A Skyfall program keretében a kis repülő szerkezetek nukleáris meghajtású űrszondával jutnának el a vörös bolygóra – már 2028–29-ben.
A NASA Sugárhajtás Laboratóriuma (JPL) és a virginiai AeroVironment cég még tavaly nyáron hozta nyilvánosságra a Skyfall küldetés koncepcióját, amelynek keretében kis helikopterekkel végeznék a Mars felderítését. Idén márciusban a NASA részéről már azt közölték, hogy a küldetés indítását 2028-ra tervezik, méghozzá újszerű módon nukleáris elektromos meghajtású (NEP, nuclear electric propulsion) űrszondával, az első ilyen eszközzel az űrkutatás történetében. Ha valóban sikerül a 2028. decemberi indítási ablakot kihasználni, akkor a szonda egy évvel később megérkezhet a Marsra. (A NASA a Skyfall megvalósításáról szóló közleményében jelentette be egyebek között a Gateway Hold körüli űrállomás törlését, amiről korábban már beszámoltunk.)
A NEP rendszerek úgy működnek, mint a Földön használt „hagyományos”, maghasadással energiát termelő atomreaktorok. Alapvetően eltér tehát az energiatermelés módja a számos, elsősorban bolygóközi űreszköz energiaellátását biztosító radioaktív termoelektromos generátorokétól (RTG), amelyek a radioaktív anyag bomlási hőjét használják áramfejlesztésre, de az így nyert elektromos energia csak a fedélzeti berendezések energiaellátására szolgál, nem magának az űreszköznek a meghajtására. Szintén különböznek a NEP rendszerektől a nukleáris termikus meghajtást alkalmazó rendszerek (NTP, nuclear thermal propulsion), ezeket illetően korábbi cikkeinkre utalunk (lásd lent).
A NASA SR–1 Freedom űrszondája, háttérben első bevetésének célpontjával, a Marssal. (Fantáziarajz: Nemes Laszlo / Science Photo Library / Getty Images / NASA)
A NASA leírása szerint a NEP alacsonyabb hőmérsékleten működik, mint a nukleáris termikus meghajtás, mert a reaktorban elektromos áramot fejlesztenek, amelyet a nagy hatékonyságú ionhajtóművekben használnak. Valójában tehát a Skyfall küldetésének legizgalmasabb része nem is a Marsot kutató helikopterflotta lesz, hanem a bolygóközi szállításukat végrehajtó Space Reactor–1 (SR–1) Freedom űrszonda.
Az SR–1 Freedom űrszondára egy legalább 20 kW teljesítményű, maghasadással működő atomreaktor kerül, amelynek üzemanyaga magas minőségű, kis dúsítású urán és urán-dioxid lesz, a reaktort bór-karbid sugárzásvédő pajzs veszi körül. A hőenergiát a Brayton–Joule-körfolyamat segítségével alakítják át a xenont használó ionhajtóművek működtetéséhez szükséges elektromossággá. Az ionhajtóműveket a törölt Lunar Gateway űrállomástól veszik át, amely egység már létezik – annál is inkább, mert eredetileg nem is a Gateway, hanem az ugyancsak törölt kisbolygó-eltérítő űreszköz (ARV, Asteroid Redirect Vehicle) számára fejlesztették.
A start után az űrszonda órákon belül kinyitja napelemtábláit, ezek látják el energiával a szondát, mielőtt a nukleáris reaktor működni kezdene. A reaktort legfeljebb 48 órával a start után aktiválják, ekkor kapcsolják be az ionhajtóműveket, amelyek segítségével a szonda körülbelül egy év alatt éri el a Marsot. (Ha sikerül a tervek szerint a 2028. decemberi indítási ablakban elindítani a szondát, akkor ez 2029. végi érkezést jelentene.)
A Skyfall koncepciójának egy olyan változata, amelyről hat helikopter indulhatna a Mars felderítésére. (Kép: AeroVironment)
Végül essék szó a hasznos teherről, azaz a három helikopterről is. Ezek hasonlóak lesznek a Marson 2021 áprilisa és 2024 januárja között várakozáson felüli sikerrel működő, nem kevesebb mint 72 repülést végrehajtó Ingenuity helikopterhez. Az Ingenuity „csak” a technológia működőképességét bemutatni hivatott projekt volt, ezzel szemben a Skyfall helikoptereinek fel kell deríteniük az emberes Mars-küldetések számára szóba jöhető helyszíneket, amihez kamerákon kívül a talajba behatoló radart is használnak.
A Skyfall küldetést részletesen bemutató videó. A képeken a hat helikopteres változat szerepel, de a felirat tanúsága szerint a végleges kiírásban csak hárommal számolnak. (Forrás: YouTube, NSF BREAKINGspace)
A fejlesztés és építés menetrendje feszített. A tervezés és az eszközök építése idén júniusban kezdődhet, erre mintegy másfél évet szánnak. Az egységeknek 2028 januárjában kell a tesztelések és az összeépítés helyszínére érkezniük, majd 2028 októberében az kész szondának a 2028. decemberi indítást végző űrközpontba kell érkeznie. A start helyszínéről és a hordozórakétáról még nincs végleges döntés, de egy előszerződés alapján valószínűnek látszik, hogy a szonda a SpaceX Falcon Heavy rakétájával a Kennedy Űrközpont 39A starthelyéről indulhat. Ha valóban ez lesz a nyerő konfiguráció, akkor a tervezőknek arra kell számítani, hogy a Falcon Heavy 16,8 tonna tömeget képes a Mars felé tartó pályára állítani.
A Skyfall három (vagy hat) helikopterének fő feladata a felszín térképezése és a mélyebb rétegek radaros vizsgálata. (Kép: NASA, a fenti videóból)
A NASA részéről hangsúlyozzák, hogy a Space Reactor–1 Freedom szondát technológiai demonstrációnak szánják, amely megnyithatja az utat ahhoz, hogy a 2030-as években a az űrszondák meghajtására egy, majd két nagyságrenddel nagyobb teljesítményű maghasadásos reaktorokat használjanak, elérve a megawattos teljesítménytartományt.
A Space Reactor–1 Freedom küldetés 2028 decemberében Falcon Heavy hordozórakétával Floridából indulhat. (Kép: NASA, a fenti videóból)
Kapcsolódó cikkek:
Az Artemis-áttervezés folytatódik: leáll a Gateway űrállomás fejlesztése
Kapcsolódó linkek:
NASA’s ‘1st nuclear powered interplanetary spacecraft’ will send Skyfall helicopters to Mars in 2028 (Space.com)
NASA unveils Space Reactor-1 Freedom mission to Mars in 2028 (nasaspaceflight.com)
A NEP technológia leírása (NASA, TechPort)
