Reklama

KOSMONAUTYKA

Silnik kosmiczny, który ma ujarzmić moc atomu. Koncepcja na zlecenie NASA

Ilustracja: Ultra Safe Nuclear Corporation [usnc.com]
Ilustracja: Ultra Safe Nuclear Corporation [usnc.com]

Amerykańska firma Ultra Safe Nuclear Technologies, będąca spółką zależną Ultra Safe Nuclear Corporation z Seattle w stanie Waszyngton - zadeklarowała ukończenie zamówionej koncepcji bezpiecznego napędu nuklearnego dla systemów nośnych, stworzonej z myślą o międzyplanetarnej eksploracji kosmicznej NASA. Zadanie realizowano w ramach badań finansowanych przez amerykańską agencję kosmiczną nad jądrowymi systemami napędowymi umożliwiającymi dotarcie do najbliższych nam obiektów Układu Słonecznego - Księżyca i Marsa.

Zaprojektowany napęd ma charakteryzować się potencjałem wytwarzania wystarczająco dużego ciągu, aby o ponad połowę skrócić czas trwania przelotu na Księżyc. Jak deklarują przedstawiciele USNC-Tech, z ich dotychczasowych pomiarów i obliczeń wynika, że silnik nuklearny ich projektu może generować ponad dwukrotnie większy impuls właściwy niż oferują to współczesne najefektywniejsze napędy rakietowe (bazujące na procesie spalania chemicznego materiału pędnego). Bezpieczne uzyskiwanie tak wysokich osiągów mają umożliwić istniejące pasywne rozwiązania zapewniające kontrolowany i izolowany przebieg reakcji jądrowej.

"Nasz silnik wykorzysta pełnię potencjału, jaki oferują nam sprawdzone technologie, będąc wolnym od podatności na awarie z poprzednich koncepcji NTP (Nuclear Thermal Propulsion – przyp. red.) i oferuje impuls właściwy ponad dwukrotnie większy niż w przypadku systemów chemicznych" – deklaruje dr Michael Eades, główny inżynier w Ultra Safe Nuclear Technologies (USNC-Tech). "Chcemy przewodzić wysiłkom zmierzającym do otwierania nowych granic w kosmosie i robić to szybko oraz bezpiecznie" - zapewnia.

Silnik USNC-Tech, według podawanych parametrów projektu, miałby pozwolić na wykonanie przelotu na Marsa w ciągu zaledwie trzech miesięcy i zapewnić liczony w godzinach, a nie dniach transport na powierzchnię Księżyca. Zamysłem jest w tym przypadku przyspieszenie realizacji planów budowy stacji badawczej na jego powierzchni.

image
Ilustracja: Ultra Safe Nuclear Corporation [usnc.com]

Jak przedstawiają to autorzy koncepcji, osiągnięcie oczekiwanych rezultatów mają umożliwiać silnikowi NTP aktualne postępy w projektowaniu paliw jądrowych i pasywnych metod ich zabezpieczania. Część z nich firma USNC deklaruje jako swoje własne innowacje, wśród których wyszczególnia patent kapsułkowego wkładu paliwowego (Fully Ceramic Micro-encapsulated fuel, FCM™), obejmującego granulat uranowy w płaszczu ceramicznym (TRISO) zamknięty w gęstej matrycy z węgliku krzemu. We wnętrzu każdej pojedynczej frakcji tego materiału paliwowego (granulatu) znajduje się niewielkie jądro z nisko wzbogaconego uranu (High-assay low-enriched uranium - HALEU).

Rozwiązanie uważane jest za wyjątkowo korzystne dla funkcjonowania reaktorów wysokotemperaturowych - nie tylko tych naziemnych, ale - jak ma okazać się niebawem - także tych kosmicznych. Przemawiać za tym ma przede wszystkim poprawiona charakterystyka bezpieczeństwa działania oraz elastyczność w dostosowaniu do wymogów inżynieryjnych konstrukcji. Samo FCM pozwoli natomiast, w razie zastosowania na statkach kosmicznych, łatwiej chronić astronautów oraz ich środowisko pracy przed niebezpiecznym promieniowaniem. Sam reaktor ma być łatwo konfigurowalny i zdatny do funkcjonowania w warunkach mikrograwitacji.

image
Ilustracja: Ultra Safe Nuclear Corporation [usnc.com]

Co istotne, napęd ma korzystać z wkładu paliwowego, który jest produkowany w zakładach wyspecjalizowanych w wytwarzaniu paliwa na potrzeby pracujących współcześnie elektrowni atomowych. Decydując się na wykorzystanie tego silnika, przedstawiciele NASA nie musieliby inwestować zatem w rozwój niezależnej infrastruktury produkcyjnej i transportowej. "Kluczem do projektu USNC-Tech jest świadome nakładanie się technologii reaktorów naziemnych i kosmicznych" – wyjaśnia dr Paolo Venneri, dyrektor generalny USNC-Tech. "To pozwala nam wykorzystać postęp w technologii jądrowej i infrastrukturze systemów naziemnych i zastosować je w naszych reaktorach kosmicznych" - zapewnił dalej.

Zaprojektowane z myślą o rozwoju komercyjnym, systemy NTP firmy USNC-Tech mają oferować te korzyści nie tylko podmiotom rządowym, jak NASA czy Departament Obrony USA. Koncern zapowiada, że otworzy nowe możliwości biznesowe, jak szybkie usługi przewozu globalnego z użyciem nuklearnych systemów nośnych na trajektoriach suborbitalnych (z przelotem pozaatmosferycznym).

Komentarze