NASA en het Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) hebben dinsdag een samenwerking aangekondigd om een nucleaire thermische raketmotor in de ruimte te demonstreren, een mogelijkheid voor NASA's bemande missies naar Mars. NASA en DARPA zullen samenwerken in het programma Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations (DRACO).
De niet-terugvorderbare overeenkomst, die beide agentschappen ten goede moet komen, schetst de rollen, verantwoordelijkheden en processen om de ontwikkelingsinspanningen te versnellen. "NASA zal samenwerken met onze langetermijnpartner DARPA om geavanceerde nucleaire thermische voortstuwingstechnologie te ontwikkelen en te demonstreren vanaf 2027. Met behulp van deze nieuwe technologie zouden astronauten sneller dan ooit van en naar de diepe ruimte kunnen reizen - een belangrijke mogelijkheid om bemande missies naar Mars voor te bereiden," zei NASA Administrator Bill Nelson. "Felicitaties aan zowel NASA als DARPA met deze opwindende investering, nu we samen de toekomst in vuur en vlam zetten."
Het gebruik van een nucleaire thermische raket maakt een snellere transittijd mogelijk, waardoor het risico voor astronauten afneemt. Het verkorten van de transittijd is een belangrijk onderdeel voor menselijke missies naar Mars, aangezien langere reizen meer voorraden en robuustere systemen vereisen. De ontwikkeling van snellere, efficiëntere vervoerstechnologie zal NASA helpen zijn doelstellingen voor de reis van de maan naar Mars te halen.
Andere voordelen voor de ruimtevaart zijn een grotere capaciteit van de wetenschappelijke lading en een groter vermogen voor instrumenten en communicatie. In een nucleaire thermische raketmotor wordt een splijtingsreactor gebruikt om extreem hoge temperaturen te genereren. De motor brengt de door de reactor geproduceerde warmte over op een vloeibaar drijfgas, dat wordt geëxpandeerd en via een straalpijp wordt uitgestoten om het ruimtevaartuig voort te stuwen. Nucleaire thermische raketten kunnen drie of meer keer efficiënter zijn dan conventionele chemische voortstuwing.
"NASA heeft een lange geschiedenis van samenwerking met DARPA bij projecten die onze respectieve missies mogelijk maken, zoals onderhoud in de ruimte," zei NASA-adjunct-administrateur Pam Melroy. "De uitbreiding van ons partnerschap naar nucleaire aandrijving zal NASA's doel om mensen naar Mars te sturen dichterbij brengen."
Volgens de overeenkomst zal NASA's Space Technology Mission Directorate (STMD) de technische ontwikkeling leiden van de nucleaire thermische motor die in DARPA's experimentele ruimtevaartuig zal worden geïntegreerd. DARPA treedt op als aanbestedende dienst voor de ontwikkeling van de gehele trap en de motor, die de reactor omvat. Het DARPA leidt het gehele programma, met inbegrip van de integratie en aankoop van raketsystemen, goedkeuringen, planning en beveiliging, de veiligheid en aansprakelijkheid, en zorgt voor de algehele assemblage en integratie van de motor met het ruimtevaartuig. In de loop van de ontwikkeling zullen NASA en DARPA samenwerken aan de assemblage van de motor voordat de demonstratie in de ruimte al in 2027 plaatsvindt.
"DARPA en NASA hebben een lange geschiedenis van vruchtbare samenwerking bij het bevorderen van technologieën voor onze respectieve doelstellingen, van de Saturnus V-raket die mensen voor het eerst naar de maan bracht tot het robotiseren en bijtanken van satellieten", aldus Dr. Stefanie Tompkins, directeur van DARPA. "De ruimte is van cruciaal belang voor de moderne handel, wetenschappelijke ontdekkingen en nationale veiligheid. Het vermogen om sprongsgewijze vooruitgang te boeken in de ruimtetechnologie via het DRACO nucleaire thermische raketprogramma zal essentieel zijn om efficiënter en sneller materiaal naar de maan en uiteindelijk mensen naar Mars te vervoeren."
De laatste door de Verenigde Staten uitgevoerde tests met nucleaire thermische raketmotoren vonden meer dan 50 jaar geleden plaats in het kader van NASA's Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application en Rover-projecten.
"Met deze samenwerking maken we gebruik van onze expertise die we hebben opgedaan bij vele eerdere projecten op het gebied van kernenergie en voortstuwing in de ruimte", aldus Jim Reuter, associate administrator voor STMD. "Recente ontwikkelingen op het gebied van ruimtevaartmaterialen en -techniek maken een nieuw tijdperk voor ruimtevaarttechnologie mogelijk, en deze vluchtdemonstratie zal een belangrijke stap zijn op weg naar een ruimtevaartcapaciteit voor een aarde-maaneconomie."
NASA, het Department of Energy (DOE) en de industrie ontwikkelen ook geavanceerde ruimtekerntechnologieën voor meerdere initiatieven om energie te winnen voor ruimteverkenning. Via het project Fission Surface Power van de NASA heeft het DOE drie commerciële ontwerpinspanningen gegund om kerncentrales te ontwikkelen die op het oppervlak van de maan en later Mars kunnen worden gebruikt.
NASA en het DOE werken aan een ander commercieel ontwerp om splijtstoffen en reactorontwerpen voor hogere temperaturen te bevorderen als onderdeel van een nucleaire thermische voortstuwingsmotor. Deze ontwerpwerkzaamheden zijn nog in ontwikkeling ter ondersteuning van een langetermijndoelstelling voor hogere motorprestaties en zullen niet worden gebruikt voor de DRACO-motor.
Bron: NASA
