Kínai kutatók egy új nukleáris meghajtórendszer kifejlesztését jelentették be, amelynek célja, hogy jelentősen felgyorsítsa a Marsra tervezett, legénységgel végrehajtott küldetéseket. A hajtómű lényegében egy 1,5 megawattos (MW) reaktor, és az az egyedülálló képessége, hogy a méretét az adott űrbeli viszonyokhoz tudja igazítani – épp ezért nevezik “zsugoríthatónak”. Az immár a tudományos lektorálási folyamaton is átesett eredményeket a Scientia Sinica Technologica-ban, egy elismert folyóiratban tették közzé, és ezek alapján a hajtómű sikeresen átesett számos előzetes földi értékelésen, vagyis nagyon úgy tűnik, hogy ténylegesen is használható az űrben.

A reaktor különlegessége tehát abban rejlik, hogy képes “összehúzódni” vagy “kitágulni” szükség szerint. Az eszköz kezdetben kicsi, konténer-szerű állapotban van, ami megkönnyíti a szállítását a Földről az űrbe. Azonban amikor már az űrbe érkezett, képes kiterjedni és akkorává válni akár, mint egy 20 emeletes épület. Ez azért jó dolog, mert így a reaktor a Földön történő szállítás és indítás során hely- és költséghatékony marad, de az űrben kihasználhatóvá válik a megnövekedett méret – és ezáltal maximalizálható a teljesítmény és a hatékonyság.

A reaktor alapállapotú (tehát a tágulás előtti) tömege 8000 kilogramm alatt marad – a fejlesztés során a vezérelv az volt, hogy könnyen szállítható legyen, valamint a kilövést se nehezítse – ahogy arról már szó esett fentebb.

A reaktor könnyű szerkezetének a kulcsa pedig a hűtőrendszer, amely folyékony lítiumot használ a kiváló hővezető képesség mellett épp ezen anyag alacsony tömege miatt. Mindez kompakt, de hatékony tervezést tett lehetővé, ami segített leküzdeni azokat a hagyományos akadályokat, amelyeket a nagy helyet igénylő hőcserélők és sugárvédő pajzsok jelentenek a Földön használt reaktorkonstrukciók esetében. A volfrámötvözet beépítése a hőcserélő rendszerbe pedig tovább növeli mind a hatékonyságot, mind pedig a biztonságot, mivel jócskán megkönnyíti a hőátadást, miközben ráadásul blokkolja a sugárzást is.

A reaktor klasszikus módon, uránium hasadással működik – a folyamat során az uránium atomjai kettéválnak, és e közben nagy mennyiségű hő szabadul fel. A termelt hő elérheti akár az 1276 Celsius-fokot is, ami magasabb, mint amire a hagyományos nukleáris erőművek képesek. Ez a rendkívüli hőmérséklet azért különösen fontos, mert lehetővé teszi a nagyon hatékony működést.

A folyamat során a keletkező hőt arra használják, hogy folyékony héliumot és xenont gázzá alakítsanak, és ez az átalakulás hozza létre azt a nyomást, amely meghajtja a generátort, ami áramot termel. A reaktor annyira hatékony, hogy akár egy teljes évtizeden keresztül képes működni újratöltés nélkül.

A számítások alapján ezzel a hajtóművel mindössze három hónap lenne a Marsra történő oda-vissza utazás, ami hatalmas ugrás tehát a hagyományos, fosszilis tüzelőanyag-alapú űrhajók által megkövetelt minimális hét hónapos időtartamhoz képest. A hajtóműnek ezek miatt nem csak a Mars elérésében jutna szerep, de az aszteroida-kutatásban és az aszteroidaövön túli, a Naprendszer peremei felé vezető missziókban is.

A fejlesztőcsapat most azt tervezi, hogy integrálja a mesterséges intelligenciát a reaktoron belüli működési problémák diagnosztizálására és kezelésére a hosszú távú, egyelőre még személyzet nélküli küldetésekhez.

(Kép: a kínai kísérleti reaktor, forrás: Kínai Tudományos Akadémia via IE)