NERVA ( Eng. Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application ) er et fælles program af den amerikanske atomenergikommission og NASA til at skabe en nuklear raketmotor (NRE), som varede indtil 1972.
NERVA demonstrerede, at NRE var fuldt funktionsdygtig og egnet til rumudforskning, og i slutningen af 1968 bekræftede SNPO, at den seneste modifikation af NERVA, NRX/XE, opfyldte kravene til en bemandet flyvning til Mars . Selvom NERVA-motorerne var blevet bygget og testet efter bedste evne og blev anset for at være klar til rumfartøjer, blev det meste af det amerikanske rumprogram aflyst af Nixon-administrationen .
NERVA er blevet vurderet som et meget vellykket program af AEC, SNPO og NASA, der opfylder eller endda overgår dets mål. Hovedmålet med programmet var "at skabe en teknisk base for nukleare raketmotorsystemer, der vil blive brugt i design og udvikling af fremdriftssystemer til rummissioner." [1] Stort set alle[ hvad? ] rumprojekter, der bruger NRE, er baseret på NERVA NRX eller Pewee designs.
Los Alamos begyndte forskning i nuklear raketfremdrift i 1952, og accelererede den ind i Project Rover i 1955, da vicedirektøren for Livermore National Laboratory fandt en måde at reducere reaktorens vægt betydeligt. I 1961, efter Rover's uventede hurtige fremskridt, inkluderede NASA nuklear fremdrift i sine planer. Marshall planlagde at bruge en raket med en RIFT ( Reactor-In-Flight-Test ) nuklear fase til opsendelse i begyndelsen af 1964, og behovet for planlægning og kontrol førte til dannelsen af Space Nuclear Propulsion Office. SNPO blev dannet på en sådan måde, at Atomic Energy Commission og NASA skulle arbejde sammen, og Harry Finger blev udnævnt til dens første direktør. Finger tog beslutningen om at udsætte arbejdet med RIFT og sætte klare mål for JRD, der skulle nås.
Finger valgte Aerojet og Westinghouse til at udvikle NERVA-motoren. SNPO var afhængig af Los Alamos Laboratory for at levere teknologi til NERVA som en del af Project Rover. SNPO valgte 75.000 lb thrust YARD KIWI-B4 design som grundlag for 52-tommer (22 ft fra enden af dysen) NERVA NRX ( Nuclear Rocket Experimental ). Den anden fase af Rover-projektet blev kendt som Phoebus, og den tredje blev kendt som Pewee, og demonstrerede højere effekt (4000 MW), effekttæthed og længere levetid for brændstoffer, men disse programmer var ikke NERVA's. Arbejdsdesignet af NERVA (kaldet NERVA NRX) var baseret på KIWI; på det tidspunkt var Pewee-programmet, som var begyndt at blive testet i Apollo -programmet, stort set blevet reduceret af Nixon-administrationen. Planer om at sende mennesker til Månen og Mars er blevet henlagt på ubestemt tid.
Næsten al NERVAs forskning, design og fremstilling blev udført på Los Alamos Laboratory. Test blev udført på et stort anlæg, der er bygget til formålet af SNPO på Nevada Nuclear Test Site . Selvom adskillige KIWI- og Phoebus-motorer blev testet i Los Alamos i løbet af 1960'erne, begyndte NERVA NRX/EST (Engine System Test) test først i februar 1966.
Formålet med testene var:
Alle testopgaver blev gennemført med succes, og den første NERVA NRX blev kørt i næsten 2 timer, inklusive 28 minutter ved fuld kraft. Den overskred driftstiden for den tidligere KIWI-reaktor med næsten to gange [1] .
Den anden NERVA-motor, NERVA XE, blev designet til at komme så tæt som muligt på et komplet flyvesystem, helt ned til brugen af en turbopumpe. Komponenter, der ikke påvirker systemets ydeevne, blev valgt blandt det, der var tilgængeligt på teststedet for at spare penge og tid, og strålingsbeskyttelse blev tilføjet til eksterne komponenter. Motoren blev omorienteret til at arbejde i et rum med reduceret tryk, hvilket delvist simulerede drift i et vakuum.
Målet med NERVA NRX/EST forsøgene var:
Målene omfattede også felttestning af den nye enhed for kvalificering og accept. Den samlede motordriftstid var 115 minutter, 28 starter blev foretaget. NASA og SNPO udtalte, at testene "bekræftede, at den nukleare motor er egnet til rumapplikationer og er i stand til at fungere med en specifik impuls dobbelt så stor som et kemisk system" [1] . Motoren blev anset for egnet til en mission til Mars planlagt af NASA.
Rover/NERVA-programmet omfattede i alt 17 timers motordrift, inklusive 6 timer ved temperaturer over 2000 K. Selvom motoren, turbinerne og tanken med flydende brint aldrig blev samlet i én enhed, blev NERVA af NASA anset for at være et køretøjsklar design . Der var en mindre politisk krise i Kongressen, da Mars-udforskningsprogrammet bragte det nationale budget i fare. Clinton P. Anderson, en senator fra New Mexico, der aktivt forsvarede programmet, blev alvorligt syg. Lyndon B. Johnson , en anden stærk fortaler for menneskelig rumforskning, valgte ikke at stille op for en anden periode og var stærkt svækket politisk. Finansieringen til programmet blev skåret noget ned i 1969, og den nye Nixon-administration skar det endnu mere ned i 1970, hvilket stoppede produktionen af Saturn -raketterne og annullerede Apollo-programmet efter Apollo 17 . Uden Saturn SN-raketten til at transportere NERVA i kredsløb blev projektet uhåndgribeligt. Los Alamos fortsatte Rover-programmet i flere år med Pewee- og Nuclear Furnace-motorer indtil 1972 .
Den mest alvorlige hændelse under testen var en brinteksplosion, hvor to ansatte pådrog sig skader på deres ben og trommehinder. I 1959 slap flydende brint ved et uheld ud af en motor; reaktoren blev overophedet og dens fragmenter spredt ud over Nevada-ørkenen. Efter tre ugers ventetid samlede personalet dem uden hændelser.
NASAs planer, inklusive NERVA, var at besøge Mars i 1978 og en permanent månebase i 1981. NERVA-raketterne skulle bruges som "slæbebåde" til at forsyne flere rumstationer i kredsløb om Jorden og Månen og en permanent månebase. NERVA-raketten ville også være et atomdrevet øvre trin for Saturn SN-raketten, hvilket gør det muligt for den at have en meget højere nyttelastkapacitet, op til 154 tons i lav kredsløb om jorden.
De store NERVA I-raketter ændrede sig gradvist til de mindre NERVA II'er, efterhånden som effektiviteten steg og trækkraft-til-vægt-forholdet steg, og KIWI blev gradvist erstattet af Pewee og Pewee 2, efterhånden som finansieringen blev skåret ned.
RIFT-systemet bestod af S-IC i den første fase, S-II i den anden og SN (Saturn-Nuclear) i den tredje fase. Space Nuclear Propulsion Office planlagde at bygge ti RIFT-systemer, seks til jordforsøg og fire til flyveforsøg, men dette blev forsinket efter 1966. Saturn C-5 nukleare løfteraket kunne bære to eller tre gange nyttelasten af sin kemiske version ud i rummet, nok til at løfte 340.000 pund af rumstationer og genopbygge orbitale brændstofbaser. Wernher von Braun foreslog også en bemandet mission til Mars ved hjælp af NERVA og et roterende køretøj til at skabe kunstig tyngdekraft. Mange af NASAs Mars-missionsplaner i 1960'erne og begyndelsen af 1970'erne krævede NERVA-raketter.
Mars-missionerne var ansvarlige for NERVA's tilbagegang [2] . Medlemmer af Kongressen fra begge politiske partier besluttede, at en bemandet mission til Mars ville være en stiltiende forpligtelse for USA til at støtte det kostbare rumkapløb i årtier . Hvert år blev RIFT-programmet forsinket, og NERVAs mål blev mere komplekse. Når alt kommer til alt, selvom NERVA-motoren gennemgik mange vellykkede tests og havde stærk støtte fra Kongressen, forlod den aldrig Jorden.