Americká vesmírná agentura NASA plánuje v průběhu příští dekády vyslat astronauty až na daleký Mars. Má se jednat o vskutku významný krok, který opět přispěje k lepšímu pochopení fungování Sluneční soustavy. Nejdříve ale bude nutné vyřešit jeden významný problém – rudá planeta je od Země vzdálená asi 225 milionů kilometrů, přičemž takto dlouhá cesta by se současnou technologií mohla trvat několik měsíců až let.
A protože při využití konvenčního chemického raketového paliva už tento čas nijak výrazně zkrátit nelze, pracuje NASA v poslední letech usilovně na přípravě rychlejšího pohonného systému.
Nejperspektivněji se přitom podle webu The Convesation aktuálně jeví takzvaný jaderný tepelný pohon (NTP), který využívá již dlouho známého principu jaderného štěpení. Pokud by se skutečně povedlo vesmírnou raketu s tímto pohonem zkonstruovat, mohla by cesta na Mars trvat i pouhou polovinu aktuálně odhadovaného času.
Že NASA v tuto možnost doopravdy věří, dokládá mimo jiné program jménem Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations (DRACO). Ten vládní úřad spustil před třemi lety ve spolupráci s americkou Agenturou ministerstva obrany pro pokročilé výzkumné projekty (DARPA), přičemž cílem je vyvinout technologii NTP schopnou pohánět právě vesmírné rakety.
Klíčem je nízkoobohacený uran
Samotnou technologii jaderného tepelného pohonu vědci zkoumají už mnoho let – první větší projekt NASA zahájila v roce 1955. Problémem ovšem bylo, že počáteční návrhy využívaly vysoce obohacené uranové palivo, které je samo o sobě velmi nebezpečné. V roce 1973 proto inženýři došli k závěru, že je potřeba vymyslet něco jiného. Od té doby myšlenka na NTP pohon ležela u ledu.
Situace se zásadně změnila až se spuštěním Globální iniciativy na snižování hrozeb, na níž spolupracuje americký Národní úřad jaderné bezpečnosti (NNSA) s Ministerstvem energetiky USA. Hlavním cílem tohoto projektu bylo nahradit vysoce obohacené uranové palivo novým typem pohonných hmot, a sice směsí jménem HALEU, kterou tvoří nízkoobohacený uran.
Ovšem i když se výzkumníkům nakonec jejich cíle dosáhnout podařilo, že by měl jaderný tepelný pohon ve vesmíru zelenou, se stále říci nedá. Jde o to, že aby nízkoobohacené uranové palivo mohlo štěpnou reakci zahájit, je ho potřeba větší množství. Což je samozřejmě problém, neboť každé „závaží“ navíc snižuje nosnost kosmické rakety.
Materiály musí být velmi odolné
Hlavním úkolem vědců pracujících na projektu DRACO je vylepšit celý systém NTP tak, aby k pohonu potřeboval mnohem méně paliva. Toho chtějí docílit především pomocí různých inovativních materiálů, které by byly schopné využívat palivo efektivněji než dosud.
V současnosti se výzkumníci nachází ve fázi vytváření modelů a simulací, na jejichž základě bude možné navrhnout motor schopný ušetřit palivo a zároveň zvládnout extrémně náročné startování a vypínání. Během těchto procesů totiž dochází k rychlým a masivním změnám teploty a tlaku, což vyžaduje mimořádnou odolnost použitých materiálů. To je ostatně i důvod, proč na výzkumu aktuálně spolupracují rovněž experti z letecké společnosti Lockheed Martin a firmy BWX Technologies, která se zabývá jadernými technologiemi.
Pokud se inženýrům podaří dodržet aktuálně platné plány, nový pohon by měl být ve vesmíru poprvé otestován už v roce 2027. K jeho nasazení na cestu na Mars samozřejmě pravděpodobně dojde až o několik let později, už mnohem dříve ale může NTP pomoci s realizací jiných vesmírných misí a projektů: hodit by se mohl třeba při vysílání satelitů na oběžnou dráhu Země a také při dalších výpravách do kosmu.
ČLÁNKY DO MAILU