Nasa je v misiji, ki nas bo popeljala nazaj na Luno, na Mars in naprej, raziskovala številne pogonske pogone naslednje generacije. Medtem ko imajo obstoječi koncepti svoje prednosti - kemične rakete imajo visoko energijsko gostoto in ionski motorji so zelo varčni - naš upanje za prihodnost bo odvisna od tega, da bomo našli druge možnosti, ki združujejo učinkovitost in moč.
V ta namen raziskovalci v Nasinem vesoljskem letalskem centru Marshall ponovno iščejo jedrske rakete. Projekt Jedrski toplotni pogon (NTP) naj bi v okviru Nasinega razvojnega programa za spreminjanje iger videl ustvarjanje visoko učinkovitega vesoljskega plovila, ki bi lahko porabilo manj goriva za dostavo velikega bremena na oddaljene planete, in v relativno kratkem času .
Kot je v nedavni izjavi za tisk NASA dejal Sonny Mitchell, projekt projekta NTP v Nasinem vesoljskem centru za vesoljske polete Marshall:
"Ko se vdremo v sončni sistem, lahko jedrski pogon ponuja edino resnično izvedljivo tehnološko možnost za razširitev človeškega dosega na površje Marsa in na svetove onstran njega. Navdušeni smo, da delamo na tehnologijah, ki bi lahko odprle globok prostor za raziskovanje ljudi. "
Za to je NASA sklenila partnerstvo z BWX Technologies (BWXT), ameriškim energetskim in tehnološkim podjetjem s sedežem v Virginiji, ki je vodilni dobavitelj ameriških vladnih sestavnih delov in goriva. Da bi NASA pomagala pri razvoju potrebnih reaktorjev, ki bi podpirali morebitne prihodnje misije posadke na Mars, je hčerinska družba te družbe (BWXT Nuclear Energy, Inc.) dobila triletno pogodbo v vrednosti 18,8 milijona dolarjev.
V teh treh letih, ko bodo sodelovali z NASO, bo BWXT zagotovil tehnične in programske podatke, potrebne za izvajanje tehnologije NTP. To bo sestavljeno iz njih izdelave in testiranja prototipov gorivnih elementov ter pomagati NASA pri reševanju vseh jedrskih licenčnih in regulativnih zahtev. BWXT bo pomagal tudi NASA-inim načrtovalcem pri reševanju vprašanj izvedljivosti in cenovno ugodnega s svojim programom NTP.
Kot je o sporazumu povedal Rex D. Geveden, predsednik in glavni izvršni direktor BWXT:
„BWXT je izredno vesel, da sodeluje z NASA na tem vznemirljivem jedrskem vesoljskem programu v podporo misiji Mars. Smo edinstveno usposobljeni za načrtovanje, razvoj in proizvodnjo reaktorja in goriva za vesoljsko plovilo z jedrskim pogonom. To je primeren čas za usmeritev naših zmogljivosti na vesoljski trg, kjer vidimo dolgoročne možnosti rasti jedrskega pogona in jedrske površinske energije. "
V raketi NTP se uran ali devterij uporabljajo za segrevanje tekočega vodika v reaktorju in ga pretvori v ionizirani vodikov plin (plazmo), ki se nato usmeri skozi raketno šobo za ustvarjanje potiska. Druga možna metoda, znana kot jedrski električni pogon (NEC), vključuje isti osnovni reaktor, ki je svojo toploto in energijo pretvoril v električno energijo, ki nato poganja električni motor.
V obeh primerih se raketa zanaša na jedrsko cepitev, da ustvari pogon, ne pa kemična pogonska goriva, kar je bila doslej osnova NASA in vseh drugih vesoljskih agencij. V primerjavi s to tradicionalno obliko pogona oba tipa jedrskih motorjev ponujata številne prednosti. Prva in najbolj očitna je praktično neomejena gostota energije, ki jo ponuja v primerjavi z raketnim gorivom.
S tem bi zmanjšali skupno potrebno količinsko gorivo, s čimer bi zmanjšali težo izstrelitve in stroške posameznih misij. Zmogljivejši jedrski motor bi pomenil skrajšane čase potovanja. Nasa je že ocenila, da bi sistem NTP lahko potovanje na Mars opravil na štiri mesece namesto na šest, kar bi zmanjšalo količino sevanja, ki bi mu bili astronavti izpostavljeni med potjo.
Povedano, koncept uporabe jedrskih raket za raziskovanje Vesolja ni nov. NASA je v resnici na široko raziskala možnost jedrskega pogona v uradu za vesoljski jedrski pogon. Dejansko je med letoma 1959 in 1972 SNPO opravil 23 reaktorskih preskusov v postaji za razvoj jedrskih raket na AEC-ovem mestu Nevada v mestu Jackass Flats v Nevadi.
Leta 1963 je SNPO ustvaril tudi program Nuklearni motor za raketna vozila (NERVA), s katerim je razvil jedrsko-toplotni pogon za daljnosežno posadko na Luno in medplanetarni prostor. To je povzročilo ustanovitev NRX / XE, jedrsko-toplotnega motorja, za katerega je SNPO certificiral, da izpolnjuje zahteve za posadko na Mars.
Sovjetska zveza je podobne študije izvajala v šestdesetih letih prejšnjega stoletja, v upanju, da jih bo uporabila na zgornjih stopnjah svoje rakete N-1. Kljub tem prizadevanjem nobena jedrska raketa ni nikoli stopila v uporabo zaradi kombinacije zmanjšanja proračuna, izgube javnega interesa in splošne prenehanja vesoljske dirke po zaključku programa Apollo.
Toda glede na trenutno zanimanje za raziskovanje vesolja in ambiciozno misijo, ki je bila predlagana na Marsu in širše, se zdi, da bodo jedrske rakete končno videle službo. Ena izmed priljubljenih idej je večstopenjska raketa, ki bi se opirala tako na jedrski motor kot na običajne potisnike - koncept, znan kot "bimodalno vesoljsko plovilo". Glavni zagovornik te ideje je dr. Michael G. Houts iz Nasinovega vesoljskega letališkega centra Marshall.
Leta 2014 je dr. Houts izvedel predstavitev, v kateri je predstavil, kako bimodalne rakete (in drugi jedrski koncepti) predstavljajo "tehnologije, ki spreminjajo igre za raziskovanje vesolja". Kot primer je pojasnil, kako je sistem lansiranja vesolja (SLS) - ključna tehnologija v NASA-in predlagani posadki na Mars - lahko opremljen s kemično raketo v spodnji stopnji in jedrsko-termičnim motorjem na zgornji stopnji.
V tej namestitvi bi jedrski motor ostal "hladen", dokler raketa ne doseže orbite, na tem mestu pa bi se zgornja stopnja postavila in reaktor aktiviral za ustvarjanje potiska. Drugi primeri, navedeni v poročilu, vključujejo satelite dolgega dosega, ki bi lahko raziskovali Zunanji sončni sistem in Kuiperjev pas ter hiter in učinkovit prevoz za misije s posadko po celotnem Osončju.
Nova pogodba podjetja naj bi se začela izvajati do 30. septembra 2019. Takrat bo projekt jedrskega toplotnega pogona določil izvedljivost uporabe nizko obogatenega uranovega goriva. Po tem bo projekt nato eno leto preizkusil in izpopolnil svojo sposobnost izdelave potrebnih gorivnih elementov. Če gre vse v redu, lahko pričakujemo, da bo Nasin "Potovanje na Mars" morda le nekaj jedrskih motorjev!
