Napęd jądrowy w astronautyce

[Ekolog]

W planowanej wizycie człowieka na Marsie mamy już poślizg 45-letni. 🙂 😞

Napęd jądrowy rakiet daje perspektywę większej wydajności i prędkości niż napędy chemiczne, a zatem przełamuje pewne ograniczenia podczas dalszych lotów załogowych (napromieniowanie, spory, głód).

Na razie pominę bardziej śmiały pomysł wykorzystania serii wybuchów jądrowych do napędzania statków kosmicznych poprzestając na reaktorach jądrowych.

Za pierwsze realne przygotowania można chyba uznać NERVA.

Silnik jądrowy do zastosowań w pojazdach rakietowych ( NERVA ) był programem rozwoju jądrowego termicznego silnika rakietowego, który trwał mniej więcej dwie dekady.
W czasie testu NERVA NRX / EST plany NASA dotyczące NERVA obejmowały:

1. Wizytę na Marsie do 1978 r.,
2. Stałą bazę księżycową do 1981 r.,
3. Sondy kosmiczne do Jowisza, Saturna i planet zewnętrznych.

Rakiety NERVA byłyby używane w nuklearnych holownikach zaprojektowanych do przenoszenia ładunków z niskiej orbity okołoziemskiej (LEO) na wyższe orbity
jako składnik nazwanego później Systemu Transportu Kosmicznego, zaopatrywania kilku stacji kosmicznych na orbicie wokół Ziemi i Księżyca oraz wspierania stałą bazę księżycową.
Rakieta NERVA mogłaby być również górnym stopniem rakiety Saturn o napędzie atomowym,
co pozwoliłoby zmodernizowanemu Saturnowi na wystrzelenie ładunków o masie do 150 000 kg na LEO.

Ostatnim testem serii był XE Prime. Silnik ten miał 6,9 m (23 stóp) długości, 2,59 m średnicy i ważył około 18 144 kilogramów.
Został zaprojektowany do wytwarzania nominalnego ciągu 246 663 niutonów przy impulsie właściwym 710 sekund (7,0 km / s).
Gdy reaktor pracował z pełną mocą, około 1140 MW, temperatura w komorze wynosiła 2000 C, ciśnienie w komorze wynosiło 3861 kilopaskali,
a natężenie przepływu wynosiło 35,8 kilograma na sekundę, z czego 0,4 kilograma na sekundę było kierowane do systemu chłodzenia.
W okresie od 4 grudnia 1968 do 11 września 1969 przeprowadzono serię eksperymentów, podczas których reaktor uruchamiano 24 razy,
i pracował z pełną mocą przez 1680 sekund.

Program i jego doskonalenie upadł ze względu na oszczędności finansowe.

Co dalej.

W dniu 22 maja 2019 r. Kongres zatwierdził finansowanie w wysokości 125 mln USD na rozwój rakiet z napędem jądrowym niskowzbogaconego uranu (HALEU) w kapsułkach ZrC w ramach badania NTR sponsorowanego przez NASA, zarządzanego przez Analytical Mechanics Associates (AMA).

W styczniu 2023 r. NASA i Agencja Zaawansowanych Projektów Badawczych w Obronie(DARPA) ogłosiła, że będzie współpracować przy opracowaniu jądrowego termicznego silnika rakietowego, który zostanie przetestowany w kosmosie w celu opracowania zdolności napędu jądrowego do wykorzystania w załogowych misjach NASA na Marsa. (wiki. ang.)

Projekt Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations (DRACO) ma doprowadzić do powstania jądrowego silnika rakietowego w ciągu kilku lat.

'W jądrowym termicznym silniku rakietowym wykorzystywany jest reaktor jądrowy, który wytwarza ekstremalnie wysoką temperaturę.
Produkowane przez reaktor ciepło przenoszone jest do ciekłego paliwa. Rozszerza się ono, a następnie jest wypuszczane przez dyszę, napędzając statek.' – podaje NASA.

Siema
Wszystkie wszechświaty są wieczne