Už od prvních letů do vesmíru řeší konstruktéři raket hlavně otázku, kde vzít ohromné množství energie potřebné k překonání zemské gravitace. Ať už jde o pevná nebo tekutá paliva, vždy přejde na přetřes jejich vlastní hmotnost. Pro představu úvaha: abyste dostali do vesmíru 10 kilogramů, potřebujete na to teoreticky 10 litrů benzínu. Jenže tím pádem už raketa nenese 10 kilogramů, ale 20. Celý let je tak možný jen díky tomu, že se palivo během letu spotřebovává a hmotnost celé soustavy klesá.
Rakety samozřejmě na benzín nelétají, ale ať už použijete jakékoli jiné chemikálie k pohonu, vždy přijde na přetřes jejich energetická hustota. Proto si v NASA kladli otázku, co kdyby u raket prošli stejnou cestou jako u energetiky na Zemi – od neefektivních chemických procesů k štěpení atomů, při kterém se uvolní mnohem více energie. Tyto snahy se zhmotnily v projektu NERVA (Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application), který NASA aktivně vyvíjela v letech 1958 až 1973. A nejzajímavější na tom je, že se od teoretických výpočtů dostali k fyzické stavbě, která prokázala funkčnost celého počinu.
Obrovská rychlovarná konvice
V motoru NERVA nedochází k žádné oxidaci neboli hoření paliva. Je to v podstatě extrémně výkonná „rychlovarná konvice“. Jaderný reaktor generuje obrovské množství tepla. Skrz tento reaktor proženete pracovní médium – kapalný vodík. Vodík se bleskově zahřeje na tisíce stupňů, expanduje a obrovskou rychlostí vytéká tryskou ven.
A proč tak složitě? Efektivita raket se měří pomocí specifického impulsu, což je v podstatě „počet sekund, po které motor dokáže vyvíjet tah 1 newton s 1 kilogramem paliva“. U běžných raket je tato hodnota kolem 500. Prototypy NERVA dosahovaly čísla 850, s teoretickou hranicí kolem 1000. Co by to znamenalo pro praxi? Na Mars byste doletěli za polovinu času nebo s dvojnásobným nákladem.
NASA provedla několik testů a zjistili veskrze pozitivní výsledky. Motor XE běžel na plný výkon (1100 MW) a prokázal, že jaderný motor lze bezpečně nastartovat, regulovat i vypnout. Testy ukázaly, že tyto motory jsou překvapivě robustní a připravené pro lety s lidskou posádkou. A NASA přesně věděla, jak takový výkon využít – vznikly plány na expedici k Marsu (v 80. letech), kde by NERVA sloužila jako druhý a třetí stupeň rakety.
Jaderné strašidlo
Když šlo všechno tak dobře, proč i o půlstoletí nelétáme do vesmíru na jaderný pohon, když už máme takto vybavené lodě a ponorky? Důvodů je několik a jako vždy to byla jejich kombinace. V první řadě šlo o celkový útlum vesmírného výzkumu po skončení misí Apollo v roce 1972. Mars se v té době ukázal z mnoha důvodů jako nereálný další krok a pro lety na oběžnou dráhu Země postačí klasický chemický pohon. Ale i kdyby se peníze našly, nebylo přesně jasné, co by se s reaktorem stalo v případě havárie. Vyhlídka na „Černobyl nad Floridou“ děsila nejenom veřejnost, ale i mnohé vědce.
Přesto však projekt úplně zastaven nebyl. V běhu je projektu DRACO (Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations), na kterém spolupracuje NASA a DARPA. Hlavní rozdíl má být v použití stabilnějšího paliva, ale než prokáže svou životaschopnost, nelze jinak, než označit „rakety na jaderný pohon“ jako další slepou uličku cest do vesmíru.
