Az Amerikai Űrkutatási Hivatal (NASA) támogatásával olyan nukleáris rakétahajtómű kifejlesztésén dolgoznak, amelynek segítségével a Naprendszeren belül több évig tartó űrutazások megspórolhatóvá válhatnak.

^[1]

A fúziós elven működő űrjármű kifejlesztése forradalmasíthatja az asztronautikát

A hagyományos folyékony hajtóanyagú rakétahajtóművek segítségével mind a második, mind pedig a harmadik kozmikus sebesség elérhető, de még közvetlen kozmikus környezetünk felderítése is csak több évig tartó űrutazásokkal lenne kivitelezhető, a jelenleg használatos technikával. Így például a régóta tervezett Mars utazás közel négy évet venne igénybe a hagyományos űreszközökkel. A több évig tartó űrutazások kérdése egyelőre még számos nehezen megoldható problémával szembesít az asztronautikai szakembereket. A viszonylag szűkös elhelyezési lehetőségekből adódóan megoldandó feladat például a legénység évekig tartó ellátásának kérdése, vagy pedig az űrhajósokat hosszú ideig érő kozmikus sugárzás káros hatásainak a kivédése is. A jelenleginél sokkal nagyobb sebességet elérő új meghajtási technológia kifejlesztése viszont jelentősen lecsökkentené e problémák súlyát. 

^[2]

Évek helyett mindössze egy hónap alatt lenne elérhető a Mars, az új, és kifejlesztés alatt álló technológia segítségével

Az új koncepció az atomenergiával hajtott űreszköz. A megfelelő sebességet a fúziós energia biztosítaná. A hajtóműben egy gombostűfejnyi hidrogénizotóp gömböcskét préselnének össze a mágnesesség segítségével. Az így felszabaduló energia a jelenleginél hétmilliószor nagyobb teljesítményt biztosítana az űreszköznek, a mostani rakétamotorokkal elérhető teljesítménynél. A számítások szerint ezzel a hajtási technológiával 320 000 km/órás sebességet lehetne elérni, azaz a Holdat alig több mint egy óra alatt érhetnénk el. (Csak összehasonlításként, az Apolló-program űrhajósai a hagyományos meghajtással működő űreszközeikkel három nap alatt jutottak el a Holdhoz.) A fúziós energiával hajtott űrhajó egy hónapra rövidítené a Marshoz vezető űrutazás időtartamát.

^[3]

Az Apolló-program űrhajósai három nap alatt érték el a Holdat

A gravitáció legyőzéséhez szükséges sebességet az ún. szökési sebességgel, vagy kozmikus sebességekkel szokás megadni. Ahhoz, hogy egy eszköz képes legyen a földi gravitációt legyőzve az orbitális, földkörüli keringésre, az I. kozmikus sebességre kell felgyorsítani, amely 7,91 km/sec.(Ez 28 480 km/órás sebességnek felel meg.) Ha az űreszközt a földi gravitáción kívül, a bolygóközi térbe akarják kijuttatni, azt csak a II. kozmikus sebességre  (11,9 km/sec) felgyorsítva tudják elérni. Az első űreszköz, amely elérte a II. kozmikus sebességet, a Holdat megkerülő szovjet Luna-2 űrszonda volt.

^[4]

Az emberiség történelme során, az 1957 októberében fellőtt Szputnyik-1 volt az első olyan eszköz, amely orbitális pályára állt

A Naprendszer elhagyásához már a központi csillagunk gravitációs erejének a legyőzése szükséges, amelyet csak a III. kozmikus sebesség (16,02 km/sec) elérésével küzdheti le az űreszköz, mint például a Naprendszert elhagyó amerikai Voyager és Pioneer űrszondák.

^[5]

A bolygóközi térbe történő kijutáshoz, az űreszközt a II. kozmikus sebességre kell felgyorsítani

A rakétahajtás az akció-reakció (hatás-ellenhatás) törvényén alapszik. A rakétahajtómű az egy irányba nagy sebességgel kiáramló gázsugár tolóerejével gyorsítja fel az űreszközt. A tolóerőt kémiai reakció segítségével hozzák létre. A rakétahajtóműben a tüzelő és az oxidáló anyag égése termeli a gázt, ezért képes az űrrakéta vákuumban repülni, azaz a világűrben is biztosítani a hajtómű üzemelését, szemben a repülőgépek hasonló elven működő sugárhajtóművével, ahol az oxidáló anyag maga a légköri levegő.

^[6]

A hagyományos meghajtású rakétahajtóműben a tüzelő és az oxidálóanyag elégetése hozza létre a tolóerőt kifejtő gázsugárt

A folyékony hajtóanyagú rakétahajtás elvét Konsztantyin E. Ciolkovszkij orosz tudós dolgozta ki 1883 és 1903 között. Ciolkovszkij elvét Robert Goddard amerikai mérnök ültette át a gyakorlatba, aki a technikatörténetben elsőként konstruált, és indított a kémiai hajtás elvén működő rakétát, 1926-ban.

^[7]

Ciolkovszkij dolgozta ki a folyékony hajtóanyagú rakétahajtás elvét

A rakétahajtáson alapuló űrutazás elméleti alapjait pedig Herman Oberth fektette le, 1922-ben. Az 1930-as évek végén – részben a haditechnikai lehetőségek felismerése miatt – Németországban volt a legfejlettebb a rakétatechnikai kutatás. A német rakétafejlesztést  az a Wernher von Barun irányította, aki a 2. világháború után, meghatározó szerepet játszott az amerikai űrprogram kidolgozásában, így többek között az első ember Holdra juttatásában is. Az első orbitális pályára állított űreszköz, az 1957. október 4-én felbocsátott Szputnyik-1 műhold volt. A szovjet űrhajók hordozórakétáinak kifejlesztésében  Szergej Koroljov  szerzett elévülhetetlen érdemeket.

^[8]

Wernher von Braun volt az amerikai rakéta és Hold-program atyja

A nukleáris hajtás elvén működő rakétatípus kifejlesztése forradalmian új lehetőséget jelentene a bolygóutazások gyakorlati megvalósításához.

Forrás, képek: Discovery News, NASA, archív