NASA razvija nuklearne motore koji bi mogli skratiti putovanje do Marsa s više od šest mjeseci na samo tri do četiri. Ambiciozna misija, planirana za kraj 2028. godine, testirat će tehnologiju koja bi mogla otvoriti novu eru ljudskog istraživanja svemira.
NASA intenzivno radi na načinima korištenja nuklearne energije za slanje svemirskih letjelica do njihovih odredišta. Nuklearni pogon mogao bi značajno smanjiti vrijeme putovanja do Marsa, potencijalno skraćujući put duži od šest mjeseci na svega tri do četiri mjeseca.
Ideja o nuklearnom pogonu u svemiru datira još iz doba Hladni rat, ali NASA posljednjih godina mnogo agresivnije razvija ovu tehnologiju. Zagovornici tvrde da ona može „zaista otvoriti mogućnost čovječanstvu da istražuje među zvijezdama“. U martu 2026. godine agencija je čak najavila misiju bez posade s nuklearnim pogonom ka Marsu, ciljanu za kraj 2028.
Svaka svemirska letjelica započinje svoje putovanje boreći se s Zemljinom gravitacijom sagorijevanjem hemijskog goriva. Rakete miješaju gorivo s oksidatorom, pale ih i izbacuju gas kroz mlaznicu. Prema trećem Njutnovom zakonu, kada gas gura prema dolje, raketa dobija jednak potisak prema gore.
Hemijski pogon je moćan i pouzdan, ali ima ozbiljna ograničenja. Rakete moraju nositi i gorivo i oksidator, pa većinu mase pri lansiranju čini upravo gorivo, a ne teret. Što je putovanje duže i zahtjevnije, potrebno je više goriva, a raketa postaje teža.
Mars je dovoljno udaljen da dugo trajanje putovanja, opasnost od kosmičkog zračenja za astronaute, masa sistema za održavanje života i ograničenja povratka predstavljaju ozbiljne izazove. Zbog toga inženjeri stalno traže efikasnije alternative.
Dvije ključne tehnologije za duboki svemir
NASA-in nuklearni program razlikuje dva glavna pristupa: termalni i električni pogon.
Nuklearni termalni pogon (NTP) funkcioniše u tri koraka. Prvo, reaktor cijepa atome uranijuma i proizvodi ogromne količine toplote. Zatim se tečni vodonik zagrijava i pretvara u gas pod visokim pritiskom. Na kraju, taj gas izlazi kroz mlaznicu i potiskuje letjelicu naprijed.
Prema američkom Ministarstvu energetike, ovaj sistem može skratiti put do Marsa za do 25 posto i smanjiti izloženost posade kosmičkom zračenju. Također omogućava fleksibilnije lansirne rokove, što je važno jer se Zemlja i Mars poravnavaju samo svakih nekoliko godina.
S druge strane, nuklearni električni pogon (NEP) koristi reaktor za proizvodnju električne energije koja pokreće jonske motore. Oni ubrzavaju naelektrisane čestice (poput ksenona) i stvaraju potisak.
Ako je termalni pogon sprint, električni je maraton – daje mali potisak, ali može raditi godinama. Idealan je za slanje tereta i robotskih misija prije dolaska ljudi. U svemiru, mali ali dugotrajan potisak može imati ogroman efekat.
Misija SR-1 Freedom: prvi korak
Glavna ideja NASA-ine misije „Space Reactor-1 Freedom“ (SR-1 Freedom) jeste demonstracija nuklearnog električnog pogona. Lansiranje je trenutno planirano za decembar 2028, a letjelica bi bila prva međuplanetarna misija s nuklearnim pogonom.
Po dolasku na Mars, otprilike godinu dana nakon lansiranja, očekuje se da će rasporediti teret „Skyfall“, skup malih helikopterskih dronova za izviđanje površine.
U NASA-i vjeruju da će ova misija postaviti temelje za buduće letove i razvoj nuklearne tehnologije u svemiru. Kombinacija oba pogona smatra se posebno obećavajućom – električni za teret, a termalni za ljude.
Izazovi na putu ka zvijezdama
Uprkos prednostima, put do realizacije nije jednostavan. Letjelici su potrebni reaktor, zaštita, sistemi za upravljanje toplotom, konverzija energije, radijatori i kontrolni sistemi – sve to zahtijeva dugotrajno testiranje.
Historija pokazuje koliko je to složeno. SAD su imale program nuklearnih raketa NERVA od 1959. do 1973, ali je napušten. Jedini nuklearni reaktor lansiran u orbitu bio je SNAP-10A 1965. godine.
Nedavno je i projekat DRACO otkazan zbog visokih troškova.
Nuklearni pogon više od 60 godina stoji između naučne stvarnosti i tehnološkog sna. Fizika je jasna, ali je izazov učiniti sistem sigurnim, isplativim i spremnim za upotrebu.
Misija SR-1 Freedom mogla bi promijeniti to stanje. Iako neće učiniti put na Mars lakim, mogla bi ukloniti ključne prepreke i otvoriti vrata budućnosti istraživanja svemira – što je perspektiva kojoj se vrijedi radovati.