Astronomia
Rosjanie kończą prace nad napędem jądrowym dla statków kosmicznych

Rosjanie oświadczyli, że po wielu latach utajnionych eksperymentów, kończą prace nad napędem jądrowym, dzięki któremu lot załogowy na Czerwoną Planetę będzie trwał zaledwie kilka tygodni, a nie miesiące.

Teraz możemy zobaczyć, jak może wyglądać statek kosmiczny, który w taki innowacyjny napęd zostanie wyposażony. Prezentacja koncepcji odbyła się na konferencji przygotowanej przez Rosyjską Agencję Kosmiczną w Moskwie z okazji ukoronowania dorobku instytutu Keldysh Research Center.

Prace nad silnikiem jądrowym trwają podobno od 2010 roku, a pierwsze jego testy, według władz agencji, odbywają się od 2 lat. Niestety, szczegóły projektu oficjalnie trzymane są w tajemnicy, ale na jaw i tak wyszło kilka smaczków. Cale przedsięwzięcie opiewa na 300 milionów dolarów. Nie wiadomo jednak, kiedy Rosjanie wykorzystają swój innowacyjny napęd w praktyce, ale z przecieków można wywnioskować, że przed inżynierami pozostały już tylko testy w przestrzeni kosmicznej.

Nowy napęd ma nie tylko posłużyć do nadania ogromnej prędkości statkom kosmicznym, ale także pozwoli im na dowolne manewrowanie. Rosjanie mieli problem nie tylko z samym napędem, co z systemem jego chłodzenia w przestrzeni kosmicznej. Jako że w trakcie pracy jego części nagrzewają się do bardzo wysokich temperatur, inżynierowie musieli zbudować system chłodzenia, który w efektywny sposób mógłby radzić sobie z tym problemem. Najwyraźniej udało się im pokonać te trudności, gdyż ostatnie jego testy naziemne przebiegły na tyle pomyślnie, że niebawem ma zostać wysłany na orbitę w celu kolejnych eksperymentów.

Jądrowy silnik o nazwie JEDU został wyposażony w panelowe radiatory i unikalny system chłodzenia gazem. Składa się on z specjalnych rur, w których krąży ciecz. Odbiera ona ciepło z nagrzewających się elementów silnika i poprzez radiatory wypromieniowuje je w przestrzeń kosmiczną. Ale to nie wszystko. Pewna część cieczy rozdrabniana jest na małe krople i uwalniana bezpośrednio w przestrzeń kosmiczną. Schłodzone krople cieczy są następnie łowione i powracają do rur, gdzie proces bezustannie jest powtarzany. W ten sposób system chłodzenia jest o wiele efektywniejszy. Radiatory są ogromne i zostały zaprojektowane w ten sposób, aby być odporne na uderzenia kosmicznych skał.

Podobne plany realizuje również NASA, która od jakiegoś czasu coraz poważniej interesowała się porzuconymi w czasie ziemnej wojny technologiami napędów jądrowych. Agencja niedawno zaprezentowała gotowe do działania kompaktowe reaktory jądrowe o nazwie Kilopower, które będą dostarczały potrzebnej energii elektrycznej pierwszym kolonizatorom Księżyca i Marsa. NASA rozpoczęła też współpracę z amerykańską firmą BWX Technology.

Korporacja w 2017 roku otworzyła swoje biuro w mieście Huntsville w Alabamie i rozpoczęła intensywne prace dla NASA w kwestiach innowacyjnego silnika jądrowego nowej generacji, który nie będzie w spalinach emitował pierwiastków promieniotwórczych. Firma dostarcza reaktory na potrzeby okrętów podwodnych i lotniskowców. Specjalizuje się ona w tworzeniu technologii bardzo wydajnego nuklearnego napędu termicznego (NTP). Zaletą takiego napędu jest wykorzystywany w nim nisko wzbogacony uran (LEU). Takie paliwo jest nie tylko bezpieczniejsze w eksploatacji i stwarza mniejsze zagrożenie w przypadku wystąpienia awarii, ale również o wiele łatwiej je wyprodukować.

Korzyść jest też w możliwości wynoszenia o wiele cięższych ładunków, ponieważ rakieta wyposażona w taki napęd waży o połowę mniej od standardowej. NASA planuje upowszechnienie napędów jądrowych i kompaktowych reaktorów na przełomie lat 20. i 30., gdy plany pierwszej misji załogowej na Marsa wejdą w decydującą fazę.

Z pomocą tego typu rakiet lot na Czerwoną Planetę będzie trwał kilka lub kilkanaście dni, a nie pół roku. Przypomnijmy, że napędami jądrowymi żywo zainteresowane są również Chiny. CNSA w swoim programie eksploracji kosmosu na najbliższe dekady rozważa budowę nie tylko rakiet, a również dużych statków kosmicznych o takim napędzie. Jeśli Amerykanom, Rosjanom i Chińczykom uda się go z powodzeniem zastosować w projektowanych statkach kosmicznych, to będziemy mogli mówić o niesamowitym przełomie, którego efektem będzie łatwiejsza i dużo szybsza eksploracja Czerwonej Planety.

Źródło: GeekWeek.pl/Roskosmos/Keldysh Research Center / Fot. Keldysh Research Center