограничения полезной нагрузки и использования сложных орбит-рогаток для создания необходимой скорости при достижении их пункта назначения.
Цель разработки Lockheed JETSON - соединить ядерный реактор деления с электрическими двигателями Холла, используемыми на спутниках Lockheed LM2100.
В нынешнем виде космический корабль JETSON состоит из реактора в корпусе зонда с веером радиаторов позади него. Отсюда выдвигается стрела, позволяющая держать электронику и двигатели Холла как можно дальше от источника радиоактивной энергии.
Реактор основан на демонстрации НАСА и Министерства энергетики США 2018 года «Киломощного реактора с использованием технологии Стирлинга» (KRUSTY), в котором в качестве топлива используется твердолитая активная зона реактора из урана-235 диаметром 15 см с окружающим ее отражателем из оксида бериллия. Один стержень из карбида бора запускает и останавливает реактор, а отражатель ловит вылетающие нейтроны и отражает их обратно в активную зону.
В целях безопасности реактор оставляют выключенным и не активируют, пока космический корабль не выйдет на безопасную орбиту. После запуска тепло реактора используется для питания ряда тепловых двигателей Stirling, которые работают путем сжатия и расширения газа в замкнутом цикле. Это производит до 20 кВт электроэнергии, что более чем в три раза больше, чем нынешние солнечные панели космических кораблей.
Это не только значительно продлит срок службы зондов дальнего космоса, но и приведет в действие двигатели Холла, которые смогут медленно, но верно разогнать космический корабль до скоростей, достаточно больших, чтобы покинуть Солнечную систему или позволить зонду посетить широкий спектр потенциальных целей.