Czy termiczny napęd jądrowy będzie przyszłością rakiet ESA?
Inżynierowie z ESA poszukując wydajniejszych rodzajów silników kosmicznych, badają termiczny napęd jądrowy, który pozwoliłyby szybciej dotrzeć na Marsa, jak i w odleglejsze rejony Układu Słonecznego.
.Dotarcie na Marsa przy dzisiejszej technologii zajmuje około dziewięciu. Dzieje się tak, ponieważ zwykłe silniki rakietowe spalają razem paliwo i tlen, przez co nie są one zbyt wydajne. Podstawowym problemem tego rozwiązania jest to, że statki kosmiczne muszą przewozić zarówno paliwo, jak i utleniacz, ponieważ w przestrzeni kosmicznej nie ma powietrza, które podtrzymywałoby spalanie.
Jak wskazują inżynierowie, tworzy to błędne koło – im więcej paliwa potrzeba, by lecieć szybciej, tym cięższy staje się statek kosmiczny, co wymaga jeszcze więcej paliwa, by przyspieszyć dodatkowy ciężar. Aby latać szybciej, potrzebne są ogromne ilości paliwa, co sprawia, że rakiety są niezwykle drogie i ciężkie. Obecne systemy napędu chemicznego są prawie na granicy swoich teoretycznych możliwości.
Naukowcy z Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) poszukując wydajniejszych rozwiązań, skupili się na zbadaniu tego czy termiczny napęd jądrowy mógłby pomóc w szybszym dotarciu do Czerwonej Planet, lub nawet w odleglejsze rejony Układu Słonecznego. W tym rodzaju napędu, zamiast spalać paliwo z tlenem, reaktor jądrowy podgrzewa materiał pędny, taki jak wodór. Przegrzane paliwo wystrzeliwuje następnie z dyszy rakiety, napędzając statek kosmiczny. Metoda ta jest znacznie bardziej wydajna niż rakiety chemiczne.
.Jak wskazują astronomowie, termiczny napęd jądrowy pozwoliłby na skrócenie o połowę czasu podróży na Marsa, z dziewięciu miesięcy do około 4-5 miesięcy. Wzrost wydajności wynika z faktu, że reaktory jądrowe wytwarzają znacznie więcej energii na jednostkę paliwa niż reakcje chemiczne. Również astronauci otrzymywaliby mniej szkodliwego promieniowania podczas krótszych podróży, mimo że sam silnik je wytwarza.
Wynika to z faktu, że członkowie załogi są nieustannie bombardowani promieniowaniem kosmicznym podczas swoich podróży, a skrócenie jej czasu o połowę znacznie zmniejsza ich ogólną ekspozycję. Silniki te najbardziej nadawałyby się do dużych statków kosmicznych, które muszą szybko przyspieszać i zwalniać, idealne do misji na Księżyc i Marsa, gdzie wymagane są szybkie zmiany prędkości o co najmniej 25 tysięcy kilometrów na godzinę.
W przeprowadzonym badaniu, nazwanym „Alumni”, które skupiało się na bezpieczeństwie, zakładało, że reaktor jądrowy aktywowany byłby tylko wtedy, gdy statek kosmiczny znajdowałby się daleko od Ziemi na bezpiecznej orbicie. Przed aktywacją paliwo uranowe miałoby bardzo niską radioaktywność i było nietoksyczne. Specjalne osłony chroniłyby załogę przed promieniowaniem podczas krótkiej, trwającej mniej niż dwie godziny pracy silnika. Reaktor zostałby zaprojektowany tak, aby nigdy nie powrócić do ziemskiej atmosfery.
Inżynierowie analizowali technologię przez pond rok i doszli do wniosku, że jest ona możliwa do wprowadzenia. Wciąż jednak wymaga testów laboratoryjnych, nowej konstrukcji reaktora ceramiczno-metalowego i rozwiązywania wyzwań technicznych, takich jak zakup paliwa.
.Jak wskazują badacze z ESA, termiczny napęd jądrowy może zrewolucjonizować podróże kosmiczne, czyniąc misje na Marsa i Księżyc szybszymi i bardziej efektywnymi. Chociaż technologia ta jest obiecująca i wydaje się bezpieczna, minie wiele lat rozwoju, zanim powstaną statki kosmiczne z tak napędzane zmierzające na Czerwoną Planetę.
Oprac. EG
