ناسا تستعد لصاروخ يعمل بالطاقة النووية للذهاب إلى المريخ في 45 يومًا
لقد بدأ عصر جديد من استكشاف الفضاء يبزغ. مع استئناف برنامج Artemis القمري التابع لناسا ، تتجه أعيننا أيضًا إلى المريخ ، مع مهمة مأهولة في المستقبل القريب ، في أفق 2030. إذا قدمت SpaceX المركبة الفضائية ، تدرس ناسا طريقة لتقليل وقت السفر الفضائي بفضل الدفع النووي.
أحد أكبر التحديات في صنع ملف مهمة المريخ هو وقت السفر. مع تقنيات دفع الوقود الحالية سائل، فمن الممكن تحقيق ذلك في ستة أشهر على الأقل. بالنسبة للمهمة المأهولة ، تظل هذه مشكلة أساسية للجسد والعقل رواد فضاء(خاصة التعرض للإشعاع) ، وهذا يغلق على الفورباب إلى استكشاف مأهول بعيدًا في نظام شمسي.
نظرًا لأننا لن نحصل على USS Enterprise أو Millennium Falcon في المستقبل القريب ، يجب أن نجد طريقة لتقليل وقت سفر رواد الفضاء إلى الكوكب الأحمر بشكل كبير ، دون إثقال كاهل المركبة الفضائية. تحمل عشرات الأطنان من إرغول السوائل. الدفع النووي حل مفيد للغاية.
انطباع الفنان عن مركبة فضائية تستخدم الدفع NTP.
ناساإحياء السباق على المحرك النووي
بدأ السباق الأول لهذه التكنولوجيا خلال الحرب الباردة ، ثم توقفت البرامج. ومع ذلك ، في السنوات الأخيرة ، شاركت روسيا والصين والولايات المتحدة مرة أخرى في هذه المشاريع. هناكناءأعاد إطلاق برنامج الدفع النووي ثنائي النسق ،الموثقكل من نظام الدفع الحراري النووي (NTP) ونظام الدفع الكهربائي النووي (NEP).
الهدف هو الوصول إلى المريخ في 100 يوم بدلاً من 180 يومًا. برنامج Niac - المفاهيم المتقدمة المبتكرة من ناسا - في مرحلته الأولى ، وهي جمع المفاهيم ودعم نضجها ، قبل الانتقال إلى مراحل أكثر واقعية.
انطباع فني عن مركبة فضائية تستخدم الدفع النووي الحراري والكهربائي.
ناسارالي النووية الحرارية والكهربائية النووية
هذان هما مفهومان الدفع النووي اللذان تمت دراستهما حتى الآن. يعتمد NTP على دافع تقليدي بهيدروجين سائل (LH 2 ) كمادة دافعة ، والتي سيتم تسخينها بواسطة مفاعل نووي على متن الطائرة. يتسبب هذا التسخين القوي في انتقال الهيدروجين إلى الحالة الغازية ، مما يزيد بشكل كبير منضغطوالذي يتم توجيهه باستخدام ملففوهة. الدفع المتولد فعال جدا. تمت دراسة هذا المفهوم من قبل وكالة ناسا والولايات المتحدةهواءالقوة من الخمسينيات ، واتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية بين عامي 1965 و 1980.
يعتمد الدفع NEP على مفاعل نووي يزود الكهرباء لمحرك أيوني (مروحة ذاتتأثير القاعة). هذا يولد أحقل كهرومغناطيسيمما يسرع من جسيماتغازلخلق التوجه. الغاز المستخدم بشكل عام هوزينون.
هل تعلم ؟
لقد تم بالفعل استخدام الطاقة النووية في الفضاء منذ عقود! تعمل البطاريات الذرية على تشغيل عدة مجسات مثل Voyager 1 أو Cassini لأن بعدها عن الشمس لم يسمح لها بالحصول على طاقة شمسية كافية. هذا هو الحال أيضًا بالنسبة لعربة المريخ Curiosity and Perseverance ، التي تعمل بدون لوحة شمسية!
الجمع بين هذين الدافعين في مهمة واحدة يجعل من الممكن أن تكون أكثر مرونة في الاتجاه المطلوب. في الواقع ، تتطلب الرحلة بين الكواكب دفعات كبيرة (المغادرة والوصول للفرملة) ولكن أيضًا لتصحيحات المسار الصغيرة. علاوة على ذلك ، من أجل راحة رواد الفضاء ، يجب ألا يكون الدفع قويًا جدًا. من ناحية أخرى ، يجب أن تكون قادرة على الاستمرار لفترة أطول. على سبيل المثال ، يمكن لمفهوم CIP الحفاظ على الدفع لمدة ثلاث ساعات تقريبًا.
تصور مفهوم المحرك النووي ثنائي الوضع من قبل RYAN GOOSE ، مع ضاغط لتحسين الدفع. تم الإبقاء على المفهوم في المرحلة الأولى من برنامج NIAC.
رايان جوز ، جامعة فلوريداالابتكار الذي يقلل من وقت السفر إلى 45 يومًا
تم تحديد مفهوم " Bimodal NTP / NEP with a Wave Rotor Cycle " الذي تم اختياره في المرحلة الأولى من برنامج Niac التابع لوكالة ناسا ، والذي اقترحه البروفيسور رايان غوس ، رئيس برنامج Hypersonics بجامعة فلوريدا ، ويقترح إضافة ضاغط موجة الضغط. مرتبطًا بمحرك NTP ، يستخدم الضاغط الضغط الناتج عن تسخينLH2لضغطه أكثر ، وبالتالي زيادة الدفع. مع محرك CIP ، تم تحسين الدفع أيضًا. وفقًا لـ Goose ، فإن إضافة هذا الضاغط إلى نظام ثنائي الوضع يجمع بين NTP و CIP يمكن أن يقلل من وقت السفر إلى المريخ إلى 45 يومًا.
المصدر:مواقع ألكترونية