レポート：火星で人間のためのNASAの唯一の現実的なパスは、核推進です

人間を火星に連れて行ってくれるのはやや困難である。 事実信じられないほど困難である。 赤い惑星の任務を計画する際にNASAと他の火星の開拓者が直面している多くの課題が直面しているが、その中で最も重要なのは、必要な推進剤の量です。

50年前のアポロプログラムでは、人間は、化学推進を使用して月に行きました。 つまり、燃焼室から液体酸素と水素を燃やすロケットエンジンです。 これはNASAにエンジンを迅速に始動と停止することができる能力を提供するような利点があり、当時の技術では、宇宙旅行のための最も成熟した技術であった。 それ以来、いくつかの新しい宇宙推進技術が考案されました。 しかし、人間に化学的に推進よりも良く速いのはありません。

それが問題です。 NASAは4人以上の宇宙飛行士を火星に送る二つの基本的な任務を持っているが、月の向こうの冒険を離れるために化学的推進力に依存することは、おそらくそれを切らない。 主な理由は、火星に物資や宇宙飛行士を送信するには、多くのロケットの燃料が必要だからです。 地球と火星が26ヶ月ごとにソートされている有利なシナリオでも、人間の火星の間の任務はまだ1,000〜4,000トンの推進剤が必要です。

視覚化するのは難しい面これを考慮してください。 ブロック1Bの構成にアップグレードすると、NASAの宇宙発射システムロケットは、地球低軌道まで105トンの運搬能力を持つようになります。 NASAはこのロケットを1年に1回発射すると予想して飛行費用は約20億ドルになります。 したがって、火星ミッションのために十分な燃料を軌道に進入するSLSロケットを少なくとも10回発射したり、約10年と200億ドルが必要です。 燃料のために。

結論：火星に行く他の方法を考えなければならなります。

核に

よりたくさんの 新しいレポート National Academies of Sciences、Engineering、and Medicineからこれら2つの方法への回答を提供します。 NASAの要求に応じて実行された大規模な専門家委員会は、2039年に火星に発射された人間の使命のための二つの推進手段（原子力および原子力電気）の実行可能性を評価した。

惑星科学責任者であるBobby Braunは「この報告書の主な内容の一つは、私たちが人間を火星に送りたいとき、持続可能な方法で繰り返したい場合は、核、宇宙推進が行われているということだ」と言いました。 Jet Propulsion Laboratoryのインタビューで、レポートを作成した委員会の共同議長です。

委員会は、核反応に依存するが別の方法で動作する特定の技術を推薦するように頼まれていない。 原子力熱推進（NTP）は、原子炉が燃焼室を交換して、液体水素を燃料として燃焼するロケットエンジンが含まれています。 原子力電気推進（NEP）は、核分裂炉の熱を地球発電のような電力に変換し、このエネルギーを使用して、キセノンのようなイオン化された推進剤を加速して推力を生成します。

ブラウンは火星2039の目標について「NTPの委員会の勧告を調べてみると、最近に行われた基礎作業をベースに構築された積極的なプログラムは、私たちに到達することができると感じました。」と言いました。 「NEPの場合、そのようなプログラムは、私たちをそこに到達させることができるかどうかわからないと感じた私たちは、そこに到達することができないという結論を下すんでした。」

核推進は、化学推進よりもはるかに少ない燃料を必要とし、多くの場合、500メートルトン未満です。 それは赤い惑星の貨物を事前に準備するためにいくつかの事前のミッションを含む火星ミッションに役立つでしょう。 核推進の燃料消費量は、地球と火星の軌道が提供する発射の機会と、より一致します。 約26ヶ月ごとに発生するいくつかの接続中に化学推進剤火星ミッションを完了するために必要な推進剤高すぎて不可能です。

NASAのための計画

NASAが2030年代の人間の任務に核推進力を使用するには、すぐに技術開発を開始しなければならないと報告書は述べています。 今までの機関は、核推進について迅速に動くの多少迷った。 これは部分的に宇宙局がArtemis Moonプログラムに必要な宇宙発射システムロケットや化学推進にあまりにも多くの投資した可能性があります。

したがって、ここ数年の間にNASAが核推進の資金を要求していない。 とにかく議会は、その努力のために資金を充当しました。 2021会計年度予算案でNASAは、原子力熱推進開発のために、1億1000万ドルを受け取った。

ブラウンは、NASAがエネルギー省と政府の他の部分との協力によって、この技術を開発して2030年代半ばに火星に貨物飛行を開始するために、かなりの費用がかかると述べた。 しかし、彼はこれがNASAが引き受けることができる良い位置にあるプロジェクトと述べた。

ブラウンは、「これはNASAが構築した一種の技術の挑戦であり、我が国がNASAが克服することができるものと期待される技術課題です。」と言いました。 「アポロプログラムに戻って、これはNASAが作ったものですので、彼らはそれを行うことができると思います。」

宇宙船

そしてSpaceXが人間を火星に送るために構築しているStarship概念は何ですか？ このプロジェクトは、低コストの再利用可能な発射システムを開発して、多くの化学推進剤に必要な問題を解決しようとします。 SpaceXエンジニアは火星に到達するために多くの燃料が必要であることを知っているがStarshipが比較的少ない費用でよく飛ぶように設計されることがある場合は、問題を解決することができると考えている。 基本的な概念は、一台の車が火星に飛ぶ前に、空のタンクに軌道を回る宇宙船を発射して、他の宇宙船が発射した燃料を低地球軌道で移動することです。

ブラウンはSpaceXがNASAと他の家庭を持っている人間を火星に送る計画を開発中だと述べた。 “私はNASAが火星にどのような種類のインフラが必要にする傾向がある家庭に根本的な違いがあると思います。」と彼は言いました。

スターシップが動作しないというわけではありません。 しかし、それは化学的推進力で火星への代表団を付与するために挑戦を示しています。 伝統的な推進力を使用するには、再利用および重いリフトロケットの境界を極限までスライドさせて付けなければします。 SpaceX加えようとする作業 完全に再利用可能な発射システムに。