NASA bude testovať nové jadrové raketové palivo

NASA a Agentúra pre pokročilé obranné výskumné projekty (DARPA) budú spolupracovať na vývoji demonštračného jadrového vesmírneho pohonného systému.

0
107
Vesmírne testy nového jadrového raketového pohonu NASA by sa mohli uskutočniť už v roku 2027
Vesmírne testy nového jadrového raketového pohonu NASA by sa mohli uskutočniť už v roku 2027.

Americká organizácia NASA a Agentúra pre pokročilé obranné výskumné projekty (DARPA) budú do roku 2027 spolupracovať na vývoji demonštračného jadrového vesmírneho pohonného systému. Vďaka vyššej účinnosti môže nový pohonný systém pomôcť najmä pri prieskume hlbokého vesmíru.

Obe organizácie koncom januára oznámili partnerstvo pri vývoji raketového pohonného systému pre program Agile Cislunar Operations (DRACO). Cieľom spoločnej dohody je urýchliť úsilie vo vývoji nového pohonného systému.

„Hlavným cieľom je vyvinúť demonštračný vesmírny pohonný systém najneskôr do roku 2027. Nová technológia umožní astronautom rýchlejšie preskúmať hlboký vesmír. Je to dôležitý aspekt pre budúce misie na Mars,“ povedal Bill Nelson, správca NASA.

Od posledných pokusov Spojených štátov s jadrovým vesmírnym palivom uplynulo viac ako 50 rokov. Pri jadrovom pohone sa štiepnou reakciou vytvárajú extrémne vysoké teploty a pohonný systém potom ohrieva kvapalné palivo, ktoré sa rozpína na tryske kozmickej lode. Ide o podobný systém ako pri bežných chemických motoroch, ale s iným zdrojom tepla.

Vizualizácia plavidla pomocou demonštračnej jednotky. Zdroj: DARPA
Vizualizácia plavidla pomocou demonštračnej jednotky. Zdroj: DARPA

Aktívnu zónu projektu DRACO tvoria pevné materiály. Štiepna reakcia je schopná dosiahnuť teplotu až 2760 °C. To si vyžaduje použitie moderných materiálov, ktoré odolávajú vysokým teplotám. Očakáva sa, že palivom pre reaktor bude HALEU, čo je špeciálny vysokokvalitný nízkoobohatený urán.

Vďaka jadrovému pohonu raketa skráti čas cestovania a prinesie ďalšie výhody, napríklad možnosť posielať nákladné lode s materiálom na lunárnu základňu alebo podporovať misie s ľudskou posádkou na Mars. Podľa agentúry DARPA ponúka jadrový pohon približne 10 000-krát lepší pomer ťahu k hmotnosti ako elektrický pohon a približne päťkrát lepší pomer ako chemický pohon. Vďaka jadrovej technológii bude k dispozícii aj viac energie pre palubné prístroje a komunikáciu.

„Obe spoločnosti majú dlhoročné skúsenosti a spoluprácu, ktorá priniesla ovocie v oblasti pokročilých technológií. Počas ich spolupráce bola vyvinutá raketa Saturn V, ktorá pomohla vyslať ľudí na Mesiac, alebo robotická údržba a dopĺňanie paliva do satelitov. Štúdium vesmíru je dôležité pre moderný obchod, vedecké objavy a národnú bezpečnosť. Schopnosť dosiahnuť skokový pokrok v týchto technológiách prostredníctvom jadrového raketového programu DRACO bude rozhodujúca pre efektívnejšiu a rýchlejšiu dopravu materiálov na Mesiac alebo dokonca ľudí na Mars.“

V dohode sa podrobne opisuje rozdelenie úloh v rámci projektu. NASA bude viesť technický tím, ktorý bude vyvíjať jadrový vesmírny program. DARPA bude riadiť celý program a zabezpečovať obstarávanie materiálov a komponentov pre raketové systémy. Zabezpečí tiež následnú montáž zariadenia a testovanie rakety.

Jadro vo vesmíre

NASA a americké ministerstvo energetiky (DOE) spolupracujú na vlastnom projekte vývoja pokročilých vysokoteplotných reaktorov a ich palív ako súčasti jadrového pohonu vesmírnych lodí. NASA a DOE tiež spolupracujú s komerčnými spoločnosťami na vývoji jadrovej elektrárne použiteľnej na Mesiaci a potenciálne aj na Marse. Agentúra DARPA však tieto technológie nepoužije vo svojom výskume nového jadrového pohonu.

Na problematike jadrového vesmírneho pohonu v minulosti pracovali aj iné spoločnosti. V roku 2020 spoločnosť USNC-Tech pokročila v návrhu paliva pre svoj jadrový reaktor na vesmírny pohon.

Okrem využívania jadrovej technológie na pohon plavidla sa jadrovými technológiami zabezpečuje aj elektrická energia pre palubné riadiace systémy. Rádioizotopové generátory ponúkajú jednoduchý spôsob, ako zabezpečiť potrebnú energiu na miestach, kde solárne panely neposkytujú dostatok energie. Zložitejšou možnosťou je využitie jadrových reaktorov ako zdroja tepla a následného tepelného cyklu na výrobu elektrickej energie.