NASA
Zobrať človeka na Mars a späť je ťažké. naozaj ťažké. Pri plánovaní misií na Červenú planétu čelia NASA a ďalší priekopníci Marsu mnohým výzvam, ale ich šéf vyžaduje objem pohonnej látky.
Počas programu Apollo pred 50 rokmi šli ľudia na Mesiac pomocou chemického pohonu, čo sú raketové motory, ktoré spaľujú kvapalný kyslík a vodík v spaľovacej komore. To má svoje výhody, ako napríklad to, že dáva NASA možnosť rýchlo naštartovať a zastaviť motor, a táto technológia bola v tom čase najzrelšia na cestovanie vesmírom. Odvtedy boli vyvinuté niektoré nové techniky pohonu v priestore. Ale nič nie je pre človeka lepšie alebo rýchlejšie ako chemický pohon.
Toto je problém. NASA má niekoľko základných misií na vyslanie štyroch a viacerých astronautov na Mars, ale spoliehanie sa na chemický pohon pri pohybe z Mesiaca to pravdepodobne nepreruší. Hlavným dôvodom je, že raketa potrebuje celé množstvo paliva na odoslanie zásob a astronautov na Mars. Aj v priaznivých scenároch, keď sa Zem a Mars zoradia každých 26 mesiacov, si misia typu človek-Mars stále vyžaduje 1 000 až 4 000 metrických ton pohonnej látky.
Ak je ťažké si to predstaviť, zvážte to. Po modernizácii na konfiguráciu Block 1B bude mať raketa NASA Space Launch System schopnosť niesť na obežnú dráhu Zeme menej ako 105 ton. NASA počíta s vypustením tejto rakety raz ročne a za let bude stáť približne 2 miliardy dolárov. Misia na Mars by teda vyžadovala najmenej 10 štartov rakiet SLS, aby sa na obežnú dráhu dostalo dostatok paliva, čo je zhruba desať rokov a 20 miliárd dolárov. Len pre palivo.
Záver: Ak sa chystáme na Mars, asi budeme musieť vymyslieť iné spôsoby, ako to urobiť.
Ideme na jadro
a nová správa Národná akadémia vied, inžinierstva a medicíny poskytuje niekoľko odpovedí o dvoch takýchto metódach. Široký výbor odborníkov, ktorý sa uskutočnil na žiadosť NASA, hodnotil uskutočniteľnosť dvoch spôsobov pohonu – jadrového tepelného a jadrového pohonu – pre ľudskú misiu vypustenú na Mars v roku 2039.
Bobby Braun, riaditeľ planetárnej vedy, uviedol: „Jedným z hlavných spôsobov hlásenia je, že ak chceme poslať ľudí na Mars a chceme to robiť opakovane a natrvalo, jadrový priestor je na pohonnej trase.“ “ V laboratóriu Jet Propulsion Laboratory a spolupredsedníčke výboru, ktorý správu napísal, v rozhovore.
Výbor nebol požiadaný, aby odporučil konkrétnu techniku, ktorá sa spolieha na jadrové reakcie, ale funguje odlišne. Jadrový tepelný pohon (NTP) zahŕňa raketový motor, v ktorom jadrový reaktor nahrádza spaľovaciu komoru a spaľuje kvapalný vodík ako palivo. Jadrový elektrický pohon (NEP) premieňa teplo na elektrickú energiu zo štiepneho reaktora, ako je napríklad elektráreň na Zemi, a potom túto energiu využíva na urýchlenie ionizovaných pohonných látok, napríklad xenónu, na vyvolanie ťahu.
„Ak sa pozriete na odporúčania výboru pre NTP, pocítili sme, že agresívny program, ktorý bol nedávno dokončený, je založený na základoch, ktoré by sme tam mohli nájsť,“ uviedol Bronn z Mars Said za cieľ do roku 2039. „Pokiaľ ide o NEP, cítili sme, že nie je jasné, či sa nás takáto udalosť môže dostať práve tam, ale nedospeli sme k záveru, že by nás tam nemohla nájsť.“
Jadrový pohon vyžaduje podstatne menej paliva ako chemický pohon, často menej ako 500 metrických ton. To by bolo užitočné pre misiu na Marse, ktorá by zahŕňala niekoľko predsunutých misií na predstupňový náklad na Červenej planéte. Spotreba paliva pri jadrovom pohone je tiež konzistentnejšia s možnosťami štartu, ktoré nesú obežné dráhy Zeme a Marsu. Počas niekoľkých náhod, ktoré sa vyskytli asi za 26 mesiacov, je pohonná látka požadovaná na dokončenie misie na Marse chemickými pohonnými látkami taká vysoká, že to jednoducho nie je možné.
Plán pre nasa
Ak má NASA v 30. rokoch 20. storočia využívať šírenie jadrových zbraní v misiách s ľudskou posádkou, musí okamžite začať s vývojom technológií. Zatiaľ bola agentúra do istej miery zdržanlivá, pokiaľ ide o rýchle šírenie jadrových zbraní. Môže to byť čiastočne spôsobené skutočnosťou, že vesmírna agentúra bola výrazne investovaná do rakety vesmírneho pohonného systému a chemického pohonu potrebného pre program Artemis Moon.
V posledných rokoch preto NASA nežiadala financovanie šírenia jadrových zbraní. Kongres si aj tak na toto úsilie vyčlenil prostriedky. Vo finančnom rozpočte na fiškálny rok 2021 dostala NASA 110 miliónov dolárov na vývoj jadrového tepelného pohonu.
Braun uviedol, že pre NASA bude stáť podstatne viac práce s ministerstvom energetiky a ďalšími časťami vlády na vývoji tejto technológie a začatí nákladných letov na Marse v polovici 20. rokov 20. storočia. Povedal však, že ide o druh projektu, na ktorý by mala NASA dobré predpoklady.
„Toto je druh technologickej výzvy, ktorá bola vytvorená pre NASA, a druh technologickej výzvy, v ktorú náš národ dúfa, že bude schopný poraziť NASA,“ uviedol Braun. „Vieš, aby som sa vrátila k programu Apollo, bol tento druh vecí vyrobený pre NASA. Takže si myslím, že to mohli urobiť.“
Hviezdna loď
A aký koncept hviezdnej lode stavia kozmická loď na posielanie ľudí na Mars? Projekt sa snaží vyriešiť problém s potrebou množstva chemických pohonných látok vyvinutím nízkonákladového, opakovane použiteľného systému vypúšťania. Inžinieri spoločnosti SpaceX vedia, že cesta na Mars bude vyžadovať veľa paliva, ale domnievajú sa, že problém je riešiteľný, ak sa dá dosiahnuť, aby vesmírne lode lietali častejšie a za relatívne málo peňazí. Základnou koncepciou je vstúpiť na obežnú dráhu s prázdnymi nádržami predtým, ako jediné vozidlo môže letieť na Mars, a preniesť palivo premietané inými hviezdami na obežnú dráhu nízkej Zeme.
Braun uviedol, že SpaceX vyvíja plán na vysielanie ľudí na Mars s iným vnímaním ako NASA. „Myslím si, že existuje zásadný rozdiel vo vnímaní toho, akú infraštruktúru potrebuje NASA na Marse,“ uviedol.
To znamená, že hviezdna loď nemôže fungovať. Opisuje však výzvu uskutočniť misiu na Mars s pohonom iba na chemikálie. Ak chcete použiť konvenčný pohon, je potrebné hranice rakiet na opätovné použitie a ťažké zdvíhacie plošiny posunúť do extrémov – čo je Presne to, o čo sa SpaceX snaží S plne znovu použiteľným projekčným systémom.
