De reis naar de planeet Mars en terug is niet voor bangeriken. We hebben het niet over dagen, weken of maanden. Maar er zijn technologieën die kunnen helpen om een bemanning in relatief korte tijd van twee jaar naar Mars te vervoeren. Eén optie die NASA momenteel onderzoekt is nucleaire elektrische aandrijving, waarbij een kernreactor elektriciteit opwekt die gasvormige drijfgassen ioniseert, positief oplaadt en elektrisch versnelt om een ruimtevaartuig stuwkracht te geven.
Onderzoekers van NASA’s Langley Research Center in Hampton, Virginia, werken aan een systeem dat nucleaire elektrische aandrijving een belangrijke, technologiebepalende stap dichter bij de realiteit kan brengen. Modular Assembled Radiators for Nuclear Electric Propulsion Vehicles, of MARVL, heeft als doel om een kritisch element van nucleaire elektrische voortstuwing, het warmteafvoersysteem, op te delen in kleinere componenten die robotisch en autonoom in de ruimte kunnen worden geassembleerd.
“Door dat te doen, hoeven we niet te proberen om het hele systeem in één raketkap te passen,” zei Amanda Stark, een warmteoverdrachtingenieur bij NASA Langley en de hoofdonderzoeker voor MARVL. “Daardoor kunnen we het ontwerp wat losser maken en echt optimaliseren.” Het losmaken van het ontwerp is de sleutel, want zoals Stark al zei, moest volgens eerdere ideeën het hele nucleaire elektrische radiatorsysteem onder een raketkuip of neuskegel passen, die de lading bedekt en beschermt. Bij volledige plaatsing zou de warmteafvoerende radiatorenreeks ruwweg zo groot zijn als een voetbalveld. Je kunt je voorstellen voor welke uitdaging ingenieurs staan om zo’n enorm systeem netjes opgevouwen in de punt van een raket te krijgen.
De MARVL-technologie opent een wereld van mogelijkheden. In plaats van het hele systeem in een bestaande raket te proppen, zou dit onderzoekers de flexibiliteit geven om stukken van het systeem naar de ruimte te sturen op de manier die het meest zinvol is, en het dan allemaal vanaf de planeet in elkaar te zetten. Eenmaal in de ruimte zouden robots de radiatorpanelen van het nucleaire elektrische aandrijfsysteem met elkaar verbinden, waardoor een vloeibaar metalen koelmiddel zou stromen, zoals een natrium-kaliumlegering. Hoewel dit nog steeds een technische uitdaging is, is het precies het soort technische uitdaging waar ruimteassemblage-experts bij NASA Langley al tientallen jaren aan werken. De MARVL-technologie zou een belangrijke eerste mijlpaal kunnen zijn. In plaats van een toevoeging aan een bestaande technologie, zal de ruimte-assemblagecomponent profiteren van en invloed hebben op het ontwerp van het ruimtevaartuig zelf.
Lees verder op: Spacepage