Na Mars za neuvěřitelných 45 dní: odvážný plán NASA na kolonizaci „sousední“ planety zahrnuje raketu s unikátním jaderným pohonem

Ač to tak možná nevypadá, opět se rozhořel tvrdý zápas o vesmír. Třeba Američané plánují návrat astronautů na Měsíc, mj. koketují s návrhy na výstavbu měsíční základny, a v následujícím desetiletí dokonce plánují první let lidské osádky na Mars. Se stejným plánem však přišli také Číňané. K dosažení takového cíle jsou ale zapotřebí nové technologie, hlavně co se pohonů raketoplánů týče. A zdá se, že minimálně s novými plány NASA je lidstvo opět o krok blíže.

Dlouhý let je velmi rizikový

Mars přitahuje pozornost lidí už od starověku, například staří Římané po něm ostatně pojmenovali svého boha války. Z planetárního hlediska jde potom o čtvrtou planetu Sluneční soustavy (tedy pokud to bereme posloupně od Slunce), a zároveň o druhého nejbližšího souseda Země. Během svého perihelu (momentu, kdy je planeta nejblíže Slunci) je vzdálenost mezi naší planetou a Marsem 54,6 milionů kilometrů, ale jinak je průměrná vzdálenost od Země více než 4násobná, resp. 225 milionů kilometrů.

Současné pohony vesmírných plavidel by přitom tuto vzdálenost urazily za dlouhých 7 měsíců. I když pomineme logistické potíže s přepravou zásob a paliva, je zde ještě jeden zásadní problém týkající se přímo lidské osádky. Takto dlouhý let ve stavu beztíže by znamenal značnou ztrátu kosterní hmoty kosmonautů, nemluvě o radiaci z kosmického záření. Po přistání na Marsu by tak musela celá osádka projít náročnou rekonvalescencí, což není úplně žádoucí (a takto daleko od Země nejspíše ani v možnostech současné doby).

iZdroj fotografie: Freepik

Z toho důvodu vytáhla NASA ze spodního šuplíku starý nápad zahrnující jaderné pohony, které by mohly délku zásadně zkrátit. V průběhu studené války je vyvíjely jak Spojené státy americké, tak rivalský Sovětský svaz. Během roku 2023 tak má dojít k první fázi vývoje jaderného pohonu navrženého v programu Innovative Advanced Concepts (NIAC). Návrh „Bimodální NTP/NEP s vlnovým rotorovým přeplňovacím cyklem“ dostal od NASA zelenou.

Dvojí síla jaderného pohonu

Zmíněný plán NIAC je založen na dvou konceptech jaderného pohonu, a je vskutku unikátem. Prvním je jaderně-termický pohon (NTP), který využívá jaderného reaktoru k ohřevu tekutého vodíku. Ten se vlivem vysokých teplot přeměňuje na plazmu, která je následně vedena speciální tryskou, aby vytvářela potřebný tah. Druhým je jaderně-elektrický pohon (NEP), jímž je díky reaktoru poháněn iontový motor, který vytváří elektromagnetické pole. To následně ionizuje a urychluje inertní plyn (např. xenon) unikající z motoru tryskami, čímž vytváří tah.

iZdroj fotografie: Ryan Gosse / NASA

Oba pohony mají oproti jiným chemickým pohonům vynikající poměr tahu ku spotřebovanému palivu, a jsou tedy daleko šetrnější, mají vyšší výkon, a téměř neomezenou hustotu energie. Ryan Gosse, expert na hypersonické systémy, který vývoj v NASA vede, začlenil ještě do koncepce přeplňovací cyklus. Základem je vlnový rotor využívající tlaku vznikajícího při zahřívání kapalného vodíku ke stlačování reakční hmoty, což zásadně zvyšuje účinnost motoru.

Samotný systém NTP/NET by tak mohl dopravit lidskou osádku k Marsu do 100 dní, což je ale stále relativně dlouhá doba. Pokud ovšem bude přidán i vlnový rotor, dojde ke zkrácení letu na méně než polovinu. Bimodální konstrukce s přeplňovacím cyklem tak teoreticky umožní alespoň rychlou přepravu pilotovaných misí na Mars za fascinujících 45 dní. Pokud to klapne, půjde o první krůček ke kolonizaci okolního vesmíru.