Americký Pentagon by podle všeho rád rozšířil operace satelitů až k Měsíci. A chtěli by toho dosáhnout dřív, než se to povede Číně, která má momentálně ostře sledovaný modul s roverem na odvrácené straně Měsíce, a také velké plány, včetně vyslání čínských astronautů na povrch Měsíce. Potřebují k tomu především pořádný pohon, který by měl zajistit hi-tech jaderný termální motor (NTP, Nuclear thermal propulsion) pro kosmické lodi. A ten by jim měla pořídit DARPA.
Není to poprvé, co se v USA snaží vyvinout podobný pohon. A minule to moc dobře nedopadlo. NASA sice ve výzkumu motoru postupovala vpřed, pak ho ale zařízl prezident Nixon, který dal přednost méně ambiciózním projektům. Teď je ale velká poptávka a technologie jsou také o notný kus dále. Jak USA, tak i Čína lační po lunárních základnách a minerálech, které by měly podporovat mise do vzdálenějších koutů Sluneční soustavy. Technologie jaderného termálního motoru by mohla dát Američanům klíčovou výhodu.
DARPA požaduje v rozpočtu na rok 2021 celkem 21 milionů dolarů na projekt DRACO (Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations). Kongres již na tento projekt přiklepl na letošní rok částku 10 milionů dolarů, které jsou určené na zahájení výzkumu tohoto zařízení. Pokud rozpočet schválený, tak by DARPA v příštím roce již měla stavět komponenty takového pohonu. Práce DARPA by měla skončit po otestování pohonu DRACO, který pak předají US Air Force pro rutinní lety mezi Zemí a Měsícem.
DRACO je nukleární termální pohonný systém s málo obohaceným uranem. V podstatě je to malý jaderný reaktor uvnitř kosmické lodi. Tento reaktor zahřívá palivo, tedy například vodík, který pak proudí tryskou do vesmíru a tlačí loď opačným směrem, jak je u reaktivních pohonů zvykem. Takový pohon by nesloužil ke startům ze zemského povrchu na oběžnou dráhu. Je vhodný pro delší lety vesmírem anebo k manévrování v okolí Země či jiných těles.
NASA pracuje na plánu vybudovat orbitální základnu u Měsíce, která by se měla vstát vstupní branou na Měsíc i do vzdálenějších končin Sluneční soustavy. Tato základna je součástí návratu Američanů na Měsíc, po neuvěřitelných padesáti letech. Mohlo by k tomu dojít v roce 2024, což by mohl být závěrečný rok druhého Trumpova mandátu.
Jaderný termální pohon by sestavili až na oběžné dráze. Postupně by je tam vynesly tradiční rakety s chemickým pohonem. Jestli tento koncept uspěje, přinesl by podstatné zrychlení kosmických lodí pro cesty v širokém okolní Země, včetně výprav na Mars. Pro armádu je zase jaderný termální pohon odpovědí na požadavky zvýšení manévrovacích schopností satelitů. Zatím ale není jasné, jak financování projektu dopadne. Prozatím financování běží, ale Pokud bude mít prezident s Kongresem jiný názor, nežli Pentagon a NASA, tak se situace může rázem zhoršit. Například Kongres nedávno snížil rozpočet na znovudobytí Měsíce. Trump chtěl na rok 2020 1,6 miliard dolarů, ale dostal jen 1,3 miliardy dolarů.
Vývoj takového pohonu není procházkou růžovým sadem. NASA v šedesátých letech mohla testovat jaderný termální pohon v poušti a vypouštět radioaktivní plyn do okolí, aniž by se nad tím někdo příliš dojímal. Dnes něco takové projde jen stěží. Proto by NASA mohla nahradit přinejmenším část terénních testů simulaci na superpočítači.
Video: Nuclear Thermal Propulsion (NTP)
Literatura
Kosmická loď s parním pohonem by mohla prakticky věčně létat vesmírem
Autor: Stanislav Mihulka (19.01.2019)
Mohl by kosmickou loď pohánět urychlovač částic?
Autor: Stanislav Mihulka (14.10.2019)
Diskuze:
Méně nadějí bych vkládal
Pavel Nedbal,2020-02-28 15:46:58
do tohoto typu pohonu. Už to tu bylo, viz projekt NERVA. Nejde o nic jiného, nežli ohřívání pracovní látky v trysce (logicky vodíku) jinak, než spalováním s okysličovadlem (kyslík, o něco lépe fluor).
Výhody: výtoková rychlost je ve zjednodušení úměrná odmocnině podílu pracovní teploty/molekulární hmotnosti. Vodík má 2, voda 18 (ve skutečnosti se pro kyslíkovodíkovou reakci používá vyšší podíl vodíku i za cenu nižší teploty, nižší průměrná molekulární hmotnost dá lepší impuls). Takže s čistým vodíkem ohřívaným jinak, než spalováním, je skutečně impuls z tohoto hlediska výrazně lepší.
Negativa: ale zase přijatelnou konstrukcí reaktoru nedosáhneme tak vysokou teplotu, ani přestup tepla z reaktoru do vodíku nebude ideální. Ale nešť, výsledkem je skutečně výrazně vyšší výtoková rychlost. Bohužel také reaktor bude mít, pokud chceme vyšší výkon, poměrně značnou hmotnost. Dalším problémem je odstínění od radiace, neuvažuji vůbec pro pilotované lety, ale i elektronice bude vyšší dávka záření vadit. Ale zásadní vada je - jakmile dojde vodíkové palivo, reaktor se pravděpodobně roztaví, nebude jak zbytkové teplo uchladit. Rozhodně nepůjde o znovupoužitelnou věc. A ponechání takového tělesa na dráze kolem Země, to si asi nikdo nedovolí. Takže jedinou aplikaci vidím na počáteční pořádné urychlení sondy do vzdálených oblastí sluneční soustavy, viz třeba průletovou k Uranu či Neptunu, nebo na dohánění Oumuamua. A nebo dotáhnout něco těžšího k Měsíci či Marsu a zbavit se pohonné jednotky uděláním nového malého radioaktivního kráteru.
Jaderný pohon
Tomáš Novák,2020-02-28 14:11:52
...doveze to člověka až k Marsu? Tedy pokud přežije ve zdraví ozáření a dlouhodobý stav beztíže?
Dobra zprava
Tomáš Toegel,2020-02-28 01:09:43
Alespon dobra zprava, ze po 50 letech se k tomu konecne vraceji. V soucasne dobe jsou chemicke motory pro cestu na mars na samotne hranici pouzitelnosti, nicmene jsou porad nezbytne pro cestu na orbitu zeme a v tom se dlouho nic nezmeni.
Rusove taktez testovali jaderny pohon a pokud se nepletu, tak paradoxne meli obrovskou halu ve ktere se motor testoval v uzavrenem cyklu vypoustenych spalin? Narozdil od amiku, kteri to opravdu nechali jet i hodinu jen tak hezky do vzduchu ven.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
