Czy podróż na Marsa może być krótsza i bardziej efektywna energetycznie? Inżynierowie zajmujący się kosmosem pracują nad tym od lat. Dzięki najnowszym badaniom NASA możemy być owej wizji bliżsi, niż kiedykolwiek. Projekt MARVL, rozwijany w Langley Research Center, przybliża nas do budowy elektrycznych napędów jądrowych przeznaczonych do pracy w przestrzeni kosmicznej.
Podróż na Marsa wymaga przebycia ponad 55 milionów kilometrów w jedną stronę, co w obecnych realiach technologicznych oznacza misję trwającą wiele miesięcy. To zaś rodzi problemy: im dłużej trwa misja, tym więcej rzeczy może pójść nie tak. Promieniowanie kosmiczne, brak ziemskiej grawitacji wprost degradują ludzki organizm. Dołóżmy do tego jeszcze długotrwałe wrażenie absolutnej izolacji i poczucie osamotnienia, gdy dojdzie do jakiejkolwiek poważnej awarii. Od lat uważa się, że receptą na tego typu problemy jest elektryczny napęd jądrowy. W skrócie: miałby to być reaktor jądrowy przeznaczony do generowania energii elektrycznej, która napędza przydatne w procesie gazy (np. ksenon) celem stworzenia ciągu. Tak uzyskujemy wyższą wydajność niż ta, którą oferują konwencjonalne systemy chemiczne.
MARVL (akronim od: Modular Assembled Radiators for Nuclear Electric Propulsion Vehicles) koncentruje się na jednym z głównych problemów elektrycznych napędów jądrowych: zarządzaniu ciepłem. Układ radiatorów, odpowiedzialny za odprowadzanie ciepła z reaktora, w tradycyjnych projektach musiałby mieć rozmiar... boiska piłkarskiego. Tak masywna konstrukcja jest niemożliwa do zmieszczenia w jakimkolwiek pojeździe kosmicznym, który byłby w stanie sięgnąć Marsa.
MARVL rozwiązuje ów problem, dzieląc system radiatorów na mniejsze moduły, które mogą być autonomicznie montowane przez roboty bezpośrednio w przestrzeni kosmicznej. Raz, że zapewnia to swobodę w procesie projektowania napędu, a dwa — pozwoli oszczędzić czas i pieniądze — mimo pozornej karkołomności całej operacji.
Po wyniesieniu poszczególnych elementów w przestrzeń kosmiczną roboty łączą moduły radiatorów, przez które przepływa chłodziwo oparte na ciekłym metalu. Takie rozwiązanie pozwoli na naprawdę skuteczne odprowadzanie ciepła z reaktora, jednocześnie minimalizując masę i rozmiar konstrukcji. Same profity.
MARVL przy okazji redefiniuje sam proces projektowania pojazdów kosmicznych. Zamiast adaptować istniejące pojazdy do technologii montowanych w kosmosie, mamy możliwość stworzenia projektu od podstaw, uwzględniając wszystkie możliwości autonomicznego montażu.
Technologia MARVL niesie za sobą szereg zalet, które mogą pomóc nam w szybszym dotarciu na Marsa. Przede wszystkim oferuje większą elastyczność projektową, eliminując konieczność upychania masywnych systemów radiatorów w jednej rakiecie. Kolejną zaletą jest autonomiczny montaż modułów w przestrzeni kosmicznej, co minimalizuje ryzyko błędów oraz ogranicza konieczność angażowania załogi w skomplikowane operacje montażowe.
Skuteczne zarządzanie ciepłem, zapewniane przez zaawansowane chłodziwa pozwoli lepiej wykorzystać energię reaktora jądrowego, co przekłada się na efektywność systemu. Niestety, pewne problemy nie są rozwiązane. Przede wszystkim rozwój autonomicznych systemów montażowych i tak rozległych systemów chłodzenia opartych na ciekłym metalu oznacza konieczność włożenia w to ogromnych pokładów czasu i pieniędzy. Owe systemy muszą zostać dokładnie przetestowane w warunkach zbliżonych do tych panujących w kosmosie, aby zapewnić ich niezawodność w obliczu zmiennych temperatur, promieniowania kosmicznego i innych ekstremalnych czynników środowiskowych. Wszystko to sprawia, że choć MARVL wygląda świetnie "na papierze", to jednak dalej funkcjonuje głównie w sferze marzeń.
Czytaj również: Jeszcze poczekamy. Powrót marsjańskich próbek mocno się przeciąga
Zespół naukowców NASA otrzymał dwa lata na rozwój technologii i planuje przeprowadzić demonstrację naziemną na małą skalę. Sukces projektu może otworzyć drzwi do zastosowania MARVL nie tylko w misjach na Marsa, ale również w kontekście eksploracji Księżyca, asteroid oraz innych planet układu słonecznego. Jeżeli tylko wszystko pójdzie dobrze, to lot na Księżyc będzie dla nas jak podróż między dużymi miastami w Polsce autem, a sięgnięcie Marsa będzie zadaniem dużo mniej wymagającym dla astronautów. A chyba o to właśnie chodzi.
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
