According to NASA, engineers are already considering ambitious mission goals to Saturn's moon Titan. According to experts' calculations, the use of nuclear propulsion systems makes such a mission feasible.
In particular, the concept of a space vehicle with a nuclear-thermal propulsion unit called Copernicus, which uses liquid hydrogen and uranium-235 as fuel, allows you to fly to Titan for 220 days. Total duration of the mission, taking into account work on the surface, will be approximately 1000 days. Such a mission poses critical and new threats to the biological defense of its personnel. The Copernicus project was originally developed at NASA's research center to provide accelerated manned missions to Mars. Later, the concept was adapted for flight to Titan, which even at the moment of closest approach is located in 17 times farther from Earth, than Mars. An additional increase in fuel tanks could theoretically reduce the time of a one-way flight to 90 days, however, this will lead to a significant increase in the launch mass of the vehicle and a significant increase in the cost of the mission. Engineers are also considering alternative nuclear technologies. VASIMR nuclear-electric plasma rocket launcher would allow to reduce the flight time to 149 days. A promising fusion engine could provide a full round trip in 2-2.6 years. At the same time, none of these technologies solves the key problem — the creation of easy and effective protection against cosmic radiation.
Despite the extreme conditions on the surface of Titan (температура близько –179 °C, слабке сонячне випромінювання та гравітація, яка становить приблизно 1/7 земної), супутник має низку важливих переваг порівняно з Марсом. Його азотна атмосфера вшестеро щільніша за земну, що дає змогу використовувати аеродинамічне гальмування для посадки без значних витрат палива. Щільна атмосфера забезпечує додатковий захист від космічної радіації після посадки. Важливим ресурсом є наявність у ґрунті рідких вуглеводнів (метану та етану), які потенційно можна використовувати для виробництва палива для зворотного перельоту.
Найсерйознішою проблемою такого польоту залишається вплив затяжної космічної подорожі тривалістю близько 1000 днів на організм і психіку людини. Радіаційне ураження починається одразу після виходу за межі магнітосфери Землі. На сьогодні не існує легких матеріалів, здатних ефективно захищати екіпаж від високоенергетичних частинок. Мікрогравітація призводить до втрати щільності кісткової тканини, атрофії м’язів та порушення зорових функцій через підвищення внутрішньочерепного тиску. Психологічні наслідки тривалої ізоляції в обмеженому просторі також залишаються недостатньо вивченими.
Перед пілотованими місіями до зовнішньої частини Сонячної системи обов’язково буде проведено масштабні роботизовані дослідження. IN 2034 році NASA планує посадити на Титан квадрокоптер Dragonfly, який проведе детальне вивчення поверхні, проаналізує хімічний склад ґрунту, оцінить рівень радіації та стабільність рельєфу. Результати цієї місії будуть критичними для визначення можливості майбутньої присутності людини на Титані.
Source: https://universemagazine.com