アメリカの宇宙機関は、原子力推進を備えた最初の惑星間宇宙船を10年末までに送り出すことを確認した。 SR-1フリーダムと呼ばれるミッションは2028年12月に出発し、赤い惑星に向かう予定だ。同機関の管理者であるジャレッド・アイザックマン氏は、最近の業界イベントでプロジェクトのガイドラインを発表した。この装置は、深宇宙で動作する原子力電気システムの前例のない実証を提供します。
スケジュールの前倒しは、航空宇宙分野に対する国際的な圧力を反映している。専門家らは、中国とロシアでも同様の計画が急速に進んでいることから、日程の前倒しを余儀なくされたと指摘している。新しい技術は、従来の化学エンジンよりもはるかに高いエネルギー効率を実現します。構造物の実用化は2026年6月から本格化する。
核分裂炉は太陽光から離れた場所でも一定のエネルギーを確保します
SR-1 フリーダムの動作中核は、20 キロワットを超える電力を生成できる核分裂炉で構成されています。このシステムは、頭字語 HALEU によって分類される物質である低品位の高線量濃縮ウランを使用します。このリアクターは、船の電気スラスターに電力を供給するために必要な電荷を供給します。これらのエンジンはイオン化したガスを真空中に排出します。このプロセスにより、旅行全体を通じて継続的で安定した推力が生み出されます。
仕組みは従来のロケットとは根本的に異なります。化学推進では、水素と液体酸素の混合物が短時間で激しい爆発を起こして燃焼します。原子力電気モデルは、最小限の推進剤で数か月間連続して動作します。質量の節約により、より重い機器を輸送できるようになります。キログラムあたりの効率は内燃エンジンでは不可能なレベルに達します。
この技術革新は、光の取り込みに関する慢性的な問題も克服します。火星を越える軌道では太陽放射の強度が大幅に低下します。ボイジャーやカッシーニなどの初期の探査機は、機器に電力を供給するために放射性同位体熱電発電機を使用していました。 SR-1 フリーダム リアクターは、大きな技術的進歩を表しています。この構造は、搭載コンピューターだけでなく、船全体を動かすのに十分な電力を供給します。
代理店は厳しい納期を守るためにコンポーネントを再利用します
エンジニアリングカレンダーでは、政府の基準からすると異例のスピードが要求されます。集中的な組み立て段階とストレステストは、2028 年 1 月から 10 月までの間に行われます。チームは、宇宙船が 12 月の軌道輸送期間に向けて準備が整っていることを確認する必要があります。この特定の期間は、地球と火星間の最短ルートを提供します。
遅延を回避する戦略には、以前のプロジェクトをリサイクルすることが含まれます。エンジニアリングチームは、もともとゲートウェイ月面ステーション用に設計された推進システムの一部を採用しました。軌道基地の範囲は最近変更されました。米国エネルギー省は、機械の適応において直接のパートナーとして機能します。力を合わせれば、プロジェクトの総コストが削減されます。
原子力研究者は慎重ながらも楽観的にシナリオを評価している。バンゴー大学核未来研究所の研究者サイモン・ミドルボロー氏は、放射性物質の無敵のエネルギー密度を強調した。 Analytical Mechanics Associates の先進プロジェクト担当バイスプレジデントであるリンジー・ホームズ氏は、この技術によりフルホールドでの長距離旅行が実現可能であることを確認しました。しかし、多くの業界専門家は、2028 年の目標は非常に厳しいものであると考えています。機器のシールドに関する公開技術データが不足しています。
自律型ヘリコプターが主要な科学的ペイロードを形成
惑星間の旅は12か月続くと推定されている。この宇宙船には、スカイフォールと呼ばれる科学機器のパッケージが搭載されています。このモジュールには、Ingenuity ドローンと同様の寸法を持つ 3 機の自律型ヘリコプターが収容されています。航空艦隊は、主力船が火星の軌道に到達するとすぐに任務を開始します。
- 原子炉はプラットホーム上でスイッチが切られたままで、打ち上げからわずか48時間後に運転を開始する。
- 電気推進は宇宙空間で約1年間一定の推力を維持します。
- 2028 年 12 月の天文窓は、惑星を迎撃するための理想的な軌道を保証します。
- メインのハードウェアには、当初は月周回用に開発されたパワーエレメントが組み込まれています。
- Skyfall ペイロードは、大気探査や地表マッピングのために航空機を解放します。
ドローンには高解像度カメラと地中レーダーが搭載されています。この装置は、火口や平原の上を飛行して、地下水の貯留場所を探します。センサーによって収集されたデータは、将来の有人ミッションを着陸させるための安全地帯をマッピングするのに役立ちます。航空機に組み込まれた無線機は、ローカル通信ネットワークを構築します。
運用上のセキュリティと将来の探査への影響
安全プロトコルは、地球の大気中での放射性事故のリスクを最小限に抑えます。原子炉は完全に非アクティブ状態で宇宙空間に上昇します。核分裂は、車両が地球から安全な距離に到達したときにのみ始まります。原子力と電気の構成により、将来の旅行で宇宙飛行士が宇宙放射線にさらされる時間も短縮されます。 SR-1 フリーダムは無人飛行しますが、生命維持システムを検証します。
アメリカ政府は、得られた知識を民間部門に移転することを計画している。宇宙機関とエネルギー省は、ミッション完了後に原子炉の工業設計を共有する予定だ。この措置は、より大型のエンジンを製造できるサプライチェーンを構築することを目的としている。 2030年までに月の南極に基地を設置するには重機が不可欠となる。この技術はまた、木星の衛星探査への道も開く。
概念図では、船は細長い矢印の形をしています。リアクターはフロントエンドで分離され、スラスターはリアベースを占めます。物理的に分離すると、真空中での熱管理が容易になり、センサーを内部放射線から保護します。この事業の成功により、核分裂性物質の放出に関する新たな規制先例が確立されました。エンジニアリング チームは現在、熱保護シールドを製造する商業サプライヤーの選定に重点を置いています。
