Advanced Development Agency DARPA begint samen met een aantal externe organisaties met het voorlopige ontwerp voor het DRACO-programma. Het doel is om een veelbelovend ruimtevaartuig te maken met een nucleaire raketmotor. Met behulp van dergelijke technologie zal het leger in staat zijn om fundamenteel nieuwe mogelijkheden van (logistieke) aard te verkrijgen.
Nieuwe taken
Het Pentagon werkt momenteel aan het concept van 'snel manoeuvreren in de ruimte tussen de aarde en de maan'. Er worden complexen en systemen voor verschillende doeleinden voorgesteld, die in staat zijn om snel de vereiste belasting in een baan om de aarde te brengen en bepaalde problemen op te lossen. In dit geval worden speciale eisen gesteld aan de kenmerken van de draagraket en het schip met een nuttige lading. Het is de laatste die wordt voorgesteld om te worden ontwikkeld in het kader van het nieuwe programma.
Het programma kreeg de naam DRACO - Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations ("Demonstratieraket voor flexibele operaties binnen de baan van de maan"). Zoals de naam al aangeeft, terwijl we het hebben over de demonstrator van raket-ruimtecomplex-technologie. De eerste lancering van een raket en een schip van een nieuw type zal uiterlijk in 2025 plaatsvinden.
Een belangrijk punt in het DARPA-programma is de keuze van het voortstuwingssysteem. DARPA is van mening dat moderne chemische en toekomstige elektrische raketmotoren een ongunstige verhouding van belangrijke kenmerken hebben en daarom niet helemaal geschikt zijn voor gebruik bij "snelle manoeuvres".
Een uitweg uit deze situatie zou een nucleaire raketmotor (NRM) moeten zijn, aangeduid als Nuclear Thermal Propulsion (NTP). Speciaal voor DRACO wordt voorgesteld om een dergelijke motor te ontwikkelen met een bepaald prestatieniveau. Aangenomen wordt dat de NRE met een hoog specifiek vermogen en hoog rendement het schip de gewenste eigenschappen zal geven.
In verschillende fasen
De zoektocht naar toekomstige projectdeelnemers begon vorig jaar. Er werd melding gemaakt van de op handen zijnde ondertekening van contracten met grote organisaties met ruime ervaring in de raket- en ruimtevaartsector. De mogelijkheid om kleine organisaties met de nodige competenties aan te trekken werd niet uitgesloten. Onlangs culmineerde het zoekproces in de ondertekening van contracten met aannemers.
Op 12 april kondigde DARPA de start aan van DRACO's ontwerpwerkzaamheden en de selectie van aannemers. De ontwikkeling van nieuwe technologieën en eenheden zal worden uitgevoerd door General Atomics, Gryphon Technologies, Blue Origins en Lockheed Martin. Ze krijgen verschillende taken toebedeeld, oa. best complex.
Eerder werd gemeld dat het DRACO-programma zal worden opgedeeld in verschillende fasen, die elk hun eigen problemen zullen oplossen. De eerste, die nu begint, duurt 18 maanden en eindigt in de herfst van volgend jaar.
Het is verdeeld in twee hoofdgebieden, waarbij verschillende taken zullen worden opgelost. Het doel van het project "Track A" is het creëren van de definitie van het algemene uiterlijk van het voortstuwingssysteem op basis van NTP en de daaropvolgende ontwikkeling van het voorontwerp. General Atomics wordt de aannemer voor Track A. De belangrijkste componenten van de reactor zullen worden ontwikkeld door Gryphon Technologies.
Blue Origin en Lockheed Martin werken parallel aan Track B. Ze moeten twee projecten van ruimteschepen ontwikkelen. De eerste om de zogenaamde te doen. Demonstratiesysteem (DS) demo voor testen. Vervolgens wordt op basis daarvan een Operational System (OS)-product gemaakt, ontworpen voor volwaardige werking.
Opgemerkt wordt dat de DS- en OS-projecten niet de hoofdcomponenten van het programma zijn. In de nabije toekomst zal de nadruk vooral liggen op het NTP-kernaandrijvingssysteem. Het is noodzakelijk om de nodige technologieën te vinden en de belangrijkste kenmerken van het ontwerp te vormen. Ook zullen DARPA en aannemers beveiligingsproblemen moeten oplossen.
DARPA kondigt al de volgende fasen van het programma aan, maar laat onnodige details achterwege. Komend najaar zal het uiterlijk van het raket- en ruimtesysteem worden gevormd, waarna de ontwikkeling van een volwaardig project zal starten. De eerste start is gepland voor 2025. Om voor de hand liggende redenen kunnen de ontwikkelaars van DRACO nog niet alle technische aspecten van het project onthullen.
Geavanceerde technologieën
De beschikbare gegevens over het DRACO-project stellen ons in staat ons voor te stellen hoe het nieuwe Amerikaanse raket- en ruimtesysteem eruit zal zien - en waarom het van groot belang is voor het Pentagon, vertegenwoordigd door DARPA. Een dergelijk systeem zou een draagraket omvatten, waarschijnlijk van een van de bestaande typen, en een speciaal nieuw ontwikkeld ruimtevaartuig.
Voor het opstijgen en binnenkomen in de berekende baan zal DRACO een "traditionele" boosterraket gebruiken met een raketmotor op chemische brandstof. Ondanks alle voordelen en voorzorgsmaatregelen is NRM te gevaarlijk voor gebruik in de atmosfeer van de aarde. Het schip zal alleen in de ruimte zijn eigen motor kunnen lanceren.
Gryphon Technologies biedt een state-of-the-art NRE-ontwerp gebaseerd op het bekende concept van een gasvormige voortstuwingsmotor. In zo'n motor moet waterstof de kern binnenkomen, thermische energie ontvangen en via het mondstuk naar buiten gaan, waardoor stuwkracht ontstaat. Dit principe is al gebruikt in experimentele projecten uit het verleden en in het nieuwe project is het de bedoeling om moderne oplossingen op het gebied van constructies en technologieën te gebruiken.
Het is de bedoeling om verschillende belangrijke voordelen te verkrijgen door het gebruik van NRE. Een kernmotor is veel compacter en lichter dan een vloeibare fabriek met dezelfde stuwkrachtindicatoren, en heeft ook geen grote tanks voor brandstof en oxidatiemiddel nodig. Het gebruik van atoomenergie biedt aanzienlijke voordelen in alle basiskenmerken. NRE is echter moeilijk en duur te vervaardigen, en het gebruik ervan gaat gepaard met een aantal belangrijke beperkingen. Een ongeval met vernietiging van de kern dreigt de ernstigste gevolgen te hebben.
Toekomstige problemen
DARPA en het Pentagon geven aan dat het DRACO-raket- en ruimtesysteem zal worden gebruikt voor verschillende operaties in de ruimte binnen de baan van de maan. DRACO zal zich van bestaande ruimtevaartuigen onderscheiden door een grotere flexibiliteit en efficiëntie in gebruik. Tegelijkertijd noemt het Amerikaanse leger geen specifieke taken waarmee een dergelijk systeem te maken zal krijgen.
Misschien is de lijst met toekomstige verantwoordelijkheden van het nieuwe schip met NRE nog niet vastgesteld en zal in de volgende fasen van het programma naar taken worden gezocht. Het valt echter niet uit te sluiten dat het Pentagon al de meest serieuze plannen heeft voor deze ontwikkeling, maar het niet nodig vindt om ze bekend te maken.
NASA toont ook interesse in systemen met NRE - ze kunnen nuttig zijn voor niet-militaire ruimteverkenning. Het DRACO-achtige systeem zal naar verwachting wetenschappelijke missies zoals vluchten naar de maan of Mars mogelijk maken. In dat laatste geval zal volgens berekeningen een kernmotor de vliegduur halveren.
Het is echter te vroeg voor het Pentagon en NASA om het praktische gebruik van een veelbelovend raket- en ruimtesysteem te plannen. De komende jaren zullen DARPA en een team van aannemersorganisaties zich richten op het bouwen van de theoretische en technologische basis en het ontwerpen van nieuwe producten. Als het DRACO-programma geen ernstige problemen ondervindt, zal de eerste testvlucht in 2025 worden uitgevoerd - en pas tegen die tijd zullen de echte vooruitzichten van het project in zijn huidige vorm duidelijk zijn.
