Na Marsa polecimy rakietą z napędem jądrowym? Jest pewien problem
Załogowa podróż na Marsa to jedno z najśmielszych wyzwań ludzkości, które fascynuje naukowców i inżynierów od dekad. Sposobem na znaczne skrócenie czasu takiej wyprawy może być wykorzystanie napędu jądrowego. Rozwój tej technologii napotyka jednak na wiele przeszkód.
Napęd oparty na rozszczepieniu atomów, zwany nuklearnym cieplnym silnikiem rakietowym, może znacznie skrócić czas podróży między Ziemią a Marsem. Tradycyjne technologie napędowe wymagają lat, aby przebyć tę odległość, ale dzięki energii pochodzącej z rozszczepienia atomów czas ten można skrócić o sporą część. Dan Kotlyar, specjalista w dziedzinie inżynierii jądrowej z Georgia Institute of Technology, podkreśla, że rozwój tej technologii jest niezwykle istotny, ale w pracach nad nią obecne są spore wyzwania.
Trudności w zdobyciu paliwa
Jednym z głównych problemów napotykanych podczas rozwoju rakiet z napędem jądrowym jest dostępność paliwa. Historycznie Stany Zjednoczone i wielkie korporacje, m.in. General Electric, inwestowały w rozwój napędu jądrowego już od lat 50. Korzystające ze wzbogaconego uranu eksperymenty fundowane przez rząd USA zakończyły się jednak w 1973 roku.
Ze względu na związek tego surowca z produkcją broni atomowej, uran stał się ściśle regulowanym i trudno dostępnym materiałem. Dodatkowo, w ostatnich latach doszło do ograniczeń importu uranu z Rosji przez administrację Bidena, co jeszcze bardziej skomplikowało sytuację. Wszystko to sprawiło, że dostęp do tego surowca jest obecnie trudniejszy niż kiedykolwiek wcześniej.
HALEU - kompromisowe rozwiązanie?
Aby obejść problem z dostępnością wzbogaconego uranu, amerykański Departament Energii uruchomił w 2009 roku program Global Threat Reduction Initiative. Jego celem jest przekształcanie wysoce wzbogaconego uranu w tzw. HALEU (high-assay, low-enriched uranium z ang. uran o wysokiej próbie i niskim wzbogaceniu) - paliwo, które ma niższą zawartość materiału zdolnego do reakcji rozszczepienia.
Dan Kotlyar zauważa, że HALEU jest mniej wydajne niż tradycyjnie wzbogacony uran, przez co rakiety potrzebują go więcej, co naturalnie sprawia, że stają się cięższe. W praktyce zwiększenie masy rakiet w zasadzie ogranicza korzyści płynące z technologii cieplnego napędu nuklearnego, której główną zaletą jest niska masa. Z tego względu obecnie rozwój tych silników utknął w martwym punkcie.
Zdaniem badacza USA pracują jednak nad rozwojem tej technologii i poprawą efektywności silników do rakiet jądrowych, dzięki czemu w przyszłości stosowanie uranu o wysokiej próbie i niskim wzbogaceniu jako paliwa rakietowego może stać się sensowne.
***
Bądź na bieżąco i zostań jednym z 90 tys. obserwujących nasz fanpage - polub Geekweek na Facebooku i komentuj tam nasze artykuły!
