NASA stawia na napęd jądrowy: nowy statek do Marsa już w 2028 roku

W centrum nowych zapowiedzi stoi pierwszy w historii międzyplanetarny statek z napędem jądrowym, który ma polecieć w kierunku Marsa przed końcem 2028 roku. Równolegle agencja zmienia harmonogram misji Artemis, odsuwając w czasie powrót ludzi na Srebrny Glob i porządkując przyszłość Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.

Reaktor na pokładzie: jak ma działać nuklearny statek NASA

Nowy statek otrzymał roboczą nazwę Space Reactor-1 Freedom (SR-1 Freedom). Według NASA będzie to pierwszy międzyplanetarny pojazd z elektrycznym napędem jądrowym, czyli rozwiązaniem teoretycznie znanym od dekad, ale jeszcze nigdy niewypróbowanym w realnej misji w głębokiej przestrzeni kosmicznej.

SR-1 Freedom ma zrezygnować z dużych paneli słonecznych na rzecz kompaktowego reaktora jądrowego, który jednocześnie dostarczy energii i posłuży do napędu.

W klasycznych sondach głównym źródłem energii są panele słoneczne lub radioizotopowe generatory RTG. Panele tracą sens daleko od Słońca – za orbitą Jowisza ilość dostępnej energii dramatycznie spada. Reaktor jądrowy na pokładzie rozwiązuje ten problem, bo pozwala utrzymać stałą moc, niezależnie od odległości od naszej gwiazdy.

W praktyce statek będzie produkował energię elektryczną w reaktorze, a następnie wykorzystywał ją do zasilania silników elektrycznych, np. jonowych. Taki napęd przyspiesza wolniej niż rakieta chemiczna, ale działa bardzo długo i zużywa znacznie mniej paliwa. To klucz do długodystansowych misji z dużym ładunkiem, w tym w przyszłości załogowych.

Przeczytaj również: Michel Platini w roli szefa Marsylii? Odpowiedź nie pozostawia złudzeń

Mars jako poligon pod przyszłe loty załogowe

Misja SR-1 Freedom nie ma od razu zabrać ludzi na Marsa. Jej główny cel to przetestowanie w kosmosie całego systemu: reaktora, napędu, długotrwałego zasilania oraz komunikacji i sterowania takim statkiem.

Po dotarciu w okolice Czerwonej Planety statek ma wypuścić flotę dronów–helikopterów inspirowanych udanym eksperymentem Ingenuity. Nowy zespół maszyn nosi roboczą nazwę Skyfall i ma przejąć zadania zwiadowcze na dużym obszarze planety, latając nad miejscami niedostępnymi dla tradycyjnych łazików.

Przeczytaj również: 7 części garderoby, z których złożysz dziesiątki stylowych zestawów

SR-1 Freedom ma zbudować podwaliny pod długotrwałe, ciężkie misje w kierunku Marsa: od technologii, przez przepisy, po standardy bezpieczeństwa.

NASA współpracuje nad tym projektem z amerykańskim Departamentem Energii. Na razie nie wskazano głównego wykonawcy z sektora prywatnego, co sugeruje, że w tle trwa intensywna rywalizacja firm z branży kosmicznej i nuklearnej.

Nowy plan dla Księżyca: mniej fajerwerków, więcej systemów

Mimo głośnej zapowiedzi misji marsjańskiej priorytetem wciąż pozostaje Księżyc. Program Artemis przechodzi jednak poważne korekty. Załogowa misja Artemis II, czyli lot czterech astronautów w okolice Księżyca bez lądowania, ma odbyć się w kwietniu. Kolejne kroki ulegają zmianie.

Przeczytaj również: Tak może wyglądać Ziemia za 250 mln lat. Francja w zaskakującym miejscu

• Artemis II – oblot Księżyca z załogą, bez lądowania.
• Artemis III – przesunięta na 2027 rok i ograniczona do testów systemów na orbicie okołoziemskiej.
• Artemis IV – pierwszy od Apollo powrót ludzi na powierzchnię Księżyca.

NASA podkreśla, że zależy jej mniej na „efekcie wow”, a bardziej na stworzeniu systemu, który da się regularnie powtarzać. Stąd pomysł, by po pierwszym lądowaniu przejść do tempa co najmniej jednego lądowania rocznie, a w perspektywie – nawet co sześć miesięcy.

Strategia zakłada stałe, powtarzalne loty na Księżyc, oparte na co najmniej dwóch niezależnych dostawcach komercyjnych, którzy będą wozić astronautów na powierzchnię.

Gateway na hamulcu, priorytet dla infrastruktury na powierzchni

Do niedawna filarem wizji księżycowej była stacja Gateway na orbicie Księżyca. Teraz ten projekt schodzi na drugi plan. NASA wyraźnie przesuwa środki w kierunku instalacji bezpośrednio na powierzchni – tam, gdzie mają mieszkać i pracować przyszli astronauci.

Plan rozwoju obecności na Księżycu dzieli się na trzy etapy:

W projekt są już zaangażowane inne kraje, m.in. Japonia i Włochy. NASA liczy, że takie partnerstwa rozłożą koszty i przyspieszą budowę infrastruktury: od lądowników po systemy produkcji tlenu i paliwa z księżycowych zasobów.

Co dalej z ISS? Płynne przejście do stacji komercyjnych

Przy wszystkich ruchach na Marsa i Księżyc trzeba jeszcze uporządkować najbliższe sąsiedztwo Ziemi. Międzynarodowa Stacja Kosmiczna pracuje od ponad dwóch dekad i zbliża się do końca życia technicznego. Na początku lat 30. ma zostać bezpiecznie sprowadzona z orbity i zatopiona w Pacyfiku.

NASA nie chce dopuścić do sytuacji, w której Amerykanie choćby na chwilę przestaną mieć stałą załogową infrastrukturę na niskiej orbicie okołoziemskiej. To szczególnie wrażliwy temat, bo Chiny rozbudowują własną stację i mocno inwestują w loty załogowe.

Zamiast gwałtownej zmiany NASA proponuje model hybrydowy: rządowy moduł dołączony do ISS, a do niego stopniowo doczepiane komercyjne segmenty.

Ten scenariusz zakłada, że nowe moduły prywatnych firm najpierw będą ściśle związane z istniejącą stacją, później zyskają większą autonomię, a na końcu odłączą się, tworząc samodzielne obiekty. Taki proces ma dać czas branży kosmicznej na dopracowanie biznesowych i technicznych modeli działania bez ryzyka, że po zakończeniu ISS zrobi się na orbicie pusto.

Dlaczego napęd jądrowy może zmienić dalekie loty kosmiczne

Napęd jądrowy w przestrzeni wywołuje skojarzenia z bronią i zagrożeniem, ale w praktyce chodzi o dość spokojne, stabilne źródło ciepła i energii. Różnica między ziemską elektrownią a małym, kosmicznym reaktorem jest ogromna – to raczej pancerne „miniaturowe serce” niż wielka siłownia.

Dla lotów międzyplanetarnych najważniejsze korzyści to:

• znacznie większa ilość dostępnej energii elektrycznej niż z paneli słonecznych daleko od Słońca,
• możliwość używania wydajnych, długo pracujących silników elektrycznych,
• krótszy czas przelotu lub większy ładunek przy podobnym czasie misji,
• szansa na zasilanie zaawansowanych systemów, np. obrony przed promieniowaniem, łączności czy produkcji paliwa.

Przy misjach załogowych do Marsa właśnie czas i niezawodność będą decydować o wszystkim. Im szybciej załoga doleci, tym mniejsza dawka promieniowania kosmicznego, mniej zużytych zasobów i mniejsze ryzyko zdrowotne. Reaktor jądrowy na pokładzie może tu dać przewagę, której nie zapewnią same panele czy tradycyjne silniki chemiczne.

Dla zwykłego odbiorcy ważna jest jeszcze jedna rzecz: technologie rozwijane na potrzeby takich projektów często wracają na Ziemię. Lepsze systemy zarządzania energią, wydajniejsze silniki elektryczne, nowe materiały do osłon – to wszystko prędzej czy później trafia do energetyki, transportu czy elektroniki użytkowej. Misja SR-1 Freedom ma więc szansę stać się nie tylko kamieniem milowym dla astronautów, ale też źródłem praktycznych rozwiązań, które za kilka lat zobaczymy w dużo bardziej przyziemnych zastosowaniach.