Rocketroll: studie kosmické lodi s jaderně-elektrickým pohonem

V době, kdy se lidstvo připravuje na průzkum vzdálenějších oblastí sluneční soustavy s větším nákladem a větší univerzálností, naráží naše současná kosmická technologie rychle na své limity. Jaderně-elektrický pohon by mohl poskytnout velký zdroj energie, kterého solární panely nebo tradiční paliva nemohou dosáhnout.

Studie „Rocketroll“ (volná zkratka složená z písmen fráze „pReliminary eurOpean reCKon on nuclEar elecTric pROpuLsion for space appLications“) pověřila tři konsorcia, aby prozkoumala evropský přístup k jaderně-elektrickému pohonu. Studie je podobná studii Alumni, ale zaměřuje se na elektrický pohon namísto jaderně-tepelných pohonů. U jaderně-elektrického pohonu se k výrobě elektřiny využívá řízené štěpení.

Studie Rocketroll byla provedena, protože některé vesmírné mise mají vysoké požadavky na výkon, které lze splnit pouze pomocí jaderné energie. Jedná se například o mise k vnějším planetám nebo mise na povrch Měsíce, které musí přečkat 14denní měsíční noc. Návrhy Rocketroll by mohly poskytovat elektrický výkon v rozmezí od stovek kilowattů, který by vyhovoval evropské těžké nosné raketě Ariane 6, až po několik megawattů, které by mohly být vypuštěny na raketách nové generace.

Tři konsorcia, tři návrhy

Tři týmy se zabývaly návrhy jaderných elektrických systémů a navrhly svá řešení ve třech zprávách, jejichž shrnutí jsou veřejná a jsou uvedena níže.

Tractebel vedl návrh, který se opíral o obohacený uran, CNRS navrhl řešení založené na reaktoru s roztavenou solí a OHB Czech Space navrhl větší kosmickou loď.

Nové zaměření, nové možnosti

„Studie jasně ukazují, co je možné a jak dobře to vše zapadá do dlouhodobé strategie ESA 2040,“ vysvětluje Valère Girardin, programový manažer ESA pro tuto studii. „Nyní lépe chápeme, jaké technologie chybí a na co se zaměřit ve výzkumu a vývoji.“

Všechny studie docházejí k závěru, že použití jaderného pohonu otevírá nové cesty pro průzkum: existují cíle nebo mise, které jsou s tradičním pohonem kosmických lodí nedosažitelné.

Bezpečnost není problém, všechny návrhy se opírají o neozářený uran, který se aktivuje až na oběžné dráze, což znamená, že nedochází k vysokému záření, a to ani v případě exploze nosné rakety, dopadu do oceánu nebo jiné poruchy při startu. Řetězová reakce uranu se aktivuje až ve vesmíru a bezpečně na oběžné dráze, do té doby je uran inertní.

Zlomovým bodem pro návrhy kosmických lodí je výkonová úroveň kolem 100 kW; pod touto úrovní je ideální solárně-elektrický pohonný systém využívající solární panely, nad touto úrovní vládne jaderně-elektrický návrh. Všechna konsorcia předpokládají dva starty, jeden s užitečným nákladem a jeden s kosmickou lodí, která by se připojila na oběžné dráze Země a společně by pokračovaly ve své cestě vesmírem.

„Tyto studie nastartují pokrok a zařadí evropské kosmické lety s jaderným pohonem do plánu,“ uzavírá Valère. „Technologie, které potřebujeme, dobře zapadají do průmyslových kapacit členských států ESA a politická vůle nabývá na síle, nyní máme jasnější cíl, ke kterému směřujeme.“

Dalším krokem je prohloubení znalostí a zkušeností s každým systémem zvlášť, tedy s jaderným reaktorem, radiačním štítem, systémem přeměny energie, systémem tepelného vytápění a chlazení a elektrickými tryskami. ESA zřídila pracovní skupinu pro jaderný pohon, která bude dohlížet na návrh a výrobu zmenšených modelů hardwaru a na testy v laboratořích.

Upozornění

Tento obsah byl přeložen pomocí neutrálního překladatelského nástroje. Ačkoli se snažíme o přesnost, překlady nemusí zachytit všechny nuance původního textu.