NASA szykuje atomowy statek na Marsa. Start najpóźniej w 2028 roku

Amerykańska agencja kosmiczna zapowiada projekt, który może całkowicie zmienić sposób lotów w głąb Układu Słonecznego.

Podczas wewnętrznego wydarzenia Ignition NASA przedstawiła pakiet decyzji dotyczących najbliższej dekady lotów kosmicznych. Najmocniej przyciąga uwagę plan wysłania w stronę Marsa statku napędzanego energią jądrową – rozwiązania o którym naukowcy mówili od lat, ale nikt nie zaryzykował użycia go poza Ziemią.

Statek z reaktorem jądrowym na pokładzie

Nowy pojazd otrzymał nazwę Space Reactor-1 Freedom, w skrócie SR-1 Freedom. NASA określa go jako pierwszy międzyplanetarny statek z napędem nuklearnym o charakterze elektrycznym. W praktyce oznacza to, że napęd nie będzie korzystał z dużych paneli słonecznych, tylko z reaktora jądrowego zintegrowanego z kadłubem.

SR-1 Freedom ma pokazać, że napęd jądrowy może zapewnić energię i ciąg potrzebne do długich wypraw daleko za orbitę Marsa, bez uzależnienia od światła słonecznego.

Dotychczas misje międzyplanetarne korzystały z paneli słonecznych lub z radioizotopowych generatorów, które zapewniały jedynie ograniczoną ilość energii. Dalej niż za Jowisza panele stają się mało efektywne, bo dociera tam zbyt mało światła. Reaktor jądrowy eliminuje ten problem – dostarcza dużo mocy niezależnie od odległości od Słońca.

Według zapowiedzi NASA, SR-1 Freedom ma wystartować najpóźniej przed końcem 2028 roku. Agencja współpracuje już z amerykańskim departamentem energii, który odpowiada za kwestie bezpieczeństwa reaktora i dobór technologii paliwowej. Nie ogłoszono jeszcze głównego wykonawcy, ale można się spodziewać przetargu, w którym wezmą udział duże firmy kosmiczne z USA.

Mars jako poligon dla nowego rodzaju misji

Lot SR-1 Freedom nie skończy się tylko na przelocie. Po dotarciu w okolice Czerwonej Planety statek ma uwolnić flotę niewielkich helikopterów wzorowanych na słynnym dronie Ingenuity. Cały zespół otrzymał nazwę Skyfall.

Skyfall ma działać jak rój powietrznych sond – wiele małych śmigłowców będzie badać teren szybciej niż pojedynczy łazik, docierając tam, gdzie koła nie mają szans.

Takie podejście ma kilka celów. Po pierwsze, pozwala zebrać dane z dużego obszaru w krótkim czasie – przydatne przy wyborze miejsc dla przyszłych baz. Po drugie, testuje nową architekturę misji: duży statek-matka z reaktorem na pokładzie, a przy nim grupa autonomicznych pojazdów latających przy powierzchni planety.

NASA mówi wprost, że chodzi o zbudowanie podstaw przemysłowych i regulacyjnych dla kolejnych wypraw. Chodzi m.in. o:

• sprawdzenie, jak reaktor jądrowy zachowuje się w długotrwałym locie międzyplanetarnym,
• opracowanie procedur bezpieczeństwa dla napędu nuklearnego w kosmosie,
• przetestowanie koordynacji pracy wielu helikopterów na obcej planecie,
• zebranie danych potrzebnych do planowania misji załogowych na Marsa.

Księżyc wciąż na pierwszym planie

Choć nuclearna wyprawa ku Marsowi brzmi widowiskowo, dla NASA priorytetem pozostaje Księżyc. Program Artemis, czyli powrót Amerykanów na jego powierzchnię, przechodzi właśnie gruntowną korektę harmonogramu.

Artemis II ma wynieść czterech astronautów na orbitę wokół Księżyca. Start planowany jest na kwiecień, a misja ma sprawdzić działanie rakiety SLS i statku Orion w profilu lotu dalekiego od Ziemi. Kolejna odsłona, Artemis III, nie zakończy się już lądowaniem – ma posłużyć jako duży test systemów na orbicie okołoziemskiej.

Pierwsze prawdziwe lądowanie na powierzchni Księżyca ma nastąpić dopiero w trakcie Artemis IV. To wtedy astronauci po raz pierwszy od czasów Apollo znów pozostawią ślady w księżycowym regolicie.

NASA nie ukrywa, że chce po tym momencie utrzymać stały rytm wypraw. Celem jest co najmniej jedno lądowanie rocznie, a z czasem nawet dwa – co około sześć miesięcy. Do tego potrzebni są co najmniej dwaj komercyjni partnerzy, którzy będą w stanie bezpiecznie dowozić załogi i ładunki na powierzchnię.

Stacja Gateway na bocznym torze

W tej układance traci na znaczeniu projekt Gateway, czyli planowana stacja kosmiczna na orbicie Księżyca. NASA wstrzymuje rozwój tej koncepcji w obecnej formie. Zamiast tego agencja chce skoncentrować środki na tym, co stoi bezpośrednio na powierzchni: pojazdach, habitat-ach i infrastrukturze energetycznej.

Cały księżycowy plan podzielono na trzy etapy:

W projekt mają być mocno włączone inne kraje, w tym Japonia i Włochy, co ma wzmocnić międzynarodowy charakter programu i rozłożyć koszty.

ISS nie zniknie z dnia na dzień

Osobnym wyzwaniem jest przyszłość niskiej orbity okołoziemskiej. Międzynarodowa Stacja Kosmiczna działa od ponad dwóch dekad i w końcu będzie musiała spłonąć w atmosferze, a jej szczątki wpadną do Pacyfiku. NASA zakłada, że stanie się to na początku lat trzydziestych.

Agencja nie chce dopuścić do sytuacji, w której amerykańscy astronauci nie mają żadnego stałego miejsca pracy na orbicie, szczególnie kiedy rosną ambicje Chin z ich własną stacją. Dlatego proponuje model przejścia do sektora komercyjnego, ale bez gwałtownego odcięcia.

Nowa koncepcja zakłada dołączenie do ISS rządowego modułu, a później dołączanie do niego kolejnych modułów budowanych przez firmy prywatne, które stopniowo będą zyskiwać niezależność.

Idea jest prosta: zostawić przemysłowi czas na dopracowanie rozwiązań, zamiast wymuszać szybkie zastąpienie ISS przez w pełni prywatne konstrukcje. W miarę dojrzewania rynku komercyjne moduły mają się odłączyć i rozpocząć samodzielny lot, tworząc nowe stacje. NASA planuje wtedy wynajmować na nich miejsce dla swoich załóg i eksperymentów.

Dlaczego napęd jądrowy zmienia zasady gry

Najbardziej przełomowy element ogłoszeń dotyczy i tak SR-1 Freedom. Napęd jądrowy w kosmosie to temat obrosły mitami, bo kojarzy się z zagrożeniem dla środowiska. Tymczasem w przestrzeni kosmicznej takie rozwiązanie ma szereg mocnych stron.

Reaktor może pracować latami, dostarczając stałą moc do silników elektrycznych i instrumentów badawczych. Ułatwia to projektowanie szybszych szlaków międzyplanetarnych i podejmowanie śmielszych misji, np. do lodowych księżyców Jowisza czy Saturna.

Kluczową barierą pozostaje bezpieczeństwo. Konstruktorzy muszą zapewnić, że reaktor pozostanie wyłączony aż do bezpiecznego wyniesienia na orbitę, a sam start nie doprowadzi do rozprzestrzenienia materiału radioaktywnego w razie awarii rakiety. To wymaga bardzo rygorystycznych testów i zgód regulacyjnych, co częściowo tłumaczy, czemu taki projekt pojawia się dopiero teraz.

Co to może znaczyć dla przyszłych misji załogowych

Jeśli SR-1 Freedom zadziała zgodnie z oczekiwaniami, NASA zyska mocny argument, żeby w kolejnych dekadach oprzeć dalekie loty załogowe na reaktorach jądrowych. Większa moc to nie tylko krótszy lot, ale też możliwość zapewnienia załodze lepszej ochrony radiacyjnej, większej ilości sprzętu pokładowego i bardziej komfortowych warunków życia w drodze.

W praktyce może to wyglądać tak, że przyszły statek z ludźmi na pokładzie leci do Marsa szybciej niż dzisiejsze sondy bezzałogowe, a na orbicie planety korzysta z całej sieci wcześniej rozmieszczonych dronów i lądowników. SR-1 Freedom i Skyfall to w takim scenariuszu pierwsze cegły pod dużo większą konstrukcję.