S atomovým reaktorem k Jupiteru

Ve svém článku Projekt Prometheus jsem psal o programu americké NASA (National Aeronautics and Space Administration), který se týká vývoje jaderného reaktoru i souvisejících technologií pro použití ve vesmíru jednak přímo pro pohon sondy a za druhé jako zdroj elektrické energie pro palubní přístroje. První sondou vybavenou tímto zařízením má být JIMO (Jupiter Icy Moons Orbiter).

Obr. 1: Blokové schéma sondy JIMO.

Obr. 2: Sonda JIMO [1].

Obr. 3: Iontový motor.

Jde o vcelku ambiciózní projekt, jehož cílem jsou (jak napovídá už název mise) tzv. galileovské měsíce Jupitera (s výjimkou měsíce Io), jeho největší přirozené satelity, objevené již Galileem Galileim. Důvodem proč byly vybrány právě ony je možnost výskytu vody a podpovrchového oceánu na měsíci Europa. Tato skutečnost vede některé odborníky k domněnce, že by se zde mohl vyskytovat primitivní život.

Nyní k samotné sondě. Podle původních předpokladů měla být vypuštěna pomocí rakety Ariane 5 v roce 2011, bohužel nyní to vypadá spíše na roky 2014 - 2015. Po navedení na oběžnou dráhu kolem Země bude sonda nasměrována přímo na Jupiter (tedy bez tzv. gravitačního prakování - urychlení v gravitačním poli jiné planety). Na rozdíl od minulosti, kdy let sond trval několik let, JIMO by měl dorazit k Jupiteru řádově v měsících. To ale není jediné vylepšení oproti minulosti. Podstatné bude též množství elektrické energie dosažitelné pro vědecké přístroje. Podívejme se tedy, jak bude sonda zhruba zkonstruována.

Základem energetického a pohonného systému sondy je atomový reaktor principiálně podobný těm, které se používají v pozemských elektrárnách, na rozdíl od nich má však některá specifika (je relativně malý, požadavky na protihavarijní zabezpečení jsou vyšší atd.). Tento reaktor je vyvíjen v rámci projektu Prométheus. Nachází se v přední části (na obrázku 1 je to červený obdélník - Reactor). Za ním je protiradiační a tepelný štít (shield). Následuje systém konverze energie (na obrázku zeleně - Power Conversion) - přeměna tepelné energie na energii elektrickou pomocí polovodičů. Aby toto zařízení mohlo fungovat, je třeba, aby existovaly dva konce konvertoru: teplý (reaktor) a studený (chladící žebra - Heat Rejection na obrázku modře). Za ním je umístěn systém distribuce energie (na obrázku žlutě - Power Mgmt. & Distribution), který slouží jako rozdělovač elektřiny mezi pohonnou jednotku (velký obdélník označený Electric Propulsion System) a vědecké vybavení (velký obdélník označený Spacecraft Bus).

Pokud jde o pohon, na JIMO bude použit tzv. iontový motor. Ten na rozdíl od klasických chemických raket nevyužívá spalování látek, ale urychlení nabitých částic (nejčastěji iontů xenonu) v elektrickém poli. Tento motor byl použit již na sondě Deep Space 1, kde však jako zdroj energie nebyl použit atomový reaktor, nýbrž solární panely.

O vědeckém vybavení sondy ještě nebylo přesně rozhodnuto, je nutno si uvědomit, že celý projekt je ve fázi teoretických studií konstrukčních kanceláří oslovených firem. Nicméně se dá očekávat standardní vybavení meziplanetárních sond určených pro studium vnějších planet, tj. radar pro sledování topologie povrchu a laser výškového profilu povrchu, kamery pro sledování ve viditelné a infračervené oblasti spektra, magnetometr, spektrometr pro studium složení atd. Jak jsem se zmínil již výše, JIMO bude mít k dispozici velké množství energie a tyto vědecké přístroje budou moci běžet současně, na rozdíl od např. sondy Voyager a Galileo, kde palubní počítač musel přepínat mezi jednotlivými aparaturami. I tyto sondy měly sice jaderný zdroj, tzv. termoelektrický generátor, nicméně ten se nemůže ve výkonu rovnat atomovému reaktoru.

Nezbývá než doufat, že poté co americký prezident vyhlásil nový program dobývání vesmíru (návrat na Měsíc a přistání lidí na Marsu), nebude JIMO z finančních důvodů zastaven nebo zpožděn.