Napęd jądrowy w statkach kosmicznych? ESA sfinansuje badania

W ostatnich latach eksploracja przestrzeni kosmicznej o rozwoju nowych technologii nabrała dużego tempa, o czym może świadczyć fakt, że w XXI wieku nie tylko Stany Zjednoczone lub Rosja (w XX w. ZSRR) odgrywają istotne role w wyścigu kosmicznym. Państwowe ośrodki zdecydowanej większości krajów współpracują w zakresie badań, opracowywania nowych sond naukowych, satelitów. Rewolucja technologiczna dotyczy różnego rodzaju statków kosmicznych oraz ich podzespołów. Na łamach naszego portalu wielokrotnie informowaliśmy o innowacyjnych projektach prywatnych przedsiębiorstw, tj. amerykańśka firma Relativity Space, która jakiś czas temu przeprowadziła lot testowy systemu nośnego Terran 1, którego części zostały wyprodukowane przy pomocy drukarki 3D. Zmiany te są widoczne nie tylko za oceanem, ale również w Europie, czego przykładem jest jeden z projektów finansowanych przez Europejską Agencją Kosmiczną (ESA) o nazwie RocketRoll, czyli pReliminary eurOpean reCKon on nuclEar elecTric pROpuLsion for space appLications.

RocketRoll to projekt mający na celu zbadanie wykorzystania napędu jądrowego do głębokiej eksploracji kosmosu, co może być następstwem klasycznych metod zasilania statków kosmicznych. Obecnie w technologii kosmicznej bowiem stosuje się różne rodzaje jednostek napędowych, np. silniki zasilane mieszanką chemiczną lub energią słoneczną. Te ostatnie są używane przy sondach badawczych, satelitach lub łazikach. Wraz z rozwojem nowych technologii wykorzystanie tego typu materiałów może mieć swoje granice. Przykładowo opracowywanie cięższych i większych rakiet spowoduje, że potrzeba będzie bardzo dużej ilości mieszanki chemicznej potrzebnej do głębokiej eksploracji kosmosu. Z drugiej strony urządzenia wykorzystujące energię słoneczną mogą otrzymać jej niewystarczającą ilość podczas eksploracji miejsc, do których promienie słoneczne nie dochodzą.

Badanie jest prowadzone przez naukowców z Politechniki Czeskiej w Pradze, Instytutu Systemów Kosmicznych (IRS) z Uniwersytetu w Stuttgarcie oraz inżynierów OHB Czechspace z OHB System w Bremie specjalizujących się w systemach napędowych. Zgodnie z założeniami, specjaliści będą mieli 11 miesięcy na przeprowadzenie badań osiągów oraz wykonalności napędu nuklearnego i ich przewagi nad klasycznymi systemami. Projekt został opisany również w oświadczeniu wydanym przez OHB Czechspace, w którym szef działu zarządzania projektami, Jakub Sevecek, stwierdził, że celem badania jest zbadanie możliwości wykorzystania paliwa jądrowego w wymagających misjach logistycznych i eksploracyjnych w przestrzeni kosmicznej.

Zastosowanie napędu elektrycznego opartego na technologii jądrowej w wymagających misjach kosmicznych było w przeszłości przedmiotem wielu badań. Dzięki obecnym technologiom temat ten jest ponownie aktualny w Europie. W rzeczywistości napęd jądrowy może być bardziej wydajny niż najbardziej wydajny napęd chemiczny lub napęd elektryczny ograniczony energią słoneczną, umożliwiając eksplorację miejsc, do których nie może dotrzeć żadna inna technologia. Jest to duże wyzwanie dla przyszłych misji kosmicznych, na przykład poza naszym Układem Słonecznym.
dr Jan Frýbort, Politechnika Czeska w Pradze

Warto podkreślić, że tego typu technologia nie byłaby użyta podczas startu rakiety nośnej, jeszcze na Ziemi, ani w momencie rozdzielenia się stopni systemu, gdyż ryzyko skażenia naszej planety materiałem radioaktywnym byłoby zbyt duże. Uważa się jednak, że uruchomienie takiego silnika na orbicie okołoziemskiej w celu transportu danego ładunku dalej byłoby bezpieczne. Wyniki będą znane w ciągu najbliższego roku i staną się podstawą do dalszych działań i programów ESA.

Nad projektem napędu nuklearnego do głębszej eksploracji kosmosu pracuje również NASA, która w ramach współpracy z DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) ma stworzyć całkowicie nową rakietę, o co najmniej trzykrotnie lepszych możliwościach od obecnych rakiet o napędzie chemicznym. Ma ona zapewnić wysoki stosunek ciągu do masy oraz zwiększoną wydajność, co umożliwi także wojsku tworzenie bardziej zaawansowanych pojazdów o lepszej zdolności manewrowania w przestrzeni kosmicznej. Nowa rakieta będzie nosić nazwę DRACO (Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations).