Bunu önümüzdeki on yılda, çok geçmeden diğer ulusların da katılacağı NASA ve Çin'in Mars'a mürettebatlı misyonları takip edecek. Astronotları Alçak Dünya Yörüngesi (LEO) ve Dünya-Ay sisteminin ötesine taşıyacak bu ve diğer görevler, yaşam desteği ve radyasyon korumasından güç ve itki gücüne kadar değişen yeni teknolojiler gerektiriyor. Ve itki gücü söz konusu olduğunda, Nükleer Termal ve Nükleer Elektrikli Tahrik (NTP/NEP) en çok öne çıkan teknolojilerden.
Birkaç yıl önce NASA, 100 gün içinde Mars'a gidişi mümkün kılabilecek, bir NTP ve NEP öğesinden oluşan iki parçalı sistem olan iki modlu nükleer tahrik geliştirmek amacıyla nükleer programını yeniden başlattı. 2023 için 'Innovative Advanced Concepts' (NIAC) programının bir parçası olarak NASA, Faz I gelişimi için bir nükleer konsept seçti. Bu yeni çift modlu nükleer tahrik sistemi sınıfı, bir 'dalga rotoru tepesi döngüsü' kullanır ve Mars'a geçiş sürelerini sadece 45 güne indirebilir. 'Dalga Rotor Tepe Döngüsü ile Bimodal NTP/NEP' başlıklı öneri, Florida Üniversitesi'nde Hipersonik Program Alan Lideri ve Florida Mühendislikte Uygulamalı Araştırma (FLARE) ekibinin bir üyesi olan Prof. Ryan Gosse tarafından ortaya atıldı. Gosse'nin teklifi, ilgili teknoloji ve yöntemlerin olgunlaşmasına yardımcı olmak için 12.500 ABD Doları hibe içeren Faz I geliştirmelerinde bu yıl NAIC tarafından seçilen 14 tekliften bir tanesi. Diğer teklifler arasında yenilikçi sensörler, aletler, üretim teknikleri, güç sistemleri ve daha fazlası vardı.
Nükleer-Termal Tahrik (NTP), sıvı hidrojen (LH2) yakıtını ısıtan bir nükleer reaktörden oluşur ve bunu iyonize hidrojen gazına (plazma) dönüştürerek daha sonra itme kuvveti oluşturmak için nozullardan yönlendirilir. ABD Hava Kuvvetleri ile Atom Enerjisi Komisyonu (AEC) arasında 1955'te başlatılan ortak bir çaba olan Project Rover da dahil olmak üzere, bu tahrik sistemini test etmek için daha önce birkaç girişimde bulunuldu. 1959'da NASA, USAF'tan görevi devraldı ve program, uzay uçuşu uygulamalarına adanmış yeni bir aşamaya girdi. Bu, sonunda başarılı bir şekilde test edilen katı çekirdekli bir nükleer reaktör olan Nükleer Motor Roket Aracı Uygulamasına (NERVA) yol açtı.
Bu arada Sovyetler, 1965 ile 1980 yılları arasında kendi NTP konseptini (RD-0410) geliştirdi ve program iptal edilmeden önce tek bir yer testi yaptı. Öte yandan Nükleer-Elektrik Tahrik (NEP), bir atıl gazını (ksenon gibi) iyonize edip hızlandırarak elektromanyetik alan oluşturan bir Hall-Effect iticiye (iyon motoru) elektrik sağlamak için nükleer reaktöre dayanır. Bu teknolojiyi geliştirme girişimleri arasında NASA'nın Nükleer Sistemler Girişimi (NSI) Prometheus Projesi (2003 - 2005) bulunmaktadır. Her iki sistem de, daha yüksek özgül itki (Isp) derecesi, yakıt verimliliği ve neredeyse sınırsız enerji yoğunluğu dahil olmak üzere, geleneksel kimyasal tahrike göre önemli avantajlara sahiptir. NEP konseptleri, 10 bin saniyeden fazla itki sağlarlari, yani üç saate yakın itiş gücü verebilirler. Ancak itiş seviyeleri geleneksel roketler ve NTP ile karşılaştırıldığında oldukça düşük kalır.
Bu görevler her 26 ayda bir, Dünya ve Mars'ın en yakın oldukları konumda başlayabilirler ve yolculukları en az altı ila dokuz ay sürer. 45 günlük (altı buçuk hafta) bir geçiş, toplam görev süresini yıllar yerine aylara indirecektir. Bu, radyasyona maruz kalma, mikro yerçekiminde geçirilen süre ve ilgili sağlık sorunları dahil olmak üzere Mars görevleriyle ilişkili büyük riskleri önemli ölçüde azaltacaktır. Tahrik gücüne ek olarak, Güneş ve rüzgar enerjisinin her zaman mevcut olmadığı uzun süreli yüzey görevleri için sabit bir güç kaynağı sağlayacak yeni reaktör tasarımları için öneriler var. Örnekler arasında NASA'nın Sterling Teknolojisini Kullanan Kilopower Reaktörü (KRUSTY) ve NASA'nın NAIC 2023 seçimine göre Faz I geliştirmesi için seçilen hibrit fisyon/füzyon reaktörü yer alır. Bu ve diğer nükleer uygulamalar bir gün, belki de düşündüğümüzden daha erken bir zamanda, Mars'a ve derin uzaydaki diğer yerlere mürettebatlı görevler yapılmasını mümkün kılabilir!
Siz bu konu hakkında ne düşünüyorsunuz? Yorumlarda buluşalım!