NASAの主要な核燃料ロケットエンジニアの1人であるビルエムリッチは次のように述べています。「エロンムスクやその他の人々は、人々を火星に連れて行き、そこに植民地を設立したいと考えています。火星に行って火星に人を残したい場合は、化学ロケットでそれを行うことができます。それは難しいが可能性のある道になるでしょう。しかし、人々を地球に連れ戻したいのなら、核ミサイルを使わざるを得ないでしょう。そしてNASAでは、人々を家に連れて帰ることにもっと興味を持っています。」
1940年代に始まった核ロケットエンジンのアイデアは、多くの人にとって非常に魅力的であるように思われました。惑星間旅行は私たちにとって日常的なものになるでしょう。トピックは難しいことが判明し、核を設置したロケットの実際に機能するプロトタイプを自慢できる世界の大国はまだありません...すべてがそれほど絶望的ではないようですが、NASAは新しい開発について興味深いニュースを用意してくれました！順番にすべてについて：
燃料が決定します
原子炉は、大型宇宙船を火星に、そして必要に応じてそれを超えて迅速に配達するために必要なエネルギーと推力を生み出すことができます。核エンジンは惑星間移動のみを目的としており、地球の大気中での使用を目的としていないことに注意することが重要です。化学ロケットはデバイスを低地球軌道から外し、核推進システムが機能するようになります。
課題は、これらの核エンジンを安全かつ軽量にすることでした。 NASAの宇宙技術管理のチーフエンジニアであるジェフシーヒー氏は、「改善が必要な重要な技術は燃料です」と述べています。燃料は、核熱エンジンの超高温および揮発性条件に耐えることができる必要があります。最近、米国の2社が、安全でコンパクトで高性能な原子炉に十分な信頼性のある燃料を発表しました。実際、これらの企業の1つは、NASAに詳細なコンセプトデザインをすでに提供しています。
核熱推進システムは、核反応から放出されたエネルギーを使用して、液体水素を原子力発電所のコア温度の約8倍である約2,430°Cに加熱します。推進剤は膨張し、高速でノズルに放出されます。これにより、燃料質量あたりの推力が化学ロケットの2倍になり、原子力船がより長く、より速く移動できるようになります。さらに、サターンの月のタイタンであれプルートであれ、目的地に到着すると、原子炉は推進システムから電源に切り替えることができ、航空機は何年にもわたって高品質のデータを送り返すことができます。
核ミサイルから十分な推力を得るために、以前は武器グレードの高度に濃縮されたウランが必要でした。商用発電所で使用される低濃度のウラン燃料は安全に使用できますが、高温や反応性の高い水素による化学的攻撃にさらされると、もろくなり劣化する可能性があります。
3か月-そしてあなたは火星にいます
シアトルの会社UltraSafe Nuclear Corp. Technologiesは、新しい核熱推進（NTP）エンジンの概念を開発し、NASAに提供しました。専門家は、彼らの開発により、わずか3か月で火星に到達できるようになると約束しています。同社のスペースディレクターであるMichaelEadsによると、彼らのコンセプトエンジンは前任者よりもはるかに安全であり、化学物質の2倍の特定のインパルスを生成できます。彼らの燃料の特徴は、エンジンリアクターに電力を供給するためのオールセラミックマイクロカプセルを備え、5％以上20％未満の濃縮度のウランをベースにすることです。これは、パワーリアクター用の燃料よりもはるかに優れていますが、「できません。悪意のある目的で使用されるため、悪用のリスクが大幅に軽減されます」とEads氏は述べています。同社の燃料には、炭化ジルコニウムマトリックスに分散したセラミックコーティングされたウラン燃料の微細な粒子が含まれています。マイクロカプセルは放射性核分裂副産物を内部に閉じ込め、熱を逃がします。
別の会社であるBWXTechnologies（Lynchburg、Virginia）も、NASAと協力して、上記の形式の燃料を使用した設計の開発に加えて、代替オプションを提供しています。それは、金属マトリックスで囲まれた燃料です。
両社は、原子炉構造への損傷を回避するために連鎖反応を維持するために、核分裂からの高エネルギー中性子を緩和するための2つの異なるモデルを提供しています。 BWXは燃料セルを水素化物セルの間に配置し、USNC-Techのユニークな設計にはベリリウム金属モデレーターが含まれています。 「私たちの燃料は無傷のままで、高温の水素と放射線に耐え、原子炉のすべての中性子を吸収するわけではありません」とイーズ氏は言います。
USNC-Techは、新しい燃料に基づいて機器の小さなプロトタイプをすでに作成し、テストのためにNASAに引き渡しました。
書誌：
- GMT P. 23 D. 2020 | 16:00。原子力ロケットは火星への旅行を再検討します-IEEEスペクトラム[電子リソース]。URL：spectrum.ieee.org/aerospace/space-flight/nuclear-powered-rockets-get-a-second-look-for-travel-to-mars
- 核ロケット火星への宇宙ミッションの未来-ASME [電子リソース]。URL：www.asme.org/topics-resources/content/the-future-of-nuclear-rockets-for-space-travel