NASA ma ambitne plany dotyczące wysłania załogowej misji na Marsa w ciągu najbliższej dekady. Czerwona planeta znajduje się około 225 milionów kilometrów od Ziemi — taka podróż mogłaby zająć od kilku miesięcy do kilku lat, w zależności od zastosowanej technologii napędu. Obecnie wykorzystywane rakiety oparte na chemicznym paliwie są efektywne, ale niezbyt szybkie. Jednak NASA pracuje nad alternatywną formą napędu, która może znacznie skrócić czas lotu – napędem jądrowym.
Napęd jądrowy mógłby przyspieszyć podróż na Marsa, redukując jej czas nawet o połowę w porównaniu do konwencjonalnych metod opartych na paliwach chemicznych. Taki napęd polegałby na bombardowaniu neutronami izotopu uranu-235, co prowadzi do powstania uranu-236, który następnie rozpada się, uwalniając ogromne ilości energii cieplnej. Technologia ta jest już znana z zastosowań w energetyce oraz w napędach okrętów podwodnych, ale to właśnie w kosmosie może być przyczynkiem do prawdziwego przełomu.
NASA we współpracy z DARPA realizuje program Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations — czyli po prostu DRACO. Celem tego projektu jest zademonstrowanie działania prototypowego napędu jądrowego w kosmosie już w 2027 roku. Jeśli się powiedzie, będzie to pierwsza taka rakieta wystrzelona przez Stany Zjednoczone.
Napęd jądrowy różni się od tradycyjnych rozwiązań chemicznych. W przeciwieństwie do silników chemicznych, które wymagają spalenia paliwa i utleniacza, napęd jądrowy korzysta z energii generowanej podczas rozszczepienia atomowego do podgrzewania wodoru, który jest następnie wyrzucany z dyszy rakiety. Taki napęd jest nie tylko bardziej efektywny, ale także — co ciekawe — prostszy, gdyż nie wymaga systemu zapłonu. Charakteryzuje się także wysokim impulsem właściwym — paliwo jądrowe jest wykorzystywane w dużo bardziej efektywny sposób.
Stany Zjednoczone inwestowały w technologię napędu jądrowego już w latach 50. i 60. XX wieku. Wówczas opracowano kilka prototypów, jednak ze względu na obawy związane z możliwym rozprzestrzenieniem skażenia, zarzucono te wysiłki. W ramach obecnej inicjatywy Global Threat Reduction Initiative naukowcy pracują nad reaktorami wykorzystującymi nisko wzbogacony uran, co minimalizuje ryzyko związane z ewentualnym skażeniem.
Takie paliwo zawiera mniej uranu zdolnego do reakcji rozszczepienia niż wysoko wzbogacony uran, co sprawia, że konieczne jest jego użycie w większych ilościach. Prace badawcze skupiają się na opracowaniu takich materiałów i konstrukcji, które pozwolą maksymalnie efektywnie wykorzystać paliwo, jednocześnie spełniając surowe normy wydajności i bezpieczeństwa.
Silniki jądrowego napędu termicznego muszą być zdolne do długotrwałej pracy oraz realizacji skomplikowanych manewrów w trakcie misji międzyplanetarnych. Ich wydajność i trwałość testuje się za pomocą zaawansowanych symulacji komputerowych, które pomagają badaczom przewidzieć, jak silnik zareaguje na zmiany temperatury i ciśnienia. To zaś wymaga ogromnej mocy obliczeniowej, dlatego naukowcy opracowują nowe narzędzia, które mogą zoptymalizować ów proces.
"Coś zaczyna się dziać" - można by rzec. Niewykluczone, że uda się opracować napęd, który umożliwi szybsze i bardziej efektywne podróże w kosmosie. Napęd jądrowy może stać się kluczowym rozwiązaniem na drodze do realizacji marzeń o szybkiej załogowej misji na Marsa. Jeśli projekt DRACO zakończy się sukcesem, może stać się kamieniem milowym w zakresie eksploracji kosmosu, co otworzy nam drzwi do bardziej skomplikowanych misji — nie tylko na Marsa.
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
