Americký Úřad pro letectví a vesmír (NASA) představil plán pro testování raketového motoru na jaderný pohon, který by do budoucna mohl dopravit astronauty na Mars za kratší dobu, než je tomu u dosavadních systémů. Na projektu NASA spolupracuje s výzkumnou agenturou amerického ministerstva obrany DARPA, první testy plánují na rok 2027.
We’re partnering with @DARPA to demonstrate a nuclear thermal rocket engine in space. This new engine would allow us to do more science and reach destinations faster—key steps for sending the first crewed mission to Mars. https://t.co/xhWJYNbRz2 https://t.co/JUDN6nUGbj
Cílem projektu je vyvinout jaderný tepelný pohonný systém (NTP, Nuclear Thermal Propulsion) pro cesty do vesmíru. Obecný koncept NTP pohonu počítá s tekutou pohonnou látkou, jako je například kapalný vodík, která se pumpuje do reaktorového jádra, kde se ohřeje, přemění v plyn a expanduje. Následně je tato pohonná hmota vypuštěna tryskou, čímž vytváří tah.
NASA již podobný systém testovala v 60. letech minulého století. Měl označení Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application (NERVA) a uvažovalo se o něm jako o součásti některého z vyšších stupňů rakety pro let na Mars. Proběhlo několik pozemních testů, ale následně program skončil. Údajně tím skončila i tehdejší dlouholetá politika NASA, která umožňovala vyvíjet pokročilé motory mnohem dříve, než jich bylo třeba.
Jak vyplývá z výše uvedeného, o jaderném tepelném pohonu se nikdy neuvažovalo pro použití v prvním stupni rakety, díky němuž se rakety „odlepují“ od země. Důvodem bylo i to, že při výše uvedeném principu fungování je vypouštěný plyn radioaktivní. Ve vesmírném prostoru to nevadí a navíc má takový pohon o něco lepší parametry než chemické motory. Podle NASA mohou být NTP rakety třikrát i vícekrát účinnější než konvenční chemický pohon.
Simulátor prostředí jaderného raketového prvku v Marshallově středisku vesmírných letů NASA v Huntsville v Alabamě, kde se testují prototypy raketového paliva pro NTP rakety, kde místo štěpení využívá nejaderný ohřev.
Větší účinnost také přináší možnost dopravit větší náklad a lze ji využít i pro vyšší výkon přístrojů včetně těch komunikačních.
„Použití jaderné tepelné rakety umožňuje zkrátit dobu cesty a snížit riziko pro astronauty. Zkrácení cestovní doby je klíčovým aspektem lidských misí na Mars, protože delší cesty vyžadují více zásob a odolnější systémy,“ uvádí NASA.
Čím déle jsou astronauté ve vesmírném prostoru, tím větší je jejich expozice různým zářením, což má negativní vliv na jejich zdraví. Zároveň bude potřeba marsovskou posádku odstínit i od účinků reaktoru v NTP raketových motorech. Zde by mohlo zpočátku posloužit palivo v tekutém stavu, ale jak se bude postupně spotřebovávat, nebude jako štít už tak účinné.
Poslední cesta na Mars, kterou vykonal rover Perseverance, trvala zhruba sedm měsíců. O kolik by cesta byla kratší za použití jaderného tepelného raketového motoru, není zatím jasné. Podle ředitele NASA Billa Nelsona by ovšem takto poháněné kosmické plavidlo vzdálenost mezi oběma planetami urazilo rekordní rychlostí. „S pomocí této nové technologie by mohli astronauti cestovat vesmírem rychleji, než kdy předtím,“ uvedl Nelson.
DRACO
Technický vývoj tohoto motoru povede Ředitelství pro vesmírné technologie (Space Technology Mission Directorate, STMD) spadající pod NASA. Motor bude integrován do experimentální kosmické lodi DARPA, která nese označení DRACO (Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations).
Umělecká představa kosmické lodi DRACO (Demonstration for Rocket to Agile Cislunar Operations), která by měla demonstrovat fungování NTP raketového motoru.
DARPA vystupuje jako zadavatel vývoje celého stupně a motoru, jehož součástí je reaktor. DARPA povede celý program, včetně integrace raketových systémů, nákupu, schvalování, plánování a zabezpečení. Dále podle dohody zajistí montáž a integraci motoru s kosmickou lodí. V průběhu vývoje budou NASA a DARPA spolupracovat na montáži motoru.
Celý projekt DRACO je rozložen na několik fází. Fáze 1 zahrnuje základní návrh reaktoru NTR, koncepci provozního systému a také návrh demonstračního systému. Fáze 2 bude zahrnovat zkoušku raketového motoru bez jaderného paliva. Fáze 3 bude zahrnovat sestavení motoru s NTP a jeho integraci do raketového stupně. Následně budou provedeny environmentální testy a celý systém se vydá do vesmíru, aby prošel jak pohon, tak samotný reaktor mnoha zkouškami. To by se měl psát rok 2027.
Oprava: V článku bylo chybně uvedeno, že NTP je termojaderný pohon, což je zavádějící označení. Za zmatení se omlouváme.
