Energetyka jądrowa w kosmosie?

Jakie są opcje energetyki jądrowej? Jedną z nich - według portalu - jest jądrowy napęd termiczny, który wykorzystuje rozszczepieniowy reaktor jądrowy do wytwarzania ciepła z paliwa uranowego. Ta energia cieplna podgrzewa ciekły gaz pędny, zwykle ciekły wodór, który rozszerza się w gaz i jest wyrzucany z dyszy rakiety, wytwarzając siłę ciągu i napędzając statek kosmiczny. Rakiety z napędem NTP zapewniają od dwóch do trzech razy większą wydajność niż model chemiczny. W porównaniu do tradycyjnych rakiet chemicznych może to skrócić czas podróży na Marsa nawet o 25 proc. Za pomocą tej technologii można będzie przenieść astronautów na Marsa i z powrotem w mniej niż dwa lata.

- Inną opcją jest jądrowy napęd elektryczny (nuclear electric propulsion, NEP). System NEP wykorzystuje reaktor jądrowy do wytwarzania energii elektrycznej, która zasila układ elektromagnetyczny przyspieszający jony do wielkich prędkości (silnik jonowy). Jony te podczas przejścia przez dyszę są neutralizowane i wytwarzają strugę atomów elektrycznie obojętnych, która opuszczając rakietę wytwarza siłę ciągu. Tego typu systemy są jednak bardzo masywne, ciąg silnika jest w związku z tym mały, a więc i przyspieszenie też jest niewielkie. Sprawdza się szczególnie w długotrwałych misjach cargo do odległych planet, jako że może pracować przez znacznie dłuższy czas niż układy chemiczne czy NTR. Siła ciągu tej metody jest mniejsza, ale ciągła, a przy znacznie większej wydajności paliwowej pozwala uzyskiwać większe prędkości i może skrócić o 60 proc. czas podróży na Marsa w porównaniu do tradycyjnych rakiet chemicznych - informuje portal.

Czytamy na nim, że trwają również prace badawcze nad przyszłymi rakietami wykorzystującymi syntezę jądrową, mające napęd termojądrowy (direct fusion drive, DFD), który bezpośrednio przekształcałby energię naładowanych cząstek wytwarzanych w reakcjach syntezy jądrowej na napęd pojazdu kosmicznego.

A co z innymi zastosowaniami energii jądrowej w kosmosie? Oprócz zapewniania siły ciągu rakietom, istnieje również zapotrzebowanie na energię elektryczną na pokładzie statków kosmicznych, a reaktory jądrowe mogą być również wykorzystywane do zapewnienia astronautom energii elektrycznej podczas długich misji eksploracyjnych lub długotrwałych pobytów w siedzibach ludzkich na innych planetach.

- Priorytetem NASA pozostaje zaprojektowanie, zbudowanie i zademonstrowanie jądrowego systemu zasilania powierzchniowego w oparciu o paliwo z nisko wzbogaconego uranu, który ma mieć szerokie zastosowanie do pracy na powierzchni Księżyca, a także podczas ewentualnej misji załogowej na Marsa. System ten byłby skalowalny do poziomów mocy powyżej 100 kWe i ma mieć potencjał do zaspokojenia potrzeb systemu NEP – powiedział cytowany przez Polski Atom Anthony Calomino, menedżer ds. kosmicznych technologii jądrowych w NASA.