.){kind=link}
De komende jaren is NASA van plan verschillende missies naar Venus en Mars te sturen, bemande missies naar de maan en zelfs naar Mars. Bovendien zijn er ambitieuze plannen om objecten buiten het binnenste zonnestelsel te onderzoeken – Europa, Titan en andere ‘oceaanwerelden’ waar mogelijk leven bestaat. Om deze doelen te bereiken investeert het bureau in nieuwe technologieën via NASA's Innovative Advanced Concepts (NIAC) -programma.
De selecties van dit jaar omvatten vliegtuigen op zonne-energie, bioreactoren, zonnezeilen, winterslaaptechnologie, astrobiologische experimenten en een kerncentrale. Daartoe behoort ook het concept van een nieuwe Thin Film Isotope Nuclear Engine Rocket (TFINER). Dit voorstel is gebaseerd op het verval van radioactieve isotopen om energie te produceren en werd onlangs door NIAC geselecteerd voor de eerste ontwikkelingsfase.
De verbeterde motor is naar verluidt nodig om verschillende missieconcepten van de volgende generatie te implementeren. Eén daarvan is het richten van de telescoop op het brandpunt van de zwaartekrachtlens de zon en een ontmoeting met een voorbijkomend interstellair object. Deze missieconcepten vereisen hoge snelheden die eenvoudigweg niet mogelijk zijn met conventionele rakettechnologie. Hoewel lichtzeilen worden onderzocht voor snelle transitmissies, kunnen ze niet de manoeuvres uitvoeren die in de diepe ruimte nodig zijn.
Nucleaire concepten die met de huidige technologie mogelijk zijn, zijn onder meer een nucleaire raketmotor en een nucleaire elektrische voortstuwingsinstallatie die de nodige stuwkracht hebben om plaatsen in de diepe ruimte te bereiken. Ze zijn echter groot, zwaar en duur. Wetenschappers hebben een eenvoudiger optie voorgesteld met voldoende mogelijkheden voor het zoeken, ontmoeten en vervolgens retourneren van monsters van verre en snel bewegende interstellaire objecten.
Het basisconcept is vergelijkbaar met een zonnezeil, behalve dat het gebaseerd is op dunne platen van een radioactieve isotoop. Het basisontwerp omvat vellen thorium-228 van ongeveer 0,01 mm dik. Dit natuurlijk radioactieve metaal ondergaat alfaverval met een halfwaardetijd van 1,9 jaar. Trekkracht wordt gecreëerd door één zijde te bedekken met een absorberende laag van 0,05 mm dik. Het ruimtevaartuig heeft ongeveer 30 kg thorium-228 nodig, verdeeld over een oppervlakte van ruim 250 m², wat een stuwkracht van ruim 150 km/s zal opleveren.
Ter vergelijking: de snelste missie die afhankelijk was van conventionele voortstuwing was de Solar Probe Parker Solar Probe, die een snelheid van 163 km/s bereikte. Maar dit gebeurde dankzij de zwaartekrachtmanoeuvre met Venus en de zwaartekracht van de zon. Het voorgestelde systeem is echter eenvoudig en kan worden geschaald om verschillende ladingen te kunnen verwerken.
De auteurs van het concept merken ook op dat het zou kunnen worden ontworpen met verschillende "trappen" uitgerust met actinium-227 (of andere isotopen met een langere halfwaardetijd), wat zou resulteren in hogere snelheden voor langere missieduur. Een aangepaste versie met thorium-233 kan gebruik maken van een thorium-brandstofcyclus, een cascade van isotopen die uranium-232 produceert, wat de prestaties met ongeveer 500% zal verbeteren.
Deze missies komen overeen met de visie NASA voor de volgende eeuw, waaronder het sturen van ruimtevaartuigen om interstellaire objecten te bestuderen, het ontdekken van bewoonbare planeten, het uitvoeren van bemande missies buiten het aarde-maansysteem en het zoeken naar leven.
Lees ook: