Lockheed Martin vyvíja raketu s jadrovým pohonom. Poletí na Mesiac, aj na Mars

Pri pilotovaných letoch na Mars platí staré klišé, že čas pracuje proti nám. V tomto prípade hovoríme o dĺžke letu v medziplanetárnom priestore. Toto prostredie totiž nie je práve prívetivé k budúcim astronautom. Pri súčasných chemických pohonoch by trval let k červenej planéte zhruba 7 mesiacov a rovnako dlho aj cesta späť.

Takáto dlhá expozícia radiáciou z kozmického žiarenia a slnečného vetra predstavuje vážne zdravotné riziko. Pracuje sa síce na jej efektívnom tienení, ale to je vždy o hrúbke a hmotnosti tieniacej bariéry, ktorá zvyšuje nároky na palivo. Celú kozmickú loď to zmení na nemotorného obra. Ďalším riešením je maximálne skrátiť čas letu. Vyžaduje to nové pohony, ale práve tu svitá nádej v podobe projektu motora s jadrovým tepelným pohonom (Nuclear Thermal Propulsion, NTP).

Už v januári tohto roku sme písali v článku o spolupráci amerických agentúr NASA a DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) na projekte jadrového tepelného raketového motora, ktorý umožní pilotované lety na Mars. Dnes o tomto projekte vieme o čosi viac.

Armádna výskumná agentúra DARPA uzavrela so spoločnosťou Lockheed Martin kontrakt na vývoj a realizáciu motora NTP. Na cislunárne misie (za obežnú dráhu Mesiaca) a do hlbokého vesmíru by mal začať lietať do roku 2027.

Demonštrátor vesmírneho remorkéra s jadrovým pohonom DRACO

Zaujímavé je, že chemické raketové motory, ktoré sa používajú dodnes, dosiahli hranicu svojich teoretických limitov v roku 1942, práve keď uskutočnili svoje prvé úspešné lety.

Líšia sa síce používaným typom paliva (rafinovaný letecký petrolej, kvapalný vodík, kvapalný metán a v okrajovej miere pri malých raketách aj iné palivá, plus kvapalný kyslík ako okysličovadlo), ale fyzikálne limity zostávajú viac-menej rovnaké. Väčší ťah dosahujeme pomerne primitívnym spôsobom – vyšším počtom motorov a väčšou raketou.

Trochu inak fungujú elektro-iónové motory, kde sa plazma urýchľuje v elektromagnetickom poli. Majú síce malý ťah, ale dokážu akcelerovať veľmi dlho. Používajú sa preto pri niektorých medziplanetárnych sondách. Pre pilotované lety ťažkých kozmických lodí sa ale veľmi nehodia.

Motory s jadrovým tepelným pohonom (NTP) sľubujú ťah o niečo väčší ako u chemických motorov, ale až päťkrát vyššiu účinnosť. Skrátili by misiu na Mars a umožnili by aj lacnejšie a bezpečnejšie výpravy na budovanie a zásobovanie základne na Mesiaci.

Projekt DARPA s názvom Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations (DRACO) sa zameriava na vytvorenie novej technológie motora založenej na špeciálnom jadrovom reaktore High-Assay Low-Enriched Uranium (HALEU). Počas letu by tento reaktor zahrieval kryogénny vodík na extrémne horúci plyn, ktorý by skrz dýzu motora vytváral ťah na pohon rakety.

Jadrový pohon DRACO nebude použitý pri štarte zo Zeme. Na obežnú dráhu sa dostane v podobe nákladu na hornom stupni rakety s klasickým chemickým pohonom. NTP motor DRACO by sa zapol až na obežnej dráhe. Lockheed Martin na vývoji nového pohonu spolupracuje s BWXT Advanced Technologies, pričom prvý let je plánovaný v roku 2027.

„Tieto výkonnejšie a efektívnejšie jadrové tepelné pohonné systémy môžu poskytnúť rýchlejšie časy letu k vzdialeným cieľom vo vesmíre. Skrátenie času prechodu je nevyhnutné pre ľudské misie na Mars, aby sa obmedzilo vystavenie posádky žiareniu,“ povedal Kirk Shireman, viceprezident Lunar Exploration Campaigns v Lockheed Martin.

Vlečný remorkér s jadrovým pohonom môže spôsobiť revolúciu pri letoch za obežnú dráhu Zeme, vrátane prepravy astronautov a materiálu na Mesiac.

Kým jadrové systémy pohonu sú novou oblasťou, Lockheed Martin má dlhú históriu a odborné znalosti v oblasti iných jadrových technológií. Postavil mnoho rádioizotopových termoelektrických generátorov pre planetárne misie NASA. Také používajú aj marťanské rovery Curiosity a Perseverance.

Lockheed Martin sa tiež intenzívne venoval riešeniam na skladovanie a prepravu kryogénneho vodíka. Táto kľúčová technológia bude potrebná pri prieskume hlbokého vesmíru nielen pre NTP, ale aj pre konvenčné pohonné systémy, aké používa aj raketa SLS pre lunárne misie. Pripomeňme však, že SpaceX v prípade Starship – Super Heavy stavia namiesto vodíka na tekutý metán.