NASA a americká armáda plánujú otestovať jadrový raketový motor vo vesmíre už v roku 2027, čo môže v nadchádzajúcich desaťročiach spôsobiť revolúciu v tom, ako ľudia cestujú vesmírom.
Tieto dve agentúry budú pracovať na systéme jadrového tepelného pohonu (otvorí sa v novom okne) , technológii, ktorú chce NASA použiť na vyslanie ľudí na Mars koncom 30. rokov 20. storočia. Ale testovacia misia - známa ako demonštračná raketa pre Agile Cislunar Operations alebo program DRACO (Otvorí sa v novom okne) - by nezahŕňala astronautov.
Zástancovia rakiet s jadrovým pohonom už dlho zdôrazňujú výhody: umožňujú kozmickým lodiam cestovať rýchlejšie, prepravovať ťažšie náklady ľudí a nákladu a využívať palivo efektívnejšie ako dnešné rakety na chemickej báze. V poslednej dobe sa táto myšlienka rozprúdila a tento rok sa na projekt vyčlenilo 110 miliónov dolárov.
Nie je jasné, koľko bežných ľudí vie o technológii a či projekt obnoví obavy z jadrových katastrof. Vedúci predstavitelia NASA a obrany tvrdia, že raketa bude bezpečná pre ľudí na zemi a nakoniec urobí aj cestovanie do vesmíru pre astronautov bezpečnejšie: Rýchlejšie cesty znamenajú, že budú menej vystavení škodlivému kozmickému žiareniu.
Ale na konferencii Amerického inštitútu pre letectvo a astronautiku, kde bola nová spolupráca ohlásená v utorok vo Washingtone, DC, mohol moderátor hovoriť za kolektívne svedomie, keď povedal: „Je zrejmé, že verejnosť povie: „Vy“ nasadíš mi reaktor nad hlavu?"
"Vysielame rádioaktívne materiály do vesmíru, ale celý proces sme navrhli tak, aby bol bezpečný," povedala Stefanie Tompkinsová, riaditeľka Agentúry pre obranné pokročilé výskumné projekty, výskumnej a vývojovej zložky armády, ktorá vedie celkový program. "Čiastočným dôvodom, prečo to robiť vo vesmíre mnohými spôsobmi, je, že je to bezpečnejšie, ako keby ste to museli robiť na Zemi."
Ako by jadrové rakety zmenili cestovanie vesmírom?
Experti označili rakety s jadrovým pohonom pre Mashable za technológiu skoku vpred, na úrovni vozňa na koni a buginy cez parnú lokomotívu alebo pevnú linku až po smartfón. Práve teraz sa inžinieri spoliehajú na otáčanie sa okolo planét, aby získali zosilnenie gravitácie (Otvorí sa v novom okne) , čo je ďalší oomph potrebný na vyslanie vesmírnych sond hlboko do slnečnej sústavy. Ale jadrová energia by oslobodila misie od toho, že by museli čakať niekedy roky na správne načasovanie obežných dráh.
"Otvárate vonkajšiu slnečnú sústavu vedeckému prieskumu. Nemusíte čakať, kým sa planéty zosúladia. Príležitosti na štart budete mať každý rok," povedal Dale Thomas, zástupca riaditeľa Alabamskej univerzity v Huntsville. Výskumné centrum pohonu. "A mimochodom, keďže hovoríme o priamych trajektóriách, dostanete sa tam asi za polovicu času."
S jadrovo-tepelným pohonom by cesta na Mars mohla trvať len dva mesiace namiesto deviatich, v závislosti od cesty, ktorú podnikneme, uviedli inžinieri. A skrátenie času cesty by malo výhodu v obmedzení zásob potrebných na takúto cestu.
Prečo USA prestali testovať jadrové rakety?
Posledné testy jadrového tepelného raketového motora v Spojených štátoch sa uskutočnili pred viac ako 50 rokmi. Národné laboratórium Los Alamos v Novom Mexiku počas toho pomáhalo stavať jadrové rakety pre program NASA Project Rover. Program sa skončil v roku 1972 (Otvorí sa v novom okne) , keď prezident Richard Nixon urobil politické rozhodnutie znížiť financovanie ľudských misií na Mars a namiesto toho zamerať výdavky na raketoplán a výskum na nízkej obežnej dráhe Zeme.
Jadrový tepelný pohonný systém by pumpoval kvapalný vodík cez reaktor, kde by sa atómy uránu rozdelili a uvoľnili teplo. Tento proces, známy ako štiepenie (otvorí sa v novom okne) , by premenil vodík na plyn a vypudil ho cez trysku, čím by sa vytvoril ťah na pohon vesmírnej lode.
"Otvárate vonkajšiu slnečnú sústavu vedeckému prieskumu. Nemusíte čakať, kým sa planéty zosúladia. Každý rok budete mať príležitosti na štart."
„Zmena hry“ pri vývoji technológie je dnes nová forma uránu, ktorý sa nepovažuje za materiál na výrobu zbraní. To otvára dvere pre komerčné vesmírne spoločnosti, aby po testovacej misii pracovali na vedľajších produktoch, povedala Pam Melroy, zástupkyňa správcu NASA.
Tento nízko obohatený urán (Otvorí sa v novom okne) však predstavuje pre NASA jednu z najväčších výziev. Materiály v priamom kontakte s palivom reaktora musia odolať viac ako 4 600 stupňom Fahrenheita, čo je približne polovica teploty slnečného povrchu.
Sú rakety s jadrovým pohonom bezpečné?
Pokiaľ ide o bezpečnosť, inžinieri tvrdia, že jadrové systémy by sa na štartovacej rampe vôbec nepoužili. V skutočnosti je to jedna z najbežnejších mylných predstáv o technológii. V rámci hybridného prístupu by chemické rakety dostali kozmickú loď zo zeme. Potom, keď sa loď vyšplhala do nadmorskej výšky vo vesmíre medzi 400 až 1300 míľami – výrazne nad Medzinárodnou vesmírnou stanicou (Otvorí sa v novom okne) – prevezmú vládu jadrové motory. To je dôležité, aby sa zabezpečilo, že materiál už nebude rádioaktívny v čase, keď opäť vstúpi do zemskej atmosféry, povedal Melroy.
Ak z nejakého dôvodu chemická raketa vybuchne a jadrový motor skončí v oceáne, jadrový hardvér stále nemôže byť "kritický", povedal Thomas. Raketový systém vo vesmíre nefunguje, kým nedosiahne obežnú dráhu.
Azda najväčšie bezpečnostné riziká prichádzajú do úvahy počas pozemného testovania, čo je zásadný krok pred spustením. Inžinieri budú potrebovať obrovské zariadenia, ktoré ešte neexistujú na zachytávanie výfukových plynov, odporúčanie, ktoré vyšlo v nezávislej správe z roku 2021 (Otvorí sa v novom okne) , ktorú NASA požiadala od národných akadémií na štúdium jadrového pohonu. Nová výstavba alebo úpravy existujúcich zariadení by mohli stáť miliardy dolárov.
Bezpečné testovacie zariadenia sú úvahou, ktorá sa neuskutočnila pred desiatkami rokov, keď inžinieri pracovali na starších verziách týchto systémov, povedal Roger Myers, letecký konzultant, ktorý spolupredsedal štúdii Národných akadémií.
"Americká vláda odpálila jadrové raketové motory v púšti v Nevade v noci, koncom 60. a začiatkom 70. rokov, a odpálili ich pod holým nebom," povedal Myers. "Dnes sme oveľa opatrnejší."
Riziká ožiarenia pre astronautov
Možno prekvapivo odborníci tvrdia, že budúcim astronautom by kvôli motoru nehrozilo väčšie riziko ožiarenia – ich väčším záujmom by stále bolo žiarenie v hlbokom vesmíre (Otvorí sa v novom okne) zo slnka. To vychádza z dizajnu lode, povedal Thomas. NASA má výskumný grant na modelovanie toho, ako by mohla byť kozmická loď skonštruovaná tak, aby fungovala s raketovými motormi poháňanými jadrovým pohonom.
Posádka by bola vpredu a motor vzadu, medzi nimi by bola veľká nádrž na vodík. Vodík je náhodou výnimočný pohlcovač neutrónov. Preklad: "Je to ako keby tvoje palivo bol tvoj štít," povedal Thomas. "Povedal by som, že ste v skutočnosti v lepšom stave s jadrovo-tepelnou" raketou ako so starým chemickým systémom.
"Je to ako keby tvoje palivo bol tvoj štít."
Ďalším bonusom pre astronautov je, že rakety s jadrovým pohonom poskytujú posádke šancu prerušiť misiu v hlbokom vesmíre. Na chemických motoroch, akonáhle kozmická loď zamieri na Mars, nebude možné sa vrátiť, kým sa planéty opäť nezoradia.
Jadrové tepelné vs. jadrové elektrické rakety
Iné druhy jadrového pohonu (Otvorí sa v novom okne) sa v rámci spoločného programu DRACO nevyvíjajú, ako napríklad jadrová elektrická energia. Jadrovo-elektrická raketa by použila reaktor na výrobu elektriny ako malá elektráreň. Myers verí, že NASA by mala investovať do všetkých z nich, pretože majú rôzne výhody pre cestovanie do vesmíru. Ale pripojiť sa k ministerstvu obrany v tomto projekte jadrovo-tepelného testu bolo rozumné spojiť zdroje, povedal.
V tom všetkom je niečo aj pre ľudí, ktorých nohy sú vysadené na Zemi. Ak vedci a inžinieri dokážu vyvinúť palivo a reaktor, ktorý dokáže dosiahnuť extrémne vysokú teplotu, mohlo by to viesť k bezpečnejším jadrovým elektrárňam na zemi.
V tom všetkom je niečo aj pre ľudí, ktorých nohy sú vysadené na Zemi. Ak vedci a inžinieri dokážu vyvinúť palivo a reaktor, ktorý dokáže dosiahnuť extrémne vysokú teplotu, mohlo by to viesť k bezpečnejším jadrovým elektrárňam na zemi.
