A nuclear shuttle mit takart?
A NASA az 1960-as években a Space Transportation System (STS) keretében egy komplett rendszert vázolt fel az Apollo-utáni korszakra.
Ennek főbb elemei:
1.: Egy kémiai rakétahajtóművekkel működő, újrafelhasználható jármű, amely embereket és hasznos terhet vihet fel a Földről a világűrbe. (
Earth-to-Orbit Shuttle, később simán Space Shuttle, ami nehezen magyarítható, maradjunk az Űrsiklónál)
2.: Egy kémiai hajtóművekkel működő orbitális jármű, amely a világűrben való közlekedésre és teherszállításra szolgál, ideértve adott esetben a Hold körüli pályáról a Hold felszínére való közlekedést is. (
Space Tug, szintén nehezen magyarítható, kb. űrvontató)
3.: Egy nukleáris rakétahajtóművel (a NERVA-val) működő orbitális jármű, amely az égitestek közötti személy- és teherszállításra használható, úgy a Föld-Hold, mint a Föld-Mars és még távolabbi útvonalakon. (Nuclear Ferry vagy
Nuclear Shuttle, kb. nukleáris űrkomp).
4.: Egy tartósan működő űrállomás, amely először 6-12 embert tud befogadni, majd később, az 1980-as évekre, 50 fősre is bővíthető, illetve ennek alapján megépíthető egy Hold körül keringő űrállomás is (
Space Station). Itt jegyezzük meg, hogy szinte minden korai terven forgó modulokkal létrehozott mesterséges gravitációt biztosító állomásról volt szó.
A fenti képen látható még két plusz modul, egy
Astronomy Module, ami egy űrbéli csillagvizsgáló mini-állomás, illetve a
Liquid Propellant Depot, ami szintén egy kvázi külön űrállomás, egyfajta benzinkút, ahol a Space Tug és Nuclear Shuttle fel tud tankolni folyékony oxigénből és folyékony hidrogénből. Ennek utántöltését szintén a Space Shuttle hajtaná végre.
Ez másik ábrán így nézett ki:
Itt annyi változás történt, hogy ez most kifejezetten a tartós Hold-bázis kiépült állapotát mutatja. A Space Shuttle marad továbbra is az egyetlen tényező, amely a Föld felszínéről a részelemeket felviszi a világűrbe, lenne egy alacsony Föld körüli pályán keringű űrállomás (egyben hajtóanyag-bázis), lenne egy Geoszinkron pályán keringő űrállomás és lenne egy Hold körül keringő űrállomás. A Földi űrállomás és a Hold körüli űrállomás között Nuclear Shuttle-k szállítják a terheket és az embereket. Utóbbiak mindig a Space Tug tetejére csatlakoztatható személyszállító modullal közlekednek, a Föld és a Hold között például úgy, hogy rácsatlakoznak a Nuclear Shuttle-ra.
Ez a Space Tug, egy mini-rakéta, amely hengeres tehermoduloktól kezdve az előbb említett személyszállító modulon át akár műholdakat is vihet akármerre. Hajtóanyaga Folyékony Oxigén és Folyékony Hidrogén:
Itt a koncepciónak azon végét mutatják be, hogy a Space Shuttle által vitt felszereléseket és ellátmányokat egy Nuclear Shuttle-ra helyezi át, a robotkarral bíró modul a Személyszállító Modul:
És most jöjjön a Nuclear Shuttle, amit kérdeztél. A Space Tug fő problémája, hogy bár a hagyományos kémiai hajtóművek közül az említett LOX / LH2 páros a legjobb, leghatékonyabb (cserébe mélyhűtésben kell tárolni mindkettőt), ennél hatékonyabb megoldás kellene, hogy minimalizálják a Föld körüli pályára folyamatosan feljuttatandó hajtóanyag-utánpótlást. A még hatékonyabb meghajtás a nukleáris-kémiai hajtómű, a korábban említett NERVA, ez egy atomreaktor, amelynek a reaktív zónáján keresztül vezetik a mélyhűtött hidrogént, amely hirtelen kitágulva tolóerőt ad le, ha ehhez még oxigént is adnak pluszba, hogy a hidrogént elégessék, nagyobb tolóerőt is el lehet érni.
A Nuclear Tug legfőbb problémája a radioaktív hajtómű, egy kis sugárvédő pajzsot szereltek volna rá csak, ami előre, a rakéta többi része felé árnyékol. A manőverezésnél és a hasznos teher fel- és lepakolásánál végig ügyelni kellett volna arra, hogy mindig csak szemből közelítse meg jármű (vagy űrállomás) a Nuclear Shuttle-t.
Az 1960-as években a nukleáris rakétahajtómű-fejlesztések előrehaladott állapotba kerültek, 1960-ban tesztelik az első kísérleti egységet, a Kiwi A-t, ami bizonyítja, hogy a koncepció működőképes, további három teszthajtómű épül tapasztalatszerzésre (Kiwi B, Phoebus 1 és 2) az 1960-as évek folyamán:
A végleges hajtómű a NERVA nevet kapta, és az 1960-as évek közepén már az első verzióval megkezdték a teszteket, 1966 decemberében már egy órán át folyamatosan működtették a hajtóművet (NRX A6). A prototípus ugyan a több, mint három napig tartó folyékony nitrogénes hűtési fázis után súlyosan megsérült (megrepedt a berillium köpeny), de az eredmények kielégítőek voltak. További több tucatnyi tesztből a legutolsó a NERVA XE Prime volt, ahol a 6,9 méter hosszú, 18.1 tonnás és 247kN tolóerőt tudott leadni, 710-es Isp érték mellett (ez mutatja meg, mennyire hatékony a hajtómű a hajtóanyag felhasználása terén, viszonyítás képen a SpaceX Merlin-1D Vacuum értéke 348, az űrsikló SSME hajtóművéé pedig 452-es).
A NERVA XE tesztálláson:
Az 1969-1970-es években a McDonnel-Douglas konkretizált terveket dolgozott ki a Nuclear Shuttle üzemeltetése kapcsán, elemezve a lehetőségeket mind Hold-, mind Mars-missziók kapcsán. A NASA ütemterve 1978 körülre várta az első NERVA-hajtóműves Nuclear Shuttle pályára állítását (ehhez Saturn V-öt használtak volna még, mivel egyfelől az űrsikló raktere kicsi lett volna, másfelől a reaktort nem lehetett volna megfelelő sugárvédelemmel ellátni).
Ez az McDD által felvázolt megoldás:
Hogy mi lett a vége? Nixon politikai csatározásainak esett áldozatul. Az 1970-es költségvetésben az elnök még azért nem kaszálta el, mert a program nagyjából 20 000 állást adott California államban, Nixon pedig nagy harcot várt az államban az 1972-es választásokra, ezért csökkentett költségvetéssel, de életben tartotta. 1971-ben viszont már úgy döntött, hogy lelövi a projektet, mivel nem látta politikailag sem életképesnek. A kongresszusban azonban csúnyán keresztbe tettek Nixonnak, a NERVA költségvetését jóváhagyták, ellenben kivégezték az elnök által sokat babusgatott Boeing 2707 szuperszonikus utasszállító programot, ami nagy arcul csapás volt számára. 1972-ben viszont a kongresszusi támogatás ellenére is elérte a vég a programot és 1973-ban végleg leállították, a fejlesztő csapatot pedig szélnek eresztették. A nukleáris rakéthajtóművekre addig 17 évet és 1,4 milliárd dollárt költöttek...
)
