JETSON, nucleaire voortstuwing voor ruimtevaart Credits; LANL
Het US Air Force Research Laboratory (AFRL) heeft recent aan de ruimtevaartgigant Lockheed Martin een contract van 33,7 miljoen USD toegekend voor de ontwikkeling van geavanceerde, nucleaire voortstuwingstechnologieën gebundeld in het ‘project JETSON‘.
JETSON houdt o.a. in dat er een splijtingsreactor gelanceerd zal worden, die in de ruimte zal worden opgestart. De reactor bouwt voort op NASA’s Kilopower Reactor Using Stirling Technology (KRUSTY) uit 2018, deze werd ontwikkeld bij het Glenn Research Center in Cleveland, zie ook hier deze Astroblog. Kennelijk is er momentum gecreëerd voor geavanceerde nucleaire voortstuwing in de ruimtevaart. NASA, DARPA en Lockheed Martin (gevestigd in Littleton, Colorado) bouwen momenteel ook aan een nucleair-thermisch voortstuwingssysteem voor een demonstratieraket die in de maanomgeving – cislunaire ruimte – gaat opereren, de DRACO. DRACO staat voor ‘Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations’, en NASA plant een testvlucht in 2026-7. Hier is voor Lockheed Martin nu het JETSON project bijgekomen.
JETSON staat voor ‘Joint Emergent Technology Supplying On-Orbit Nuclear’ en is bedoeld om, aldus de verklaring van Lockheed Martin “sterke nucleaire elektrische energie- en voortstuwingstechnologieën en het ontwerp van ruimtevaartuigen volwassen te maken,” En zoals gezegd, het is de bedoeling dat er een splijtingsreactor gelanceerd zal worden, die eenmaal in de ruimte, opgestart zal worden. De reactor zal warmte opwekken, die vervolgens wordt overgebracht naar Stirling-stroomomvormers om elektriciteit te produceren. Dit kan vervolgens worden gebruikt om de lading van ruimtevaartuigen of elektrische stuwraketten voor voortstuwing aan te drijven. De reactor bouwt voort op NASA’s KRUSTY uit 2018. “De ontwikkeling van kernsplijting voor ruimtetoepassingen is de sleutel tot de introductie van technologieën die de manier waarop we ons verplaatsen en verkennen in de uitgestrekte ruimte dramatisch kunnen veranderen”, aldus stelt Barry Miles, JETSON-programmamanager bij LM, in de verklaring. Net als bij andere nucleaire programma’s in de ruimte is veiligheid bij JETSON een topprioriteit. Uranium is vóór het begin van het splijtingsproces ‘goedaardig’. Tijdens de lancering bevindt de reactor zich in een inerte, inactieve configuratie en is ontworpen om pas in te schakelen en het splijtingsproces te starten als het ruimtevaartuig zich in een veilige baan ver van de aarde bevindt.
DRACO, artistieke impressie, Credits; DARPA/NASA Het idee is dat een kernreactor een drijfgas, zoals waterstof, tot extreme temperaturen verhit wat resulteert in een stuwkracht in een veel efficiëntere voortstuwing t.o.v. een chemische raket, en zie ook deze AB, en het systeem heeft een grotere wendbaarheid.
Het nieuwe contract voor Lockheed Martin is opnieuw een forse overwinning voor het bedrijf op het gebied van nucleaire voortstuwing in de ruimte. In juli werd door NASA/DARPA, Lockheed Martin, aangekondigd als de hoofdaannemer voor de bouw en het testen van de nucleair-thermische voorstuwing aangedreven demonstratieraket, de DRACO, en in 2027 volgt de testvlucht. In de toenmalige gezamenlijke verklaring van NASA en DARPA, werd het NTP systeem door NASA benadrukt als van de belangrijkste mogelijkheden op de ‘routekaart’ voor bemande missies naar Mars. Een NTP-systeem, zoals DRACO, (zie o.a. ook deze Astroblog over NTP) zou een kortere reis naar de Rode Planeet mogelijk maken dan met een conventionele raket mogelijk is. Het systeem is veel efficiënter dan conventionele chemische raketten, wat o.a. betekent dat er meer wetenschappelijke apparatuur kan worden meegenomen. NASA meldde tevens dat de raket bij de komende testvlucht in een baan om de aarde zou opereren op een hoogte van ten minste 700 kilometer – maar mogelijk wel 2000 kilometer – om er in ieder geval voor te zorgen dat alle radioactieve materialen zouden zijn vervallen tot aanvaardbare niveaus voordat ze weer op aarde aankwamen.
In 2022 schreef ik reeds dat NASA forse stappen zet in nucleaire ruimtevaart. Naast DRACO gaf NASA in 2022 groen licht voor de ‘Thermo-radiatieve Generator‘, een zeer compacte en efficiënte nucleaire energiebron voor deep-space missies, welke uit de koker van het Rochester Institute of Technology, (New York) komt. Dit nieuwe TRG-concept moet veel efficiënter gaan werken dan een zonnepaneel, aldus NASA De TRG zal zo een tiende van de omvang van de energiebronnen zijn die nu gebruikt worden voor deep-space c.q. planetaire missies, waaronder bv de Multi-Mission Radioisotope Thermal Generators (MMRTG’s), waar de Perseverance-rover mee is uitgerust. Voorbeelden voor genoemde toepassingen van het TRG-concept zijn o.a. NASA’s Flagship Uranus-missie, deze missie zou mogelijk ondersteund kunnen worden door een kleine vloot, met deze RTG uitgeruste, CubeSats. Bronnen; Space.com, Lockheed Martin, NASA, NASA/JPL, SpaceNews, MIT, DARPA, New Atlas, SpaceandDefense
