Pierwszy statek kosmiczny z napędem jądrowym

Amerykańska Agencja Zaawansowanych Projektów Badawczych w Obszarze Obronności (DARPA) oświadczyła, że w ramach jej programu DRACO już za 4 lata na ziemskiej orbicie zostanie przeprowadzony test napędu jądrowego nowej generacji. Teraz dochodzą do nas wieści, że NASA zleciła koncernowi Lockheed Martin budowę takiego napędu do wykorzystania w statkach kosmicznych, które wezmą udział w misjach na obce planety.

NASA nie kryje, że planuje wykorzystanie tej technologii w programie Artemis, czyli kolonizacji Księżyca, jeszcze w tej dekadzie. Plany sięgają jednak jeszcze dalej. Statki kosmiczne z napędem jądrowym wezmą udział również w kolonizacji Marsa.

Inżynierowie z firmy Lockheed Martin opracowują jądrowy napęd termiczny (NTP). Oferuje on wysoki stosunek ciągu do masy, ok. 10 tysięcy razy większy, niż napęd elektryczny i nawet 5 razy większy, niż impuls właściwy w rakietach o napędzie chemicznym. Oznacza to, że nawet najpotężniejsze rakiety jak Starship od SpaceX czy Space Launch System od NASA, nie mają żadnych szans ze statkiem kosmicznym z takim napędem.

NASA zapowiada, że Program Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations (DRACO) może wystartować już w 2027 roku. Naukowcy zapewniają, że innowacyjny silnik nowej generacji NTP-DRACO nie będzie w spalinach emitował pierwiastków promieniotwórczych. Jego użycie na Ziemi będzie w pełni bezpieczne. Reaktor oparty na rozszczepieniu będzie wykorzystywał specjalny nisko wzbogacony uran o wysokim stopniu czystości (HALEU).

NTP działa na zasadzie pompowania ciekłego paliwa napędowego, w przypadku DRACO kriogenicznego wodoru przez rdzeń reaktora, w którym atomy uranu rozdzielają się w wyniku rozszczepienia. Proces ten podgrzewa wodór, przekształcając go w gaz i przepuszcza go przez dyszę w celu wytworzenia ciągu. Eksperci uważają, że pierwsze pojazdy z takimi napędami będą ruszały w podróż ku najbliższym planetom bezpośrednio z orbity. Mają być one również tam produkowane.

— Te potężniejsze i wydajniejsze jądrowe systemy napędowe termiczne mogą zapewnić krótszy czas transportu między miejscami docelowymi — powiedział Kirk Shireman, wiceprezes Lunar Exploration Campaigns w Lockheed Martin Space.

Przyszłość to napędy jądrowe, które nie tylko skrócą czas podróży po Układzie Słonecznym, ale również w końcu będzie można normalnie manewrować pojazdami kosmicznymi, co ma kluczowe znaczenie w badaniach obcych ciał niebieskich. Jest to również koniecznością przy eksploracji planet i budowie tam kolonii.

Korzyści z wykorzystania technologii porzuconych dekady temu jest wiele. W przypadku napędów jądrowych pojawią się nowe możliwości wynoszenia o wiele cięższych ładunków, ponieważ rakieta wyposażona w napęd DRACO waży o połowę mniej od standardowej. Rząd USA planuje upowszechnienie napędów jądrowych i kompaktowych reaktorów pod koniec lat 20. i na początku 30., gdy wejdą w decydującą fazę plany pierwszej misji załogowej na Wenus i Marsa.