Comparing Nuclear Propulsion Technologies for Crewed Missions to Mars
Nukleáris meghajtási technológiák összehasonlítása a Marsra induló legénységi küldetésekhez.
A jelenlegi kémiai hajtóműrendszerek alacsony hajtóanyag-hatékonyságuk és hosszú küldetési idejük miatt csak korlátozottan alkalmasak a legénységi Mars-küldetések támogatására. A nukleáris meghajtási technológiák potenciális megoldást kínálnak ezekre a kihívásokra, mivel nagyobb tolóerőt és hajtóanyag-hatékonyságot képesek produkálni, mint a kémiai rakéták.
Ez a tanulmány három nukleáris meghajtási technológiát hasonlít össze a legénységi Mars-küldetésekhez: a nukleáris elektromos meghajtást (NEP), a nukleáris termikus meghajtást (NTP) és a nukleáris fúziós meghajtást (NFP). Mindegyik technológiának megvannak a maga előnyei és hátrányai, és a legényes Mars-misszióhoz való legjobb választás számos tényezőtől függ, beleértve a misszió követelményeit, a költségeket és a kockázatot.
A három technológia közül a NEP-rendszerek a legkiforrottabbak, és már számos űrmisszióban sikeresen alkalmazták őket. A NEP-rendszerek egy nukleáris reaktor segítségével termelnek villamos energiát, amelyet aztán egy elektromos hajtómű meghajtására használnak. A NEP-rendszerek nagyon hatékonyak, de viszonylag kis tolóerőt termelnek. Ennek eredményeként a NEP-rendszerek hosszabb küldetési időt igényelnek, mint más nukleáris meghajtási technológiák.
Az NTP rendszerek kevésbé kiforrottak, mint a NEP rendszerek, de nagyobb tolóerőt és rövidebb küldetési időt kínálnak. Az NTP-rendszerek egy nukleáris reaktort használnak a hajtóanyaggáz felmelegítésére, amelyet aztán egy fúvókán keresztül hajtanak ki a tolóerő előállításához. Az NTP-rendszerek hatékonyabbak, mint a kémiai rakéták, de a fejlesztésük is összetettebb és drágább.
Az NFP rendszerek a három technológia közül a legfejlettebbek, de egyben a legspekulatívabbak is. Az NFP-rendszerek az atommagok fúzióját használnák energia előállítására, amelyet aztán különféle meghajtási rendszerek működtetésére lehetne felhasználni. Az NFP-rendszerek még nagyobb tolóerőt és rövidebb küldetési időt kínálhatnak, mint az NTP-rendszerek, de még a fejlesztés korai szakaszában vannak.