Nuklearni pogon za Mars: Kako Nasa planira da prepolovi put do Crvene planete

Nasa razvija načine za korišćenje nuklearne energije za slanje svemirskih letelica do njihovih odredišta. Nuklearni pogon mogao bi značajno da smanji vreme putovanja do Marsa, potencijalno skraćujući putovanje duže od šest meseci na svega tri do četiri meseca.

Ideja o nuklearnom pogonu u svemiru datira još iz Hladnog rata, ali je Nasa poslednjih godina agresivnije pristupa ovoj tehnologiji. Zagovornici kažu da ona može „zaista da otključa sposobnost čovečanstva da istražuje među zvezdama". U martu 2026. godine, agencija je čak najavila misiju bez posade sa nuklearnim pogonom na Crvenu planetu, ciljanu za kraj 2028. godine.

Svaka svemirska letelica započinje svoje putovanje boreći se sa Zemljinom gravitacijom sagorevanjem hemijskog goriva. Rakete mešaju gorivo sa oksidatorom, pale ih i potiskuju gas koji se širi kroz mlaznicu. Prema trećem Njutnovom zakonu, kada gas gura nadole, raketa dobija jednak potisak nagore.

Hemijski pogon je moćan, pouzdan i jednostavno jedini praktičan način da se napusti Zemljina gravitacija. Ali dolazi sa ozbiljnim ograničenjem. Rakete moraju da nose i svoje gorivo i, u većini slučajeva, oksidator potreban za sagorevanje. To znači da veći deo mase rakete pri lansiranju čini gorivo, a ne teret. Što je putovanje duže i ambicioznije, potrebno je više goriva, a raketa postaje teža.

Mars je dovoljno daleko da dugo vreme putovanja, pretnja kosmičke radijacije za astronaute, masa potrebna za sisteme za održavanje života i ograničenja povratnog putovanja predstavljaju ozbiljne probleme za planiranje misije. Zbog toga inženjeri neprestano traže održivije alternative hemijskim raketama.

Dve tehnologije za duboki svemir

Nasin svemirski nuklearni program razlikuje dva glavna pristupa: termalni pogon i električni pogon.

Nuklearni termalni pogon (NTP) sledi proces u tri koraka. Prvo, nuklearni reaktor unutar motora cepa atome uranijuma kako bi proizveo ogromne količine toplote. Drugo, tečni vodonik se pumpa kroz jezgro reaktora, gde naglo ključa i širi se u gas pod visokim pritiskom. Treće, ovaj pregrejani gas se izbacuje iz mlaznice velikim brzinama kako bi gurao letelicu napred.

Prema američkom Ministarstvu energetike, nuklearni termalni pogon može da smanji vreme putovanja do Marsa za do 25 odsto i, što je još važnije, ograniči izloženost posade kosmičkoj radijaciji. Takođe bi proširio lansirne prozore u kojima letelice mogu izvodljivo leteti ka Marsu. Oni zavise od poravnanja Zemlje i Marsa koja se dešavaju svakih nekoliko godina, a veća fleksibilnost omogućila bi astronautima da prekinu misiju i vrate se na Zemlju ako je potrebno.

Nuklearni električni pogon (NEP), sa druge strane, koristi nuklearni reaktor za proizvodnju električne energije. Ona napaja tip motora koji se zove jonski potisnik, koji ubrzava naelektrisane atome (poput ksenona) iz mlaznice. Ako je nuklearni termalni pogon sprint, nuklearni električni pogon je maraton.

On proizvodi veoma nizak potisak, ali može neprekidno da radi godinama. Ova tehnologija efikasne potrošnje goriva savršena je za slanje robotskih istraživača ili teškog tereta, poput staništa i zaliha hrane, na Mars mesecima pre dolaska ljudi. U dubokom svemiru, mali potisak primenjen tokom dugog vremena može imati ogroman značaj. Hemijska raketa je poput snažnog udarca, dok je nuklearni električni pogon više kao uporno guranje rukom.

Misija SR-1 Fridom: Prvi korak

Glavna ideja iza Nasine misije "Space Reactor - 1 Freedom" (SR-1 Fridom) jeste upravo demonstracija nuklearnog električnog pogona. „SR-1 Fridom“, čije je lansiranje trenutno planirano za decembar 2028, bila bi prva međuplanetarna letelica na nuklearni pogon. Putovaće do Marsa kako bi dokazala da nuklearna energija može da obezbedi održivu, visokoefikasnu snagu potrebnu za putovanja u duboki svemir.

Očekuje se da će po dolasku na Mars, otprilike godinu dana nakon lansiranja, „SR-1 Fridom“ rasporediti teret „Skajfol" (Skyfall), set malih helikopterskih dronova koji će izviđati površinu Marsa.

Iz Nase kažu da će misija uspostaviti nuklearni hardver koji se može koristiti na drugim letovima. Takođe bi mogla da predstavlja  regulatorni presedan i aktivira industrijsku bazu za buduće sisteme zasnovane na nuklearnoj fisiji. Za istraživače, kombinacija oba pogona je veoma privlačna.

Nuklearni električni pogon mogao bi da efikasno preveze masivan teret, dok bi nuklearni termalni pogon drastično smanjio vreme putovanja za ljudsku posadu, čime bi se umanjili zdravstveni rizici poput izloženosti radijaciji i gubitka koštane i mišićne mase.

Izazovi na putu do zvezda

Uprkos jasnim prednostima, put do lansirne rampe je strm, a lansiranje misije „SR-1 Fridom“ 2028. godine deluje izuzetno ambiciozno.

Letelici je potreban reaktor, oklop, upravljanje toplotom, konverzija energije, radijatori, električni potisnici i sistemi za kontrolu. Svaka od ovih komponenti zahteva testiranje i pažljivu integraciju.

Istorija je pokazala koliko je ovaj put težak. Ideja nije nova; SAD su imale program nuklearnih raketa od 1959. do 1973. pod nazivom NERVA. Ipak, do danas su SAD lansirale samo jedan fisioni reaktor u orbitu, SNAP-10A, davne 1965. godine. Nedavno, u junu 2025, otkazan je i zajednički program Nase i DARPA pod nazivom DRACO, usmeren na razvoj nuklearnog termalnog pogona, jer su troškovi prevazišli očekivane koristi.

Nuklearni pogon proveo je više od 60 godina negde između inženjerske stvarnosti i tehnološkog mita, iako je fizika uvek bila ispravna. Ono što se pokazalo težim jeste učiniti tehnologiju bezbednom, pristupačnom i spremnom za let u realnom vremenskom okviru.

„SR-1 Fridom“ bi mogao da stvori put za razvoj naprednijih sistema. Nuklearni električni pogon neće učiniti putovanje na Mars lakim, ali bi mogao da počne sa rušenjem barijera koje nas od njega dele, a to je perspektiva kojoj bi trebalo da se radujemo.