Ameriška vesoljska agencija NASA je 8. oktobra 2026 napovedala pomemben korak pri razvoju jedrske tehnologije za raziskovanje vesolja. Z ameriškim ministrstvom za energijo je podpisala sporazum, ki naj bi pospešil razvoj vesoljskih reaktorjev in naprednih pogonskih sistemov. Prvi veliki preizkus načrtujejo za konec leta 2028, ko naj bi proti Marsu poletelo plovilo Space Reactor-1 Freedom. Če bo misija uspešna, bi lahko odprla pot zahtevnejšim medplanetarnim odpravam in prihodnjim jedrskim reaktorjem na Luni.

Simbolična slika vesoljskega plovila z jedrskim pogonom na poti proti Marsu. (slika: Dnevne Novice / AI ilustracija)

Jedrski pogon odpira novo poglavje raziskovanja vesolja

Približno dva dni po izstrelitvi naj bi na poti proti Marsu stekel eden najpomembnejših preizkusov ameriškega vesoljskega programa v zadnjih desetletjih. V plovilu Space Reactor-1 Freedom bi zagnali jedrski reaktor, ki bi začel proizvajati električno energijo za pogon. Če bodo načrti uresničeni, bo NASA prvič preizkusila takšen sistem na medplanetarni poti. Za projektom stoji novo sodelovanje med vesoljsko agencijo in ameriškim ministrstvom za energijo, ki naj bi pospešilo razvoj reaktorjev, zagotavljanje jedrskega goriva in preizkušanje tehnologije.

Direktor Nase Jared Isaacman in minister Chris Wright sta v četrtek podpisala memorandum, ki začne veljati 1. novembra 2026. Dogovor nadgrajuje dolgoletno sodelovanje obeh ustanov, ki sta ga januarja letos že utrdili z načrti za razvoj lunarnega reaktorja. Tokrat sta ga razširili na celotno pot razvoja vesoljskih jedrskih sistemov, od goriva in preizkušanja do njihove uporabe med odpravami. NASA bo skrbela predvsem za razvoj plovil in načrtovanje misij, ministrstvo za energijo pa bo prispevalo strokovno znanje o jedrskih materialih, reaktorjih in varnostnih postopkih. Isaacman je ob podpisu govoril o začetku novega obdobja raziskovanja vesolja, toda odločilni odgovori bodo prišli šele s preizkusi.

Leta 2028 naj bi proti Marsu poletelo plovilo z jedrskim reaktorjem

Space Reactor-1 Freedom, krajše SR-1 Freedom, naj bi po trenutnih načrtih poletel konec leta 2028, Marsu pa bi se prvič približal leta 2029. Njegova posebnost bo jedrsko-električni pogon. Medtem ko običajne rakete potisk ustvarjajo z izgorevanjem kemičnega goriva, bo jedrski reaktor na novem plovilu proizvajal toploto, iz katere bodo pridobivali električno energijo za delovanje potisnikov. Ti bodo plovilo premikali z izmetavanjem pospešenih delcev.

Takšni motorji ne razvijejo silovitega pospeška, potrebnega za vzlet z Zemlje, vendar imajo pomembno prednost pri dolgih potovanjih. Delujejo lahko dalj časa in učinkoviteje porabljajo pogonsko snov. NASA za SR-1 Freedom predvideva približno 12 ton mase. Reaktor naj bi uporabljal gorivo HALEU, posebno obliko nizko obogatenega urana, električni pogon pa Hallov potisnik, ki nabite delce pospešuje z električnim in magnetnim poljem. Toploto iz reaktorja bodo v elektriko pretvarjali s sistemom, zasnovanim na zaprtem Braytonovem ciklu, pri katerem segret plin poganja napravo za proizvodnjo električne energije in nato kroži nazaj skozi sistem.

Na krovu ne bo astronavtov. Glavni namen odprave je preveriti, kako se bodo reaktor, električni pogon in sistemi za hlajenje obnesli med večmesečnim potovanjem ter ali lahko skupaj delujejo dovolj zanesljivo za prihodnje zahtevnejše misije.

Reaktor naj bi zagnali približno 48 ur po izstrelitvi

Uporaba jedrskega reaktorja v vesolju sicer ni nova. Združene države so že leta 1965 v Zemljino orbito poslale SNAP-10A, ki je kratek čas proizvajal električno energijo. Toda delovanje reaktorja v orbiti je precej drugačen izziv kot uporaba njegove energije za pogon plovila proti drugemu planetu.

Po Nasinem predstavljenem načrtu naj bi SR-1 Freedom po izstrelitvi zapustil Zemljino bližino in v približno 48 urah zagnal fisijski reaktor, ki bo napajal električne potisnike. Začetek misije bo zahteval natančno usklajevanje, saj mora reaktor najprej prenesti obremenitve med izstrelitvijo, nato pa stabilno delovati v vakuumu, kjer je odvajanje toplote bistveno zahtevnejše kot na Zemlji. Inženirji bodo morali ves čas spremljati delovanje pogona, porabo energije in stanje ključnih komponent, saj bi lahko že težava v enem od sistemov vplivala na celotno potovanje.

SR-1 Freedom bo zato predvsem tehnološki preizkus. Njegova vrednost ne bo le v tem, ali bo dosegel Mars, temveč tudi v podatkih, ki jih bodo raziskovalci pridobili med poletom in jih uporabili pri načrtovanju naslednjih generacij vesoljskih plovil.

Na Mars bodo poslali še tri majhne helikopterje

Jedrski reaktor bo osrednja novost odprave, vendar bo plovilo prevažalo tudi tri majhne helikopterje, namenjene raziskovanju Marsa. Projekt SkyFall nadgrajuje izkušnje z Ingenuityjem, ki je leta 2021 izvedel prvi nadzorovani motorni polet na drugem planetu. Helikopter je pozneje opravil kar 72 poletov in močno presegel prvotna pričakovanja raziskovalcev.

Letenje na Marsu je zaradi izjemno redke atmosfere zahtevno, vendar je Ingenuity dokazal, da je mogoče iz zraka raziskovati območja, do katerih bi roverji potrebovali precej več časa. Novi helikopterji naj bi bili opremljeni s kamerami, radarjem za raziskovanje podpovršinskih plasti in senzorji za spremljanje okoljskih razmer. Ena zanimivejših nalog bo iskanje vodnega ledu, ki bi lahko nekoč postal pomemben vir za astronavte. Iz njega bi bilo mogoče pridobivati vodo, kisik in sestavine raketnega goriva.

Časovnica odprave predvideva, da bi se matično plovilo Marsu prvič približalo leta 2029, helikopterji pa naj bi na površje prispeli ob naslednjem približevanju planetu, jeseni 2030. Če bo misija uspešna, bo NASA poleg podatkov o jedrskem pogonu pridobila tudi dragocene informacije o območjih, ki bi lahko bila zanimiva za prihodnje človeške odprave.

Jedrski reaktor na Luni bi lahko deloval tudi med dolgo lunarno nočjo

Mars ni edini cilj ameriških načrtov. NASA želi jedrsko tehnologijo uporabiti tudi na Luni, kjer namerava ustvariti pogoje za daljše bivanje ljudi. Ena največjih ovir pri tem ostaja oskrba z električno energijo, saj bodo prihodnje raziskovalne postojanke potrebovale elektriko za ogrevanje, komunikacije, znanstveno opremo in sisteme za vzdrževanje življenjskih razmer.

Sončne celice so uporabne, vendar imajo na Luni pomembno omejitev. Na številnih območjih traja noč približno 14 zemeljskih dni, v tem času pa elektrike ne morejo proizvajati. V nekaterih globokih kraterjih blizu polov sončna svetloba sploh ne doseže površja. Jedrski reaktor bi lahko deloval neodvisno od teh razmer in zagotavljal stabilno oskrbo z energijo.

Ameriška administracija je decembra 2025 določila cilj, da NASA do leta 2030 razvije reaktor, pripravljen za izstrelitev na Luno. Projekt Lunar Reactor-1 oziroma LR-1 naj bi postal del prihodnje lunarne infrastrukture. Zanesljiv vir elektrike bi omogočil delovanje raziskovalnih naprav tudi med dolgo nočjo, pomagal pri ogrevanju bivalnih modulov in podpiral predelavo lokalnih surovin.

Toda elektrika je samo eden od izzivov prihodnjih naselij na Luni. Strokovnjaki bodo morali zagotoviti še dostop do vode, zaščito pred sevanjem in varne življenjske razmere v okolju z velikimi temperaturnimi razlikami. Ob tem leto 2030 ostaja razvojni cilj, ne zagotovljen datum začetka delovanja jedrske elektrarne na lunarni površini.

Zakaj NASA ne more računati samo na sončne celice?

Sončna energija že desetletja poganja številne satelite in raziskovalne sonde, vendar njena uporabnost z oddaljenostjo od Sonca upada. Mars prejme precej manj sončne energije kot Zemlja, v zunanjem delu Osončja pa je razlika še izrazitejša. Veliki sončni paneli lahko pomanjkanje svetlobe deloma nadomestijo, vendar povečujejo maso in zapletenost plovila.

Jedrski viri energije takšne odvisnosti nimajo, čeprav se med seboj precej razlikujejo. Marsovska roverja Curiosity in Perseverance uporabljata radioizotopska generatorja, ki elektriko pridobivata iz toplote, nastale pri radioaktivnem razpadu. Pri tem ne poteka nadzorovana verižna reakcija, kakršno poznamo iz jedrskih reaktorjev.

SR-1 Freedom bo uporabljal fisijski reaktor, ki energijo pridobiva s cepitvijo atomskih jeder in lahko zagotavlja precej večjo električno moč. Radioizotopski generatorji so zato primerni predvsem za dolgotrajno delovanje manjših raziskovalnih naprav, zmogljivejši fisijski sistemi pa odpirajo možnosti za električni pogon in oskrbo večjih vesoljskih postojank.

Jedrska energija bo pomagala tudi pri raziskovanju Titana

NASA vzporedno pripravlja misijo Dragonfly, ki bo raziskovala Titan, največjo Saturnovo luno. Gre za eno najbolj nenavadnih teles v Osončju, saj ima gosto atmosfero, na njegovem površju pa so jezera in morja tekočih ogljikovodikov. Zaradi izjemno nizkih temperatur raziskovalna oprema potrebuje zanesljiv vir toplote in električne energije.

Dragonfly bo uporabljal radioizotopski termoelektrični generator, posebne grelne enote pa bodo pomagale zaščititi instrumente pred mrazom. Izstrelitev je načrtovana za leto 2028. Podobno vlogo bodo imele radioizotopske grelne enote pri evropskem roverju Rosalind Franklin, namenjenem raziskovanju Marsa in iskanju morebitnih sledi nekdanjega življenja.

Pri teh odpravah jedrska tehnologija ne bo poganjala velikega medplanetarnega plovila, temveč bo omogočala delovanje raziskovalne opreme v okoljih, kjer sončna energija in običajni načini ogrevanja ne zadostujejo.

Največji izziv ni samo izdelava reaktorja

Vesoljski jedrski sistem mora delovati v razmerah, za katere običajne elektrarne niso zasnovane. Med izstrelitvijo mora prenesti močne vibracije in pospeške, po prihodu v vesolje pa se pojavijo drugačne težave, predvsem odvajanje toplote in zaščita občutljive elektronike.

Na Zemlji elektrarne uporabljajo obsežne hladilne sisteme, v vesoljskem vakuumu pa ni zraka, ki bi odnašal toploto s konvekcijo. Inženirji morajo zato uporabiti posebne radiatorje, ki energijo oddajajo s toplotnim sevanjem. Pomembni so tudi varnostni postopki pred izstrelitvijo, saj jedrsko gorivo zahteva nadzorovano proizvodnjo, skladiščenje, prevoz in vgradnjo v plovilo.

Prav na teh področjih je sodelovanje z ameriškim ministrstvom za energijo posebej pomembno. NASA ima izkušnje z vesoljskimi odpravami, ministrstvo pa s tehnologijo in materiali, ki jih potrebujejo jedrski sistemi. Uspeh misije bo odvisen od tega, ali bodo reaktor, hlajenje, pretvorba energije in pogon delovali usklajeno.

Ali bo jedrski pogon skrajšal potovanje do Marsa?

Jedrski pogon pogosto povezujemo s hitrejšimi potovanji med planeti, vendar to ne velja za vsako njegovo obliko. Jedrsko-električni sistemi imajo razmeroma majhen potisk, njihova glavna prednost pa je učinkovita poraba pogonske snovi in možnost dolgotrajnega delovanja.

Čas potovanja je odvisen od mase plovila, razpoložljive električne moči, izbrane poti in številnih drugih dejavnikov, zato jedrski reaktor sam po sebi še ne zagotavlja hitrejšega prihoda do Marsa. NASA raziskuje tudi jedrsko-termični pogon, pri katerem reaktor neposredno segreva pogonsko snov. Takšen sistem lahko razvije večji potisk, vendar gre za drugačno tehnologijo.

SR-1 Freedom bo namenjen preverjanju jedrsko-električnega pogona, ne prevozu ljudi. Morebitna uporaba podobnih sistemov pri prihodnjih človeških odpravah bo zahtevala dodatne preizkuse in razvoj.

Pravi preizkus nove jedrske dobe bo daleč od Zemlje

NASA je z oktobrskim sporazumom pokazala, da želi jedrski energiji nameniti pomembnejšo vlogo pri prihodnjih vesoljskih odpravah. Načrti segajo od pogona medplanetarnih plovil do oskrbe raziskovalnih postojank na Luni, vendar leto 2028 za zdaj ostaja načrtovani rok, ne zagotovljen datum uspeha. Pred izstrelitvijo bodo morali strokovnjaki dokončati razvoj, preveriti varnost in dokazati zanesljivost ključnih komponent.

Če bo SR-1 Freedom uspešno opravil nalogo, bodo podatki z njegove poti proti Marsu pomagali pri zasnovi naslednjih generacij vesoljskih jedrskih sistemov. Pravi preizkus nove jedrske dobe se zato ne bo zgodil ob podpisu sporazuma v Washingtonu, temveč daleč od Zemlje, ko bo moral reaktor dokazati, da lahko zanesljivo poganja plovilo na poti proti Marsu.