Let na Mars dnes trvá více než půl roku. U kosmické sondy to nevadí, ale pro člověka jde o dlouhou dobu. Mise ke vzdálenějším planetám trvají dokonce roky. Nejde v nich jen o dosažení co nejvyšší rychlosti, ale také o množství paliva, které musí kosmická loď nést a to zejména, pokud se hodlá vrátit na Zemi. Velká otázka tedy zní, jak vesmírné cesty urychlit.
Raketový motor
Princip raketového motoru je poměrně jednoduchý. Z motoru vychází proud spalin, který pohybuje raketou nebo kosmickou lodí opačným směrem. Klasické chemické raketové motory spalují směs paliva a okysličovadla, což je většinou kapalný kyslík.
Platí, že čím více je paliva, tím těžší je celá kosmická loď a tím více energie a tedy paliva potřebujeme. Je to trochu zamotaný kruh. Jaderný tepelný pohon by ho mohl přerušit a ukázat cestu novým směrem.
Malá jaderná elektrárna
S trochou nadsázky by kosmická měla uvnitř malou jadernou elektrárnu. Teplo uvolňované jaderným štěpením ohřívá pohonnou látku (například vodík) a přeměňuje ji na plyn, který se pak z trysky dostává ven. Technologie jaderného tepelného pohonu poskytuje vysoký tah a dvojnásobnou účinnost hnacího plynu ve srovnání s klasickými chemickými motory.
Jaderné pohony se nebudou používat u nosných raket pro opuštění Země, ale mohou urychlit odlet od Země ke vzdáleným místům ve Sluneční soustavě. Jaderný pohon může zkrátit let na Mars ze sedmi na tři měsíce.
Tak to postavte
O americké agentuře DARPA (Agentura ministerstva obrany pro pokročilé výzkumné projekty) píšeme v ábíčku poměrně často. Už desítky let podporuje vývoj různých nových technologií. V minulosti stála třeba u předchůdce internetu nebo experimentálních letadel. Nyní rozdělí mezi tři firmy přes 27 milionů dolarů (600 milionů korun) na vývoj sondy s jaderným pohonem pod názvem DRACO (anglická zkratka názvu Demonstrační raketa pro agilní cislunární operace).
Firma General Atomics postaví v rámci první fáze během 18 měsíců jaderný reaktor. Lockheed Martin a Blue Origin postaví sondy. První z firem má bohaté zkušenosti se stavbou mnoha sond, družic ale třeba i kosmické lodě pro let k Měsíci. Blue Origin šéfa Amazona Jeffa Bezose nyní vyvíjí systém pro kosmickou turistiku a vlastní raketu. První let sondy DRACO by měl proběhnout v roce 2025.
Blue Origin letí do vesmíru, Jeff Bezos si plní sen >
Jaderné elektrické pohony
Existuje i další verze jaderného pohonu. Jedním z nich je jaderný elektrický pohon. Pomoci elektrické energie se urychlují nabité částice, které se vypouští ven do kosmu. Jedná se o stejný princip, který se dnes využívá u iontového motoru pro pohon některých sond a v brzké době i stanice Gateway u Měsíce.
Iontový motor vyrábí elektrickou energii pomoci solárních panelů, což ale ve vzdálenějších končinách Sluneční soustavy nebude fungovat. Solární panely může nahradit jaderný reaktor. Elektrický jaderný pohon může být aktivní velmi dlouhou dobu, ale ke zrychlení dochází pomalu. Hodí se proto spíše pro kosmické sondy.
Za jak dlouho tam budeme?
Rychlost překonání vzdálenosti mezi Zemí a další planetou Sluneční soustavy (např. Merkur) je závislá na mnoha faktorech – např. zda kolem planety raketa pouze proletí, nebo zda kolem ní bude kroužit, či přímo na ní přistávat. Na ilustraci nahoře vidíte dobu, kterou potřebovaly skutečné kosmické sondy k dosažení planet.
Jaderný materiál v kosmonautice
Jaderný materiál už dnes využívají sondy Voyager, Pioneer nebo z novějších rovery Curiosity a Perseverance. Na svých zádech mají MMRTG, což je radioizotopový termoelektrický generátor, který obsahuje 5 kg plutonia. Teplo z rozpadu plutonia se přeměňuje na elektřinu, která rover pohání. Jedná se o zdroj energie, který by měl vydržet nejméně 15 let.
