NASA ve DARPA Uzayda Nükleer Roket Test Edecek
Uzay araştırmalarının önümüzdeki on yılları astronotların Ay’a dönüşüne, Mars’a ilk mürettebatlı görevlere ve dış Güneş Sistemine robotik görevlere (diğer şeylerin yanı sıra) tanık olacak. Bu görevler daha hızlı geçişlere, uzun süreli kalışlara ve Dünya’dan uzakta sürdürülebilir yaşama olanak tanıyan yenilikçi teknolojilerden yararlanacaktır. Bu amaçla NASA ve diğer uzay ajansları, özellikle enerji ve itici güç söz konusu olduğunda nükleer uygulamaları araştırmaktadır. Bu önerilerin birçoğu uzay çağının ilk dönemlerinden beri gündemde ve kapsamlı bir şekilde onaylanmış durumda.
NASA ve Savunma İleri Araştırma Projeleri Ajansı (DARPA) 24 Ocak Salı günü bir nükleer-termal tahrik (NTP) konsepti geliştirmek üzere kurumlar arası bir anlaşma başlattıklarını duyurdu. Önerilen nükleer roket, Mars‘a hızlı geçiş görevlerini (aylar yerine haftalar) mümkün kılacak Çevik Cislunar Operasyonları için Gösteri Roketi (DRACO) olarak biliniyor. Bu üç aşamalı program, DRACO’nun yörüngede 2027 yılı başlarında gerçekleşmesi beklenen bir gösterimi ile sonuçlanacaktır.
Uzay Çağı’nın başlarından bu yana NASA ve diğer uzay ajansları nükleer uzay araçları için çok sayıda teklifi değerlendirmiştir. Bunlar iki kategoride toplanabilir: nükleer termal ve nükleer-elektrik tahrik (NTP/NEP). NTP’de bir nükleer reaktör döteryum ya da trityum iticisini (hidrojen-2 ya da -3) ısıtarak plazma oluşturur ve bu plazma daha sonra itme kuvveti üretmek üzere nozullardan geçirilir. NEP roketinde ise reaktör, inert gazı (ksenon gibi) iyonize eden ve itiş gücü üretmek için hızlandıran bir Hall-Etkisi iticisine güç verir. NEP daha yüksek özgül itki (Isp) veya daha uzun itki süreleri sunarken, NTP daha fazla itki sağlar.
Son yıllarda Mars’a geçiş sürelerini 100 günün altına indirebilecek NTP sistemleri için çeşitli teklifler yapılmıştır – bazıları 45 gün kadar kısa! Daha hızlı, daha verimli bir ulaşım teknolojisine sahip olmak Mars’a mürettebatlı görevler için kritik öneme sahiptir ve NASA’nın Ay’dan Mars’a Hedefleri ile tutarlıdır. Geleneksel roketler kullanıldığında Mars’a yolculuk altı ila dokuz ay sürecektir ve görevler ancak 26 ayda bir (Mars’ın karşıt konumuna denk gelecek şekilde) başlatılabilir. Bu geçişler sırasında astronotlar yüksek düzeyde güneş ve kozmik radyasyona maruz kalacaklardır.
Ayrıca tüm dönemi mikro yerçekiminde geçireceklerdir ki bu da insan fizyolojisine ciddi zarar vermektedir. Son olarak, daha uzun yolculuklar daha fazla malzeme ve depolama alanı gerektirir ki bu da mürettebat için bir komuta odası, yatakhane ve yemekhane görevi gören Orion uzay aracında sınırlıdır. Daha güçlü bir tahrik sistemi, daha büyük bilimsel yükleri barındırabilecek ve enstrümantasyon ve iletişim için daha fazla güç sağlayabilecek daha büyük uzay araçlarını mümkün kılar. Yönetici Bill Nelson’ın yakın tarihli bir NASA basın açıklamasında belirttiği gibi:
“NASA, uzun vadeli ortağımız DARPA ile birlikte çalışarak 2027’ye kadar gelişmiş nükleer termal tahrik teknolojisini geliştirecek ve sergileyecektir. Bu yeni teknolojinin yardımıyla astronotlar uzayın derinliklerine her zamankinden daha hızlı gidip gelebilecekler – bu da Mars’a mürettebatlı görevlere hazırlık için önemli bir kabiliyet. Geleceği birlikte ateşlediğimiz bu heyecan verici yatırım için hem NASA’yı hem de DARPA’yı kutluyorum.”
Anlaşma uyarınca NASA’nın Uzay Teknolojisi Görev Direktörlüğü (STMD), DARPA yapımı uzay aracıyla entegre edilecek olan nükleer termal motorun teknik gelişimine öncülük edecek. DARPA ise sözleşme makamı olarak roket sistemleri entegrasyonu ve tedariki, onaylar, zamanlama ve diğer hususları denetleyerek genel programa liderlik edecek. NASA ve DARPA, 2027 gibi erken bir tarihte yapılacak uzay içi gösterimden önce motorun montajı konusunda işbirliği yapacak. DARPA direktörü Dr. Stefanie Tompkins şunları söyledi:
“NASA ve DARPA, Saturn V roketi gibi insanları ilk kez Ay’a götüren araçlardan, uydulara robotik servis ve yakıt ikmaline kadar, kendi hedefleri için teknolojiler geliştirmeye devam edecektir. Uzay alanı modern ticaret, bilimsel keşifler ve ulusal güvenlik için kritik öneme sahiptir. DRACO nükleer termal roket programı aracılığıyla uzay teknolojisinde sıçramalı ilerlemeler gerçekleştirebilme kabiliyeti, Ay’a ve nihayetinde Mars’a daha verimli ve hızlı bir şekilde malzeme taşınması için elzem olacaktır.”
NASA’nın uzay araştırmaları için nükleer teknolojiler geliştirmeye yönelik önceki çabaları arasında 1964 ve 1969 yıllarında başarıyla test edilen Roket Aracı Uygulaması için Nükleer Motor (NERVA) yer almaktadır. Radyoizotop Termoelektrik Jeneratörleri (RTG’ler) 1961’den beri uzayda test edilmiş ve Apollo görevlerinin yüzey deneylerinin bir parçası olmuştur. O zamandan beri, Çok Görevli Radyoizotop Termoelektrik Jeneratörleri (MMRTG) Viking, Voyager, Galileo, Cassini ve New Horizons görevleri ile Curiosity ve Perseverance keşif araçları gibi robotik sondalara güç sağlamıştır.
NASA, Enerji Bakanlığı (DOE) ve ticari-endüstriyel ortaklar da çoklu görev profillerine yönelik nükleer teknolojileri hayata geçirmek için çalışmaktadır. Bunlar arasında NASA’nın Ay, Mars ve ötesinde uzun süreli görevlere güç sağlayabilecek nükleer reaktörler geliştirmek için Sterling Teknolojisini Kullanan Kilopower Reaktör (KRUSTY) projesini genişleten Fisyon Yüzey Gücü projesi de yer alıyor. Haziran ayında NASA ve DOE, Ay yüzeyinde ve daha sonra Mars’ta kullanılabilecek nükleer enerji santrali konseptleri geliştirmek üzere üç ticari tasarım çalışmasını ödüllendirdi.
Bu yıl, NASA Yenilikçi Gelişmiş Kavramlar (NIAC) programı, önerilen çok sayıda nükleer teknolojiye Faz I sözleşmeleri verdi. Bunlar arasında Europa’ya yapılacak bir göreve güç sağlayacak bir hibrid füzyon/hızlı fisyon reaktörü, Mars’a sadece 45 günde gidilmesini sağlayabilecek bir nükleer-termal motor ve dış Güneş Sistemi‘ne CubeSat görevlerini mümkün kılabilecek minyatür bir nükleer batarya yer alıyor. STMD yönetici yardımcısı Jim Reuter şunları söyledi.
Bu anlaşma ile, önceki uzay nükleer enerji ve tahrik projelerinde edindiğimiz deneyimlerimizi kullanacağız. Havacılık malzemeleri ve mühendislik alanındaki son gelişmeler uzay nükleer teknolojisi için yeni bir dönem başlatıyor ve bu uçuş gösterisi Dünya-Ay ekonomisi için bir uzay taşımacılığı kabiliyeti oluşturma yolunda önemli bir başarı olacak.”
Kaynak: https://www.universetoday.com/159759/nasa-and-darpa-will-be-testing-a-nuclear-rocket-in-space/
