NASA vil udvikle en atommotor – en nuklear termisk raketmotor
Det skal ske i et samarbejde mellem USAs rumfartsadministration NASA (National Aeronautics and Space Administration) og det amerikanske forsvarsministeriums forskningsagentur DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency).
Tirsdag annoncerede de to institutioner et samarbejde om at udvikle en demonstrationsmodel af en atommotor, en såkaldt nuklear termisk raketmotor.
Projektet skal øge mulighederne for NASAs bemandede missioner til Mars.
NASA og DARPA projekt kaldes officielt DRACO programmet, der står for Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations.
NASA administrator Bil Nelson siger i en pressemeddelelse på nasa.gov:
NASA will work with our long-term partner, DARPA, to develop and demonstrate advanced nuclear thermal propulsion technology as soon as 2027.
With the help of this new technology, astronauts could journey to and from deep space faster than ever – a major capability to prepare for crewed missions to Mars,
Bill Nelson, NASA
Forkortet rejsetid til Mars
Den helt store gevinst ved at bruge kernefysisk fremdrift i rummet er den højere hastighed for rumfartøjer, der drives ved hjælp af en nuklear termisk raketmotor.
Ved at forkorte rejsetiden til f.ex. Mars opnås der samtidig flere andre fordele.
En reduceret transittid mellem jorden og Mars vil kunne reducere flere risici for astronauter, herunder den stråling, som enhver, der opholder sig i rummet er udsat for.
Samtidig kan fordeling og prioritering af nyttelast, brændstof, videnskabeligt udstyr og instrumenter samt forbrugsstoffer, (mad og drikke mv.) ændres.
Meget højere specifik impuls
En nuklear termisk raketmotor bruger en fissionsreaktor til at generere ekstremt høje temperaturer.
Motoren overfører varmen fra reaktoren til et flydende drivmiddel, f.ex.brint, som under meget højt tryk føres gennem en dyse for at drive rumfartøjet.
Nukleare termiske motorer kan være tre – fire gange mere effektive end konventionel kemisk fremdrift.
Delta-v
En raketmotors effektivitet, måles i hvor effektivt motoren, (det gælder også for jetmotorer) omdanner brændstof til tryk.
Effekten kaldes specifik impuls og udtrykkes i måleenheden ∆v (Delta-v).
Delta-v er en skalerbar måleenhed, der kan bruges til at udtrykke hvor stor en impuls, der skal til for at flytte (manøvrere) en måleenhed, (f.ex. et kilo) af et rumfartøjs masse, (f.ex. dets vægt), så fartøjet kan udføre manøvrer med denne brændstofenhed.
DARPA leder DRACO programmet
Det bliver DARPA, der står for ledelsen af DRACO programmet.
Udviklingen af selve den termisk nukleare motor og integration af motor og rumfartøj står DARPA også for.
NASA og DARPA regner med at kunne have en demonstrationsmodel af motoren klar i rummet allerede i 2027.
En termisk nuklear motor er ikke nogen ny tanke
Sidst USA rodede med nuklear termiske raketmotorer var for mere end 50 år siden.
I 1950’erne ønskede det amerikanske militær at udvikle termisk nukleare motorer med en fast kerne bestående af uran.
Motorerne skulle bruges i det øverste trin på de amerikanske interkontinentale ballistiske missiler.
Laboratory. Public domain.
Project Rover
Rover projektet var et militært forsknings- og udviklingsprojekt, der fandt sted fra 1955 til 1973 ved Los Alamos Scientific Laboratory (LASL).
Projektet udmøntede sig i fire termisk nukleare motordesigns:
KIWI, Phoebus, Pewee samt The Nuclear Furnace motoren.
Sputnik krisen
Efter den sovjetiske succes med opsendelsen af Sputnik i oktober 1957 blev Rover projektet overdraget til NASA.
Rover projektet blev hermed til en del af NASAs og AECs NERVA projektet.
NERVA projektet
NERVA projektet var et civilt samarbjede mellem NASA og AEC og fandt sted i forlængelse af Rover projektet.
Projektstyringen var lagt i hænderne på det til lejligheden oprettede The United States Space Nuclear Propulsion Office (SNPO).
Det var rettet mod udvikling af en termisk nuklear motor til det øverste trin på NASAs kæmpestore Saturn V raket, der skulle bruges til Apollo programmets mål; en landsætning af mennesket på Månen..
Projektet fik som mål at udvikle en termisk-nuklear testmotor med en succesrate på 99,7 % – hvilket svarer til at kun tre ud af tusind motorstarter måtte ende med havari.
Atomic Energy Commission. Public domain.
NERVA XE
NERVA XE motoren, der blev den sidste motor, som NERVA projektet udviklede, blev i 1969 af NASAs og AEC betragtet som en stor succes.
Test af NERVA XE motoren havde vist at en termisk nuklear atommotor er en rentabel og stabil løsning til fremdrift af rumfartøjer.
I 1968 udtalte den amerikanske regerings SNPO kontor at nukleare termiske motorer opfylder betingelserne for motordrift til en bemandet mission til Mars.
NERVA projektet havde stor politisk opbakning blandt amerikanske politikere, men i 1973 lukkede præsident Nixon projektet.
Selvom NERVA motoren var klar til det, så kom den aldrig ud og flyve i rummet.
Nu ser det nye DRACO samarbejde mellem NASA og DARPA ud til at kunne resultere i om ikke andet, så en demoflyvning med en nuklear termisk motor.