Statki kosmiczne wyposażone w napęd atomowy już wkrótce. Kto zbuduje pierwszy?

Łodzie podwodne, czy lodołamacze o napędzie atomowym nie stanowią niczego nowego. Pierwsze jednostki tego typu weszły do służby już w połowie lat pięćdziesiątych XX wieku i obecnie wykorzystywane są w marynarce wojennej największych mocarstw na świecie. Jednostki tego typu pływają pod banderą Rosji, Stanów Zjednoczonych, Wielkiej Brytanii, Francji, Indii oraz Chin. Czyżbyśmy jednak znajdowali się właśnie na progu ery wykorzystywania napędów jądrowych w eksploracji głębokiej przestrzeni kosmicznej?
napęd atomowy
napęd atomowy

Sam pomysł na wykorzystanie napędu jądrowego w statkach kosmicznych przemierzających Układ Słoneczny nie jest niczym nowym. Już w latach sześćdziesiątych XX wieku w ranach projektu Orion NASA analizowała możliwość budowy rakiet, które miałyby być napędzane impulsami kontrolowanych reakcji jądrowych. Potencjalne możliwości takich rakiet miały być wprost nieograniczone. Z tego też powodu w wizjach przedstawiano załogowe misje nie tylko do zewnętrznych rejonów Układu Słonecznego, ale także do najbliższych gwiazd takich jak chociażby Proxima Centauri. Na samych analizach się nie skończyło. Pod koniec lat sześćdziesiątych na pustyni w Nevadzie NASA testowała nawet prototypowe napędy jądrowe, tym razem w ramach programu NERVA. Za każdym razem jednak kiedy inżynierowie się zabierali za tę tematykę, badania były prędzej czy później przerywane, a środki przeznaczano na coś zupełnie innego. Tak też było i w tym przypadku: NASA postanowiła zarzucić program NERVA i skupić się na budowie wahadłowców, które miały zapewnić stały i szybki dostęp do orbity okołoziemskiej.

Czytaj także: NASA rozważa zastosowanie napędu jądrowego w misji na Marsa

Mamy już XXI wiek, a myśli o reaktorach jądrowych jako źródle napędu do statków kosmicznych wciąż istnieją. W 2017 roku NASA sfinansowała trzyletni projekt badawczy, w ramach którego specjaliści z firmy BWX Technologies mieli opracować projekt reaktora, który mógłby być umieszczony na pokładzie statków kosmicznych. Dwa lata później, ówczesny administrator NASA Jim Bridenstine przekonywał na spotkaniu Narodowej Rady Kosmicznej, że jądrowy napęd termiczny przydałby się nie tylko do napędu sond eksplorujących nasz układ planetarny, ale nawet na orbicie okołoziemskiej, gdzie mógłby chociażby umożliwić satelitom manewrowanie w przypadku wykrycia ryzyka kolizji z innymi satelitami czy śmieciami kosmicznymi, czy w końcu w przypadku wystrzelenia w ich kierunku pocisku antysatelitarnego.

Czytaj także: NASA chce umieścić reaktor jądrowy na Księżycu

Napęd atomowy w kosmosie nie musi być amerykański

W dzisiejszych czasach eksploracja kosmiczna to już nie jest domena jedynie Stanów Zjednoczonych i Rosji. Podczas gdy Rosja cofnęła swój program kosmiczny do średniowiecza w ciągu ostatnich 24 miesięcy, coraz ważniejszym graczem sektora kosmicznego stały się Chiny. Zaledwie kilka tygodni temu przedstawiciele chińskiego sektora kosmicznego przedstawili plany wysłania dwóch sond nazwanych Shenshuo, których celem ma być dotarcie do granic heliosfery otaczającej Układ Słoneczny. W 2026 roku pierwsza z sond miałaby wyruszyć w kierunku czoła heliosfery, po drodze odwiedzając w 2029 roku Jowisza. Druga z sond miałaby wystartować między 2027 a 2031 rokiem do ogona heliosfery. Po drodze sonda miałaby przelecieć w pobliżu Ziemi, Jowisza (2033) i Neptuna (2038). Obie sondy, będące dalekowschodnią wersją sond Voyager miałyby być napędzane generatorami termojądrowymi. Trzecia sonda natomiast, której start prognozowany jest na 2030 rok miałaby wylecieć z Układu Słonecznego w kierunku prostopadłym do jego płaszczyzny. Tutaj mówi się już o typowym napędzie jądrowym. Zważając na to, że Chiny zazwyczaj nie rzucają dat na wiatr, prace nad napędem dla tych sond kosmicznych zapewne już trwają.

Źródło: ESA

Jak się jednak okazuje, napędem jądrowym w przestrzeni kosmicznej zainteresowana jest też Europejska Agencja Kosmiczna, która aktualnie finansuje kilka niezależnych zespołów analizujących możliwość wykorzystania takiego napędu w badaniach Układu Słonecznego. Dotychczas wystrzeliwane sondy kosmiczne zasilane są albo paliwem chemicznym, elektrycznym, albo słonecznym. Problem w tym, że każda z tych metod ma swoje ograniczenia, które napęd jądrowy mógłby w dużym stopniu wyeliminować umożliwiając rozpoczęcie zupełnie nowego rozdziału w eksploracji przestrzeni kosmicznej.

W ramach finansowanego przez ESA programu RocketRoll (pReliminary eurOpean reCKon on nuclEar elecTric pROpuLsion for space appLications) specjaliści z Czech oraz Niemiec w ciągu najbliższych 11 miesięcy opracują studium wykonalności, w którym spróbują określić zalety wykorzystania napędów jądrowych do wymagających misji kosmicznych. W tym celu badacze będą musieli dokonać oceny obecnego europejskiego doświadczenia, istniejących technologii i w końcu możliwości rozwoju i budowy napędzanych jądrowo statków kosmicznych. Siłą rzeczy konieczne będzie także opracowanie koncepcyjnego silnika o napędzie atomowym. Wyniki projektu RocketRoll, które powinny być gotowe w 2024 roku będą stanowiły podstawę dla kolejnych europejskich programów, które miałyby doprowadzić do powstania pierwszego europejskiego statku kosmicznego napędzanego jądrowo najpóźniej w 2035 roku.