במרדף אחר משימות שיחזירו אותנו לירח, למאדים ומעבר לכך, נאס"א בחנה מספר מושגי הנעה מהדור הבא. בעוד שלמושגים קיימים יש את היתרונות שלהם - לטילים כימיים יש צפיפות אנרגיה גבוהה ומנועי יון יעילים מאוד בדלק - תקוותינו לעתיד ציר לנו למצוא חלופות המשלבות יעילות וכוח.
לשם כך, חוקרים במרכז הטיסה בחלל מרשל של נאס"א מחפשים שוב לפתח רקטות גרעיניות. כחלק מתוכנית פיתוח המשחקים המשתנים של נאס"א, פרויקט הנעה גרעינית תרמית (NTP) יראה יצירת חללית יעילה גבוהה שתוכל להשתמש בפחות דלק בכדי להעביר עומסים כבדים לכוכבי לכת מרוחקים, ובזמן קצר יחסית .
כפי שאמר סוני מיטשל, הפרויקט של פרויקט ה- NTP במרכז טיסת החלל במרשל של נאס"א, בהצהרת העיתונאים האחרונה של נאס"א:
"כשאנחנו יוצאים אל מערכת השמש, הנעה גרעינית עשויה להציע את האפשרות הטכנולוגית היחידה בת-קיימא באמת להרחבת טווח ההגעה האנושי אל פני מאדים ולעולמות שמעבר להם. אנו שמחים לעבוד על טכנולוגיות שעשויות לפתוח מקום עמוק לחקירה אנושית. "
בכדי לראות זאת, נאס"א התקשרה בשותפות עם BWX Technologies (BWXT), חברת אנרגיה וטכנולוגיה מבוססת וירג'יניה שהיא ספקית מובילה של רכיבים גרעיניים ודלק לממשלת ארה"ב. כדי לסייע לנאס"א בפיתוח הכורים הדרושים שיתמכו במשימות הצוות העתידיות האפשריות למאדים, הוענקה חברת הבת של החברה (BWXT Nuclear Energy, Inc.) לחוזה לשלוש שנים בשווי 18.8 מיליון דולר.
במהלך שלוש השנים הללו בהן הן עובדות עם נאס"א, BWXT תספק את הנתונים הטכניים והתכנתיים הנחוצים ליישום טכנולוגיית NTP. זה יכלול מהם ייצור ובדיקה של רכיבי דלק מסוג אב-טיפוס ועזרה לנאס"א לפתור כל דרישות רישוי גרעיני ורגולציה. BWXT תסייע גם למתכנני נאס"א להתמודד עם סוגיות הכדאיות ובמחיר סביר עם תוכנית ה- NTP שלהם.
כפי שרקס ד. גבדן, נשיא ומנכ"ל BWXT, אמר על ההסכם:
"BWXT שמחה מאוד לעבוד עם נאס"א על תוכנית החלל הגרעינית המרגשת הזו לתמיכה במשימת מאדים. אנו מוסמכים באופן ייחודי לתכנן, לפתח ולייצר את הכור והדלק לחללית מונעת גרעין. זו זמן נאות להעביר את היכולות שלנו לשוק החלל בו אנו רואים הזדמנויות צמיחה לטווח הארוך בהנעה גרעינית ובכוח שטח גרעיני. "
ברקטת NTP משתמשים בתגובות אורניום או דאוטריום לחימום מימן נוזלי בתוך כור, והופך אותו לגז מימן מיונן (פלזמה), שמנותב אז דרך זרבובית טיל ליצירת דחף. שיטה אפשרית שנייה, המכונה NEClear Electric Propulsion (NEC), כוללת את אותו הכור הבסיסי שהמיר את החום והאנרגיה שלו לאנרגיה חשמלית שמפעילה אז מנוע חשמלי.
בשני המקרים, הרקטה נשענת על ביקוע גרעיני שיוצר הנעה ולא דחפים כימיים, שהיווה את עמוד התווך של נאס"א וכל סוכנויות החלל האחרות עד כה. בהשוואה לסוג ההנעה המסורתי הזה, שני סוגי המנועים הגרעיניים מציעים מספר יתרונות. הראשון והמובן מאליו הוא צפיפות האנרגיה כמעט בלתי מוגבלת שהיא מציעה בהשוואה לדלק הרקטות.
זה יקטין את הסכום הכולל של הנעה הדרושה, ובכך יקטין את משקל השיגור ואת עלות המשימות הבודדות. מנוע גרעיני חזק יותר פירושו קיצור זמני נסיעה. כבר עכשיו העריכה נאס"א שמערכת NTP יכולה להעביר את המאדים לארבעה חודשים במקום שישה, מה שיפחית את כמות הקרינה שאליהם נחשפו האסטרונאוטים במהלך מסעם.
למען ההגינות, הרעיון של שימוש ברקטות גרעיניות כדי לחקור את היקום אינו חדש. למעשה, נאס"א בחנה את האפשרות להנעה גרעינית בהרחבה תחת משרד ההנעה הגרעינית בחלל. למעשה, בין השנים 1959 - 1972 ערכה ה- SNPO 23 בדיקות כורים בתחנת פיתוח הרקטות הגרעיניות באתר הבדיקות של נב"א של AEC, בג'קאס דירות, נבדה.
בשנת 1963, ה- SNPO יצר גם את התוכנית מנוע גרעיני ליישומי רכב טילים (NERVA) לפיתוח הנעה גרעינית-תרמית למשימה צוותית ארוכת טווח לירח ולמרחב הבין-כוכבי. זה הוביל להקמת ה- NRX / XE, מנוע גרעיני-תרמי שה- SNPO אישר כי עמד בדרישות למשימת הצוות למאדים.
ברית המועצות ערכה מחקרים דומים במהלך שנות השישים, בתקווה להשתמש בהם על המדרגות העליונות של רקטת ה- N-1 שלהם. למרות מאמצים אלה, מעולם לא נכנסו לשירות רקטות גרעיניות, בשל שילוב של קיצוצים בתקציב, אובדן האינטרס הציבורי ונפילה כללית של מרוץ החלל לאחר השלמת תוכנית אפולו.
אך בהתחשב באינטרס הנוכחי בחקירת חלל, ובמשימה שאפתנית המוצעת למאדים ומעבר לה, נראה כי רקטות גרעיניות עשויות סוף סוף לראות שירות. רעיון פופולרי אחד שנחשב בעניין הוא רקטה מרובת שלבים שתסתמך גם על מנוע גרעיני וגם על דוחפים קונבנציונליים - מושג המכונה "חללית בימודלית". תומך מרכזי ברעיון זה הוא ד"ר מייקל ג. הוטס ממרכז טיסת החלל במרשל של נאס"א.
בשנת 2014, ד"ר הוטס ערך מצגת ובה התווה כיצד רקטות בימודליות (ומושגים גרעיניים אחרים) ייצגו "טכנולוגיות משתנות משחק לחקירת חלל". כדוגמה, הוא הסביר כיצד מערכת השקת החלל (SLS) - טכנולוגיית מפתח במשימת הצוות הצוותית של נאס"א למאדים - יכולה להיות מצוידת ברקטה כימית בשלב התחתון ובמנוע גרעיני תרמי על הבמה העליונה.
במערך זה המנוע הגרעיני היה נשאר "קר" עד שהרקטה הגיעה למסלול, ובשלב זה נפרס השלב העליון והכור יופעל ליצירת דחף. דוגמאות נוספות שהובאו בדוח כוללות לוויינים ארוכי טווח שיכולים לחקור את מערכת השמש החיצונית ואת חגורת קויפר ותחבורה מהירה ויעילה למשימות מאוישות ברחבי מערכת השמש.
החוזה החדש של החברה צפוי להימשך ב- 30 בספטמבר 2019. באותה עת, פרויקט ההנעה הגרעינית הגרעינית יקבע את היתכנות השימוש בדלק אורניום מועשר במעט. לאחר מכן, הפרויקט יבזבז שנה בדיקות ושכלול יכולתו לייצר את גופי הדלק הדרושים. אם הכל יתנהל כשורה, אנו יכולים לצפות ש"מסע למאדים "של נאס"א עשוי לשלב רק כמה מנועים גרעיניים!
