Zeus s jádrem v těle poletí k planetám
Jaderný remorkér, na kterém pracují ruští vědci, bude dopravovat vědecké přístroje ke vzdáleným planetám Sluneční soustavy. Energii pro pohon lodě bude dodávat malý jaderný reaktor a při první cestě donese loď až k jednomu z Jupiterových měsíců.
Své síly na projektu, který získal jméno Nuklon, spojily ruská korporace pro kosmické aktivity Roskosmos a ruská korporace pro atomovou energii Rosatom. V prosinci 2020 byla podepsána smlouva na vývoj projektu mezi Roskosmosem a ruskou projekční kanceláří KB Arsenal a první kosmická loď z něj vzniklá má nést jméno Zeus.
Pro první misi má být projekt připraven v roce 2030. Na oběžnou dráhu nejprve dorazí samotný remorkér a vzápětí k němu bude připojen náklad tvořený vědeckými přístroji pro zkoumání těles Sluneční soustavy. Po spojení obou částí pak kosmická loď Zeus vyrazí k Měsíci, kde zanechá družici, která jej bude v příštích letech zkoumat. Let bude dále pokračovat k Venuši, kde bude vypuštěna další družice, a po gravitačním manévru remorkér s dodatečným zrychlením vyrazí k jednomu z měsíců Jupitera.
Vývoj jaderného reaktoru má na starosti Rosatom a jeho dceřiné firmy působící v oblasti jaderného průmyslu. Srdcem kosmického remorkéru je malý jaderný reaktor s elektrickým výkonem zhruba 1 MWe (pro srovnání, jeden blok Temelína má tisícinásobně vyšší výkon). Aby reaktor mohl být použit v kosmické lodi, musí být kompaktní a lehký. Vědci tak museli vyvinout reaktor, který nemá na světě obdoby.
Reaktor bude používat palivo s vysokým obohacením uranu 235, který (ovšem s nízkým obohacením) používá většina jaderných elektráren na světě. Palivo nebude v obvyklé formě oxidu uraničitého, ale nejlépe vychází speciální typ karbidového paliva, tedy sloučeniny uranu a uhlíku. K chlazení nebude sloužit voda, ale směs helia a xenonu, díky které budou v reaktoru dosahovány velmi vysoké teploty. Zatímco klasické teploty ohřívají vodu na zhruba 300 °C, kosmický reaktor ohřeje chladicí plyn až na 1500 °C.
To klade extrémní nároky na použité materiály. Pokrytí paliva tak bude tvořeno monokrystalickou slitinou žáruvzdorných kovů, především molybdenu, kterou vyvinula společnost Luč (součást Rosatomu). Ze speciálního materiálu bude vyrobena i reaktorová nádoba vyvíjená výzkumným ústavem NIKIET N. A. Dolležala (Nikolaj Dolležal byl etnický Čech, který se stal jedním ze zakladatelů ruského jaderného průmyslu). Použitá slitina bude schopná vydržet za extrémních teplot až 100 000 hodin provozu, což dostačuje k dosažení hranice Sluneční soustavy.
Ohřátý plyn z reaktoru bude přiváděn na plynovou turbínu, která bude přeměňovat 3,8 MWt tepelného výkonu na 1 MWe elektrického výkonu. Elektřina bude používána k napájení palubních systémů, ale především k pohonu lodi.
Vývoj reaktoru probíhá od roku 2009 v NIKIETu, který je hlavním projektantem. V roce 2015 prošla úspěšnými testy reaktorová nádoba a v roce 2018 byl vyzkoušen i systém chlazení. Ve stejném roce byla Roskosmosem vyzkoušena i nová verze plazmového pohonu, která využívá jako palivo jód. Od září 2020 se v KB Arsenal vyrábí první zkušební model lodi, který podstoupí pozemní zkoušky. V letech 2022 až 2023 mají proběhnout letové zkoušky prototypu.
Vladislav Větrovec
Plazmový pohon
Klasická raketa získává tah tím, že je v ní spalováno palivo a horké spaliny vyletují tryskou ven. Plazmový pohon k tomu používá urychlené ionty. Pomocí elektrického oblouku se z pevné látky odpařují ionty, které vylétávají urychlovací trubicí ven. V této trubici, která je pod vysokým napětím, získávají vyšší rychlost a tím udílí lodi větší hybnost. Plazmový pohon má oproti klasickému pohonu asi dvacetkrát vyšší specifický impulz, což je veličina popisující účinnost raketového motoru.
167
.gif)
