Vesmírné závody: Rusko vypustí první raketu s jaderným pohonem

Jaderné rakety na iontový pohon odstartuje éru meziplanetárních letů. Na obrázku nákladní loď Progres (zdroj: Roskosmos)

Vesmírné závody světových velmocí se vrací. Na řadě je Mars. Rusko chce po roce 2030 vypustit první tažnou raketu na jaderný pohon. Tento týden to oznámil první náměstek ředitele vesmírné agentury Roskosmos Jurij Urličič. Její start by se měl stát prvním krokem k cestě na Mars a ke vzdálenějším tělesům. Později Rusko plánuje zahájit sériovou výrobu a komerční provoz.

Podle prezentace, kterou předložil Urličič u příležitosti vědecké konference o kosmonautice na památku S.P. Koroleva v Moskvě, plánuje Rusko do roku 2025 vytvoření prototypu vesmírné jaderné elektrárny s termionickým konvertorovým reaktorem. Její testy by měly být dokončeny do roku 2030. Na 30. léta jsou plánované letové zkoušky a prototyp modulu pro posádku má být připravený už v roce 2023.

Základem nové rakety má být jaderný reaktor o výkonu nad jeden megawatt. Ten bude pomocí turbogenerátoru vyrábět elektřinu, která bude použita pro iontový motor. Výhodou nové rakety má být rychlost a flexibilita – Raketa s sebou nebude muset nosit těžké zásoby paliva. Palivové články mají vydržet 100 000 hodin – dost na cestu na Pluto a zpátky. Tu má nová raketa zvládnout za 6 měsíců. Cesta na Mars bude trvat měsíc a půl oproti roku a půl letu současných raket.

Je otázkou, nakolik tyto plány odrážejí skutečnost. Podle původních předpokladů už měl mít jaderný motor zkoušky za sebou a pomalu se chystat na první let. Po roce 2015 ale informace o projektu utichly a média spekulovala, že byl ukončen. Roskosmos i Rosatom, který se podílí na vývoji reaktoru, to popřely.


čtěte také:

Vedení Rosatomu navíc neskrývá, že konečný cíl rakety je mnohem větší než lety na Měsíc. Mělo by jít o první pokus lidstva průzkumu hlubokého vesmíru: “Dnešní kosmická loď vám umožní letět na Mars za rok a půl bez možnosti návratu zpět … Raketa s jaderným motorem vám umožní letět na Mars za měsíc a půl a vrátit se.” Rychlost v kosmických letech na velké vzdálenosti je nesmírně důležitá, protože za jeden nebo dva roky budou astronauti podle výpočtů přijímat velké množství kosmického záření, což by se mohlo podepsat na jejich zdraví.

Cesta jádra do vesmíru

Myšlenka vytvoření jaderného pohonu raket není nová. Bývalý Sovětský svaz si s touto myšlenou pohrával už po roce 1958. Dokonce už tehdy byly provedeny studie, které ukázaly, že s využitím jaderného raketového motoru s dostatečným výkonem se můžeme dostat k Plutu a zpět za šest měsíců (dva tam a čtyři zpátky), přičemž za cestu by se spálilo 75 tun paliva.

Vlastní jaderný motor vyvíjejí i Američané. Téma se ale ukázalo být tak komplikované, že ani jedna ze zemí nebyla dosud schopna vytvořit funkční prototyp. Ve většině případů všechno skončilo jen plány a výkresy. Spojené státy provedly zkoušky pohonného systému pro lety na Mars už v lednu 1965. Ale po testech KIWI se projekt NERVA na dobytí Marsu příliš nepohnul. Čína dala do svých plánů rozvoje vesmíru vytvoření jaderného motoru zhruba na rok 2045, což je také poměrně brzy.

V Rusku začalo nové kolo práce na návrhu jaderného elektrického pohonného systému (YEDU) pro kosmické lety v roce 2010. Na projektu spolupracují společnosti Roskosmos a Rosatom. Hlavním dodavatelem výzkumu jaderné energie je Výzkumné centrum. M.V. Keldysh.

Jaderný reaktor a iontový pohon

Podstata fungování vesmírného jaderného motoru je vlastně stejná jako na Zemi. Energie jaderné reakce se použije k ohřevu a provozu turbogenerátoru a kompresoru. Jednoduše řečeno, jaderná reakce se použije k výrobě elektřiny, téměř stejně jako v klasické jaderné elektrárně. A elektřina pak bude pohánět vysoce výkonné iontové motory. Lidstvo se bohužel zatím nenaučilo, jak používat jaderná zařízení pro pohyb jednodušším a účinnějším způsobem.

iontový pohon

V iontových motorech je tah vytvářen reaktivním tahem založeným na ionizovaném plynu, který je vysokou rychlostí rozptýlený v elektrickém poli. Iontové motory už se ve vesmíru testují. Skvělé jsou v tom, že spotřebují jen velmi málo paliva, ale zároveň mají jeden podstatný problém – mají zatím malý tah. Pro kosmické cestování jsou ale takové motory skvělou volbou, protože vyřeší problém výroby paliva přímo ve vesmíru. Kromě toho mohou iontové motory pracovat dostatečně dlouho – maximální doba nepřetržitého provozu nejmodernějších iontových motorů je přes tři roky.

Jak uchladit reaktor ve stavu beztíže

Kromě dosud nízkého tahu iontového motoru musí vědci při konstrukci jaderného motoru vyřešit ještě jeden zásadní problém. A tím je chlazení. Za normálních podmínek se k tomu používá voda, která velmi účinně pohlcuje teplo motoru. Ve vesmíru to kvůli nulové gravitaci nebude tak jednoduché. Jaderné motory vyžadují velmi účinný chladicí systém a teplo z nich musí být odváděno do vnějšího prostoru.

V kosmických lodích se pro chlazení obvykle používají panelové radiátory vyrobené z kovu, jimiž cirkuluje chladivo. Bohužel, takové radiátory mají zpravidla velkou hmotnost a rozměry, navíc nejsou nijak chráněny před meteority. A selhání chlazení v případě jaderného motoru by bylo fatální. Vědci na to tedy budou muset jinak.

V srpnu 2015 na letecké výstavě MAKS například představili model kapkového chlazení jaderných energetických systémů. V něm se kapalina rozptýlená ve formě kapiček v otevřeném prostoru ochladí se a poté se znovu nasaje do jaderného zařízení. Taková kosmická loď by musela do vesmíru pravidelně vypouštět a znovu nasávat obrovské množství kapaliny. Před vědci je tedy v tomto případě ještě dlouhá cesta – celý systém chlazení musí otestovat nejen na zemi, ale hlavně ve zmenšeném měřítku i ve vesmíru.

Éra meziplanetárního cestování

Dejme tomu, že se Rusům, Američanům nebo Číňanům v dohledné době podaří všechny problémy vyřešit a jaderný motor opravdu bude fungovat. Co bude následovat? V první řadě budou muset vybudovat na oběžné dráze nové základny. Jaderné rakety, které jsou aktuálně ve vývoji, mohou totiž fungovat jenom ve vesmíru. Nemůžeme s nimi vzlétnout ze Země. To momentálně můžeme jen pomocí klasických raket.

Jaderné rakety by ale mohly odstartovat éru vesmírné ekonomiky. Budou se používat nejen k meziplanetárním letům, protože to bude několikanásobně levnější a rychlejší než klasickými raketami, ale můžeme je použít také pro dopravu nezbytných surovin. Místo abychom dopravovali suroviny na stavbu nových zařízení nebo základen na oběžné dráze ze Země, bude jednodušší dostat na orbitu některý z asteroidů obsahujících kovy.

Těch je ve sluneční soustavě obrovské množství. A obsahují velmi často i množství vzácných kovů jako je platina nebo zlato. Asteroid přitom bude možné zpracovat přímo na oběžné dráze. Podle odborníků se může taková výroba v budoucnosti stát jedním z nejziskovějších odvětví ekonomiky.

Sdílejte:


Mohlo by vás zajímat: