Medtem ko svetovne vesoljske agencije vlagajo milijarde v programe za vrnitev na Luno in osvojitev Marsa, ameriški inženirji že pogledujejo proti zunanjemu robu osončja. Nova študija, predstavljena na konferenci Lunar and Planetary Science, razkriva, da bi lahko napredni jedrski pogonski sistemi skrajšali potovanje s posadko do Saturnove lune Titan na pičlih 220 dni.
Tradicionalne rakete, ki so gonilna sila vesoljskih poletov vse od programa Apollo, so dosegle fizikalne meje. Njihov potisk je zadosten za bližnje cilje, vendar povsem neustrezen za premagovanje razdalj, večjih od tistih do Marsa. Za primerjavo: Nasina sonda Cassini, ki je bila opremljena s konvencionalnim pogonom in izstreljena leta 1997, je za pot do Saturnove orbite potrebovala skoraj sedem let.
Raziskovalca in inženirja William J. O'Hara in Marcos Fernandez sta na konferenci predstavila štiri alternative na osnovi jedrske cepitve, ki bi lahko drastično spremenile časovnico medplanetarnih potovanj.
Najbolj izvedljiv koncept, imenovan Copernicus, ki ga je Nasa v osnovi zasnovala že leta 2013, temelji na reaktorju z uranom-235, ki bi segreval in potiskal 172 ton tekočega vodika. Ta arhitektura bi potovanje do več kot 1,2 milijarde kilometrov oddaljenega Titana skrajšala na sedem mesecev in pol (torej 220 dni). Z dodajanjem dodatnih rezervoarjev za gorivo bi se ta čas lahko zmanjšal na le 90 dni, kar je primerljivo s predvidenim časom potovanja na Mars v okviru aktualnega programa Artemis.
Poleg koncepta Copernicus sta inženirja analizirala tudi plazemski motor z variabilnim specifičnim impulzom (VASIMR). Četrta, tehnološko najbolj oddaljena in špekulativna možnost neposredne fuzije bi omogočila robotsko misijo z vrnitvijo na Zemljo v slabih dveh do treh letih.
Zakaj Titan in ne Mars
Čeprav je Titan od Zemlje oddaljen 8,5 astronomske enote (Mars zgolj 0,5 astronomske enote), znanstveniki poudarjajo tri ključne prednosti Saturnove lune, ki bi lahko olajšale preživetje astronavtov.
Titanova atmosfera, bogata z dušikom, je šestkrat gostejša od Zemljine. Gost zračni ovoj bi omogočil aerodinamično zaviranje in pristanek vesoljskega plovila brez uporabe kompleksnih in težkih zaviralnih raket.
Na površju Titana so obsežna jezera tekočega metana in etana, bogata z ogljikovodiki. Ta jezera bi po pristanku lahko služila kot neposreden vir goriva za vrnitev. S preprostim sistemom črpanja bi misija postala energetsko samozadostna.
Medtem ko je površje Marsa izpostavljeno smrtonosnemu kozmičnemu sevanju, Titanova gosta atmosfera deluje kot naravni ščit. Znanstveniki ocenjujejo, da omogoča zaščito, enakovredno debeli plasti svinca, kar bi astronavtom na površju omogočilo relativno varno bivanje.
Kljub tem prednostim bi misija zahtevala prilagoditev na ekstremne razmere. Povprečna temperatura na Titanu znaša –179 °C, do površja pa prodre zgolj 0,1 odstotka sončne svetlobe v primerjavi z Zemljo. Vendar pa bi nizka gravitacija, ki znaša 14 odstotkov Zemljine, omogočala nošenje lažjih vesoljskih oblek in bistveno zmanjšala porabo energije pri vzletu.
Človeško telo
Kljub tehnološkemu preboju pri jedrskem pogonu pa največja neznanka in ovira ostaja biologija. Tudi ob skrajšanem 220-dnevnem potovanju bi celotna misija, vključno z raziskovanjem na površju, trajala skoraj 1000 dni.
To močno presega vse dosedanje izkušnje bivanja v vesolju. Trenutni svetovni rekord v neprekinjenem bivanju v mikrogravitaciji znaša 437 dni, ki ga je med letoma 1994 in 1995 na krovu postaje Mir postavil ruski kozmonavt Valerij Poljakov. Dolgotrajna izpostavljenost breztežnosti povzroča hudo izgubo kostne gostote, oslabitev imunskega sistema in deformacijo zrkla.
Največjo nevarnost pa predstavlja kozmično sevanje med samim tranzitom skozi globoko vesolje. Količina prejetega sevanja bi presegla vse mednarodno priznane varnostne omejitve, dolgo preden bi plovilo sploh doseglo Saturnov sistem. Inženirji opozarjajo, da doslej še niso preizkusili materialov za ščit, ki bi bil dovolj učinkovit in hkrati dovolj lahek za tovrstno plovilo.
Preden bo človeška noga stopila na Titan, bodo regijo preiskali robotski pionirji. Nasa za leto 2034 načrtuje izstrelitev misije Dragonfly, jedrskega kvadrokopterja, ki bo prvič v zgodovini izvedel podrobne geološke in atmosferske meritve neposredno na površju Titana. Podatki in posnetki bodo ključni za snovalce prihodnjih misij s posadko.
