Ha valaki ma megkérdezi, hogyan juthatunk el gyorsabban a Marsra vagy akár a Jupiter térségébe, a válasz egyre gyakrabban az atomenergiához vezet. A hagyománnyos rakéták már bizonyították, hogy képesek embereket juttatni a Holdra, robotokat a Naprendszer legtávolabbi vidékeire, ugyanakkor a nagy távolságok miatt egy Mars-utazás még mindig fél év körüli időt vehet igénybe, a külső bolygók pedig évekre vannak. Ezalatt az űrhajósokat nagy mennyiségű kozmikus sugárzás éri, a súlytalanság pedig fokozatosan átalakítja a szervezetüket. Éppen ezért a mérnökök régóta keresik azokat a hajtási módokat, amelyek nagyobb sebességet kínálnak.
Az egyik legismertebb elképzelés a nukleáris termikus hajtómű. Az ötlet már az 1950-es években megszületett, amikor az atomenergia körül szinte korlátlan optimizmus uralkodott. Az amerikai kutatók arra jutottak, hogy egy atomreaktor által termelt hő közvetlenül is felhasználható rakétahajtásra. Ebből született meg a NERVA-program, amelynek neve a Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application rövidítése (Atomhajtású rakétahajtómű).
A rendszer működése meglepően egyszerű volt. A hajtómű közepén egy atomreaktor helyezkedett el. Ebbe folyékony hidrogént vezettek, amely több ezer Celsius-fokra hevült fel. A forró gáz ezután a fúvókán keresztül távozott, létrehozva a tolóerőt. Nem volt szükség oxidálószerre, mint a hagyományos rakéták esetében. A hajtóanyag szerepét maga a hidrogén töltötte be.
Ez a megoldás jelentős előnyt kínált. A NERVA fajlagos impulzusa közel kétszerese volt a korszak legerősebb kémiai rakétáinak. Ugyanannyi hajtóanyagból nagyobb sebesség érhető el, vagy ugyanaz a sebesség kisebb tömeggel. Az ilyen különbségeken hosszútávú küldetések múlhatnak.
A NERVA nem maradt elméleti elképzelés: a nevadai sivatagban több teljes méretű hajtóművet építettek és próbáltak ki. Egyes tesztek során a reaktorok közel egy órán át működtek, miközben több száz kilonewton tolóerőt termeltek. A mérnökök már olyan Mars-expedíciókat vázoltak fel, amelyekben a Saturn V rakéták által Föld körüli pályára juttatott elemekből szereltek volna össze egy nukleáris meghajtású űrhajót.
A technológia végül nem műszaki okok miatt került a fiókba. Az Apollo-korszak lezárult, a költségvetések csökkentek, és az emberes Mars-programok elvesztették politikai támogatásukat. A NERVA fejlesztését 1973-ban leállították, noha a hajtóművek már túl voltak számos sikeres földi próbán.
Napjainkban ismét előkerült az ötlet. A Mars iránti növekvő érdeklődés és a hosszabb emberes küldetések tervei miatt a nukleáris termikus hajtás újra komoly kutatási terület lett. Számítások szerint egy ilyen rendszer hónapokkal rövidítheti meg a Mars-utazást. Ez nemcsak időmegtakarítást jelent. Rövidebb út esetén kevesebb élelmiszert, vizet és egyéb készletet kell magunkkal vinni, miközben a személyzet sugárterhelése is csökken.
Létezik egy másik út is. Ebben az esetben az atomreaktor nem közvetlenül hajtja a rakétát, hanem elektromos energiát termel. Ezt használják fel ion- vagy plazmahajtóművek működtetésére. Az ilyen rendszerek rendkívül takarékosak. Egyetlen kilogramm hajtóanyagból sokkal több sebességet képesek kinyerni, mint a hagyományos rakéták. Cserébe a tolóerejük kicsi. Egy ionhajtómű nem löki meg hirtelen az űrhajót, hanem hónapokon vagy éveken keresztül folyamatosan gyorsítja.
A külső bolygók felé tartó teherszállító küldetések esetében ez kifejezetten előnyös lehet. Egy nukleáris elektromos hajtású űrhajó akár éveken át működhet anélkül, hogy kifogyna az energiából. A legnagyobb kihívást ilyenkor nem a hajtómű, hanem a hő jelenti. Az atomreaktor által termelt fölösleges energiát hűtőberendezések lamelláival kell kisugározni az űrbe, ami nagy szerkezeti struktúrák megépítését igényli.
A mérnökök egy része ma úgy véli, hogy a jövő legjobb megoldása a két technológia ötvözése lehet. Egy nukleáris termikus hajtómű rövid idő alatt felgyorsíthatná az űrhajót a küldetés első szakaszában, miközben egy nukleáris elektromos rendszer hosszú időn keresztül tovább növelhetné a sebességet. Az ilyen járművek látványtervei (csakúgy, mit ezek az ötvenes évekből származó rajzok) gyakran hosszú hőleadó felületeket és nagyméretű napelemszerű paneleket ábrázolnak.
Bár ezek a rendszerek sokkal gyorsabbá tehetik a bolygóközi utazást, a Jupiter vagy a Szaturnusz továbbra is távoli cél marad az ember számára. A sugárzás, az életfenntartás és a hosszú elszigeteltség problémáját önmagában egyik hajtómű sem oldja meg.
Érdekes módon az első lépéseket ezen az úton már több mint hatvan évvel ezelőtt megtették. A NERVA-program mérnökei olyan technológiát építettek, amely sok tekintetben még ma is korszerűnek számít. Lehetséges, hogy amikor az első emberek elindulnak a Mars felé egy atomreaktorral hajtott űrhajó fedélzetén, annak működési elve közvetlenül visszavezethető lesz azokhoz a sivatagi kísérletekhez, amelyeket az Egyesült Államokban végeztek az 50-es és a 60-as években.
