NASA zbuduje nową rakietę z napędem nuklearnym. Dzięki niej dolecimy na Marsa w ciągu zaledwie 45 dni

W tym artykule:

1. Ile leci się na Marsa?
2. Jak skrócić czas podróży na Marsa?
3. Jak ma działać napęd jądrowy?
4. Jak szybko można dolecieć na Marsa?

Agencje NASA i DARPA ogłosiły nawiązanie współpracy, której celem jest stworzenie nowego napędu nuklearnego. Jądrowy termiczny silnik rakietowy ma zostać wykorzystany w przyszłych misjach kosmicznych na Marsa.

– NASA wspólnie z długofalowym partnerem DARPA zamierzają zademonstrować nowy termiczny napęd jądrowy już w 2027 r. – zapowiedział Bill Nelson, administrator NASA. Napęd będzie częścią eksperymentalnego pojazdu kosmicznego DRACO (Demonstration for Rocket to Agile Cislunar Operations). Ma on powstać, by przetestować możliwości nowego silnika.

Nowy napęd jądrowy pomoże skrócić czas podróży na Marsa. A co za tym idzie – uczynić przyszłe misje na Czerwoną Planetę mniej niebezpiecznymi i mniej kosztownymi.

Ile leci się na Marsa?

Załogowa misja na Marsa to marzenie zarówno państwowych agencji kosmicznych różnych krajów, jak i właścicieli prywatnych spółek. Jednak mimo buńczucznych zapowiedzi np. Elona Muska, tworzących wrażenie, że Marsa jest w zasięgu ręki, odwiedzenie Czerwonej Planety to projekt drogi, niebezpieczny i bardzo skomplikowany.

Silnik jonowy. Jak działa, gdzie jest wykorzystywany i jak daleko można dzięki niemu polecieć w kosmos?

Ludzkości marzy się dalsza eksploracja kosmosu, a nawet jego kolonizacja. W tym celu potrzebne są napędy rakietowe. Należy do nich m.in. silnik jonowy. Jakie są jego właściwości?

Szacuje się, że wysłanie tam ludzi – a następnie, po zakończeniu badań globu, sprowadzenie ich z powrotem – trwałoby około trzech lat. Misje na Marsa wyruszają raz na 26 miesięcy, kiedy obie planety znajdują się najbliżej siebie. Lot z wykorzystaniem obecnie dostępnych technologii opartych na paliwie chemicznym trwa między 6 a 9 miesięcy.

Jak skrócić czas podróży na Marsa?

Ponadpółroczna podróż w jedną stronę to bardzo długo. Biorący w niej udział astronauci przez ten czas narażeni byliby na negatywne skutki mikrograwitacji i promieniowania kosmicznego. Musieliby również zabrać ze sobą odpowiednio dużo zapasów. To wszystko komplikuje plan przyszłej misji. I sprawia, że każdy miesiąc, tydzień, a nawet dzień, o jaki dałoby się ją skrócić, jest na wagę złota.

Nowy jądrowy napęd – poza skróceniem czasu podróży – przyniósłby też dodatkowe korzyści. „Obejmowałyby one powiększenie pojemności rakiety dostępnej dla instrumentów naukowych oraz zwiększenie zasobów energii, której można by użyć do komunikacji i badań naukowych” – czytamy w komunikacie NASA.

Jak ma działać napęd jądrowy?

„W jądrowym termicznym silniku rakietowym wykorzystywany jest reaktor jądrowy, który wytwarza ekstremalnie wysoką temperaturę” – podaje NASA. „Produkowane przez reaktor ciepło przenoszone jest do ciekłego paliwa. Rozszerza się ono, a następnie jest wypuszczane przez dyszę, napędzając statek”.

Porozumienie zakłada, że NASA zajmie się rozwojem technologii napędu jądrowego. Natomiast DARPA weźmie na siebie konstrukcję eksperymentalnego statku. Przedstawiciele agencji zakładają, że już za cztery lata powstanie silnik, którego działanie zostanie zaprezentowane w przestrzeni kosmicznej.

Jak szybko można dolecieć na Marsa?

Pomysł, by wykorzystać energię uwalnianą w czasie rozpadu jądrowego do napędzania statków kosmicznych, nie jest nowy. Już w 1955 r. amerykańskie Siły Powietrzne i Komisja Energii Atomowej zainicjowały program nazwany Project Rover. Jego celem miało być opracowanie silnika jądrowego dla statków kosmicznych, który zostałby włączony dopiero w kosmosie – by uniknąć zagrożenia skażeniem promieniotwórczym na Ziemi.

Pod kosmicznymi żaglami. Jak podbić Wszechświat?

Tak daleko jest do gwiazd. Czy kiedykolwiek będziemy na tyle szaleni, żeby tam polecieć?

W 1959 r. Siły Powietrzne zastąpiła agencja kosmiczna NASA. Rozpoczęły się prace nad silnikiem nuklearnym, który miałby zostać użyty do długich lotów kosmicznych. Jednak w latach 70., po zakończeniu programu Apollo, budżet na rozwijanie napędów jądrowych został drastycznie zredukowany. Ostatecznie nie udało się nawet przeprowadzić żadnych testów.

NASA powróciła do projektu stworzenia jądrowego termicznego silnika dopiero kilka lat temu. W 2017 r. ogłoszono rozwijanie napędu NPT, czyli Nuclear Thermal Propulsion. „W miarę eksploracji Układu Słonecznego widać, że napęd jądrowy to jedyna realna technologia mogąca pozwolić ludziom stanąć na powierzchni Marsa” – pisano wówczas w komunikacie. Pojawiły się głosy, że dzięki wykorzystaniu energii jądrowej można by skrócić podróż na Marsa do zaledwie 100 dni.

Tym razem inżynierowie NASA zachowali ostrożność. Przy okazji ogłaszania współpracy z DARPA nie podano, ile miałaby trwać przyszła podróż na Czerwoną Planetę. Bill Nelson powiedział tylko, że nowy napęd pozwoli eksplorować daleki kosmos z rekordową prędkością. Jednak jedna z technologii, którą chce rozwijać NASA, zaproponowana przez prof. Ryana Gosse'a z Uniwersytetu Florydy zakłada, że czas lotu na Marsa mógłby skrócić się nawet do 45 dni. Czyli do półtora miesiąca.

Źródła: NASA, Universe Today, Science Alert.

Nasz ekspert

Magdalena Salik

Dziennikarka naukowa i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Pasjami czyta i pisze, miłośniczka literatury popularnonaukowej i komputerowych gier RPG. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com