NERVA ( Eng. Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application ) je společný program Americké komise pro atomovou energii a NASA na vytvoření jaderného raketového motoru (NRE), který trval až do roku 1972.
NERVA prokázala, že NRE je plně funkční a vhodná pro průzkum vesmíru, a koncem roku 1968 SNPO potvrdilo, že nejnovější modifikace NERVA, NRX/XE, splňuje požadavky na pilotovaný let na Mars . Přestože motory NERVA byly vyrobeny a testovány podle svých nejlepších schopností a byly považovány za připravené pro kosmickou loď, většina amerického vesmírného programu byla Nixonovou administrativou zrušena .
NERVA byla hodnocena jako velmi úspěšný program od AEC, SNPO a NASA, splňující nebo dokonce překračující své cíle. Hlavním cílem programu bylo „vytvořit technickou základnu pro systémy jaderných raketových motorů, které budou využity při návrhu a vývoji pohonných systémů pro vesmírné mise“. [1] Prakticky všechny[ co? ] jsou založeny vesmírné projekty využívající NRE na designech NERVA NRX nebo Pewee.
Los Alamos zahájilo výzkum jaderného raketového pohonu v roce 1952 a v roce 1955 jej urychlilo v Project Rover, když zástupce ředitele Livermore National Laboratory našel způsob, jak výrazně snížit hmotnost reaktoru. V roce 1961, po nečekaně rychlém pokroku Roveru, zařadila NASA do svých plánů jaderný pohon. Marshall plánoval použít ke startu raketu s jaderným stupněm RIFT ( Reactor-In-Flight-Test ) na začátku roku 1964 a potřeba plánování a řízení vedla k vytvoření Space Nuclear Propulsion Office. SNPO vznikla tak, že Komise pro atomovou energii a NASA měly spolupracovat a jejím prvním ředitelem byl jmenován Harry Finger. Finger učinil rozhodnutí odložit práce na RIFTu a stanovil jasné cíle, kterých má JRD dosáhnout.
Finger si pro vývoj motoru NERVA vybral Aerojet a Westinghouse . SNPO záviselo na laboratoři v Los Alamos, aby dodala technologii společnosti NERVA jako součást projektu Rover. SNPO vybralo design YARD KIWI-B4 s tahem 75 000 lb jako základ pro 52palcový (22 stop od konce trysky) NERVA NRX ( Nuclear Rocket Experimental ). Druhá fáze projektu Rover se stala známou jako Phoebus a třetí se stala známou jako Pewee, což prokázalo vyšší výkon (4000 MW), hustotu výkonu a paliva s delší životností, ale tyto programy nebyly programy NERVA. Pracovní design NERVA (pojmenovaný NERVA NRX) byl založen na KIWI; do té doby byl program Pewee, který začal být testován v programu Apollo , do značné míry omezen Nixonovou administrativou. Plány poslat lidi na Měsíc a Mars byly odloženy na neurčito.
Téměř veškerý výzkum, design a výroba společnosti NERVA byly provedeny v laboratoři Los Alamos. Testování bylo provedeno na velkém zařízení, které pro tento účel postavilo SNPO na jaderném testovacím místě v Nevadě . Ačkoli několik motorů KIWI a Phoebus bylo testováno v Los Alamos během šedesátých let, testování NERVA NRX/EST (Engine System Test) začalo až v únoru 1966.
Účelem testů bylo:
Všechny testovací úkoly byly úspěšně dokončeny a první NERVA NRX byla provozována téměř 2 hodiny, z toho 28 minut na plný výkon. Ten překročil provozní dobu předchozího reaktoru KIWI téměř dvojnásobně [1] .
Druhý motor NERVA, NERVA XE, byl navržen tak, aby se co nejvíce přiblížil kompletnímu letovému systému, až po použití turbočerpadla. Komponenty, které neovlivňují výkon systému, byly vybrány z toho, co bylo k dispozici na testovacím místě, aby se ušetřily peníze a čas, a pro externí komponenty byla přidána radiační ochrana. Motor byl přeorientován na práci v podtlakovém prostoru, částečně simulujícím provoz ve vakuu.
Cílem zkoušek NERVA NRX/EST bylo:
Mezi cíle patřilo také testování nového zařízení v terénu za účelem kvalifikace a přijetí. Celková doba chodu motoru byla 115 minut, bylo provedeno 28 startů. NASA a SNPO uvedly, že testy „potvrdily, že jaderný motor je vhodný pro vesmírné aplikace a je schopen pracovat se specifickým impulsem dvakrát vyšším než chemický systém“ [1] . Motor byl považován za vhodný pro misi na Mars plánovanou NASA.
Program Rover/NERVA činil celkem 17 hodin provozu motoru, včetně 6 hodin při teplotách nad 2000 K. Přestože motor, turbíny a nádrž na kapalný vodík nebyly nikdy smontovány do jedné jednotky, NERVA byla NASA považována za konstrukci připravenou pro vozidlo. . V Kongresu došlo k menší politické krizi, protože program průzkumu Marsu ohrozil státní rozpočet. Clinton P. Anderson, senátor za Nové Mexiko, který program aktivně hájil, vážně onemocněl. Lyndon B. Johnson , další mocný zastánce lidského průzkumu vesmíru, se rozhodl nekandidovat na druhé funkční období a byl značně politicky oslaben. Financování programu bylo poněkud omezeno v roce 1969 a nová Nixonova administrativa je v roce 1970 seškrtala ještě dále, čímž ukončila výrobu raket Saturn a zrušila program Apollo po Apollu 17 . Bez rakety Saturn SN, která by vynesla NERVA na oběžnou dráhu, se projekt stal nepolapitelným. Los Alamos pokračoval v programu Roveru ještě několik let s motory Pewee a Nuclear Furnace až do roku 1972 .
Nejzávažnějším incidentem během testování byl výbuch vodíku, při kterém si dva zaměstnanci zranili nohy a ušní bubínky. V roce 1959 kapalný vodík náhodně unikl z motoru; reaktor se přehřál a jeho úlomky se rozptýlily po nevadské poušti. Zaměstnanci je po třítýdenním čekání bez problémů smontovali.
Plány NASA, včetně NERVA, byly navštívit Mars do roku 1978 a stálou lunární základnu do roku 1981. Rakety NERVA měly být použity jako "tahače" pro zásobování několika vesmírných stanic na oběžné dráze kolem Země a Měsíce a stálé lunární základny. Raketa NERVA by byla také horním stupněm rakety Saturn SN s jaderným pohonem, což by jí umožnilo mít mnohem vyšší nosnost, až 154 tun na nízké oběžné dráze Země.
Velké rakety NERVA I se postupně měnily na menší NERVA II, jak se zvyšovala účinnost a zvyšoval se poměr tahu k hmotnosti, a KIWI bylo postupně nahrazováno Pewee a Pewee 2, jak bylo omezováno financování.
Systém RIFT sestával z S-IC v první fázi, S-II ve druhé a SN (Saturn-Nuclear) ve třetí fázi. Space Nuclear Propulsion Office plánoval postavit deset RIFT systémů, šest pro pozemní testování a čtyři pro letové testy, ale to bylo odloženo po roce 1966. Jaderná nosná raketa Saturn C-5 by mohla vynést do vesmíru dvakrát nebo třikrát větší náklad než její chemická verze, což by stačilo na zvednutí 340 000 liber vesmírných stanic a doplnění orbitálních palivových základen. Wernher von Braun také navrhl pilotovanou misi na Mars pomocí NERVA a rotujícího vozidla k vytvoření umělé gravitace. Mnohé z plánů mise NASA na Mars v 60. a na počátku 70. let počítaly s raketami NERVA.
Marťanské mise byly zodpovědné za úpadek NERVA [2] . Členové Kongresu z obou politických stran rozhodli, že pilotovaná mise na Mars bude pro Spojené státy tichým závazkem podporovat nákladný vesmírný závod po celá desetiletí . Každý rok byl program RIFT odložen a cíle NERVA se staly komplexnějšími. Ostatně, přestože motor NERVA prošel mnoha úspěšnými testy a měl silnou podporu Kongresu, nikdy neopustil Zemi.