۴۵ روزه می‌توان به مریخ زسید!

به گزارش مجله خبری نگار/تکناک: این طرح به عنوان بخشی از برنامه مفاهیم پیشرفته نوآورانه (NIAC) ناسا برای سال ۲۰۲۳ انتخاب شده است.

پیشران هسته‌ای حرارتی و هسته‌ای الکتریکی (NTP/NEP) یک کلاس جدید از سیستم پیش‌رانش هسته‌ای دووجهی هستند که طبق یک پست وبلاگ ناسا از “روتور موجی و چرخه تاپینگ” استفاده می‌کند.

پروفسور رایان گوس از دانشگاه فلوریدا، دانشمند پشت این پیشنهاد، معتقد است که می‌تواند زمان سفر به مریخ را به ۴۵ روز کاهش دهد. اگر این فناوری طبق برنامه‌ریزی عمل کند، می‌تواند زمان سفر به مریخ را به شدت کاهش دهد و ماموریت‌ها به سیاره سرخ را برای انسان بسیار ایمن‌تر کند.

آیا نیروی محرکه هسته‌ای آینده پرواز‌های فضایی انسان است؟

پیشنهاد جدید، با عنوان “Bimodal NTP/NEP with Wave Rotor Topping Cycle” یکی از ۱۴ موردی است که توسط NIAC برای توسعه فاز I انتخاب شده و کمکی بالغ بر ۱۲۵۰۰ دلار برای تحقیق و توسعه فناوری مورد نیاز دریافت کرد.

به گزارش Universe Today، ناسا سابقه طولانی در بررسی پیشرانه هسته‌ای برای فضاپیما‌ها دارد. این شامل مفهوم موتور هسته‌ای برای کاربرد موشکی (NERVA) نیز می‌شود که با موفقیت آزمایش شد، اما پس از آن تقریباً در همان زمان پایان دوره آپولو در سال ۱۹۷۳ پایان یافت.

ناسا همچنین در اوایل دهه ۲۰۰۰، فناوری‌های مفهومی پیشرانه هسته‌ای را با پروژه پرومیتوس (Prometheus) آزمایش کرد. در همین حال، شرکت خصوصی Ad Astra که توسط فضانورد سابق ناسا فرانکلین آر. چانگ دیاز اداره می‌شود، آزمایش استقامت پرقدرت ۸۸ ساعته موشک پلاسما Vasimr VX-۲۰۰SS خود را در ۸۰ کیلووات در سال ۲۰۲۱ به پایان رساند. Ad Astra ادعا می‌کند که فناوری موشک هسته‌ای آن می‌تواند در نهایت انسان را با سرعت ۱۲۳۰۰۰ مایل در ساعت (۱۹۷۹۵۰ کیلومتر در ساعت) به مریخ ببرد.

مفهوم جدید پیشران هسته‌ای ناسا چیست؟

دریافت کننده کمک هزینه جدید NIAC ناسا از دو مفهوم کلیدی در پشت رانش هسته‌ای استفاده می‌کند. پیشرانه حرارتی هسته‌ای (NTP) از یک راکتور هسته‌ای برای گرم کردن پیشرانه هیدروژن مایع استفاده می‌کند تا به پلاسما تبدیل شود و از طریق یک نازل برای تولید نیروی رانش هدایت شود.

در همین حال، پیشرانه هسته‌ای-الکتریکی (NEP) از یک راکتور هسته‌ای برای تامین انرژی یک رانشگر اثر هال (موتور یونی) با برق استفاده می‌کند. این به نوبه خود میدان الکترومغناطیسی ایجاد می‌کند که گاز بی اثر را یونیزه کرده و شتاب می‌دهد تا نیروی رانش ایجاد کند.

گوس، که به عنوان سرپرست منطقه برنامه هایپرسونیک در دانشگاه فلوریدا خدمت می‌کند، مزایای NTP و NEP را با مفهوم جدید خود ترکیب می‌کند. این مهندس یک طراحی دو وجهی را بر اساس یک راکتور NERVA با هسته جامد پیشنهاد می‌کند که یک برانگیزش (lsp) ۹۰۰ ثانیه‌ای را ارائه می‌دهد. این دو برابر راکت‌های شیمیایی موجود است.

علاوه بر این، گوس همچنین استفاده از روتور موج (WR) را برای فشرده سازی بیشتر توده واکنش با استفاده از فشار ایجاد شده توسط گرمایش سوخت هیدروژن مایع در راکتور پیشنهاد می‌کند. به گفته این مهندس، این پتانسیل ارائه سطوح رانش قابل مقایسه با مفهوم NTP کلاس NERVA را دارد، اما با Isp بالاتر ۱۴۰۰-۲۰۰۰ ثانیه. ترکیب این با یک چرخه NEP سطوح رانش حتی بالاتری را ایجاد می‌کند.

زمان کوتاه‌تر سفر برای رفاه حال فضانوردان حیاتی است

معنی همه این‌ها این است که مفهوم Gosse می‌تواند زمان سفر به مریخ را برای فضانوردان آینده به شدت کاهش دهد. با استفاده از فناوری‌های موجود، سفر خدمه به مریخ می‌تواند حدود ۶ تا ۹ ماه طول بکشد تا به سیاره سرخ برسد. بنابراین، کاهش زمان سفر به حدود ۴۵ روز به این معنی است که ماموریت‌های مریخ می‌توانند به جای سال ها، ماه‌ها طول بکشند.

این امر بسیار مهم است، زیرا مأموریت‌های طولانی به مریخ فضانوردان را در معرض سطوح بالایی از تشعشعات قرار می‌دهد که می‌تواند مرگبار باشد. نه تنها این، اثرات ریزگرانش بر روی انسان برای چنین دوره زمانی طولانی پیامد‌های سلامتی منفی نیز خواهد داشت، به این معنی که انگیزه قوی برای کاهش زمان ماموریت مریخ وجود دارد.

سایر مفاهیمی که توسط برنامه NIAC ناسا اعطا شده است شامل یک هواپیمای هیبریدی به نام TitanAir است که می‌تواند نمونه‌هایی از دریا‌های قمر تیتان زحل جمع آوری کند. همچنین مفهومی برای یک خط لوله قمری که می‌تواند کارایی اکسیژن رسانی را برای ماموریت‌های آتی آرتمیس ماه ناسا بهبود بخشد. آژانس فضایی فهرست کاملی از مفاهیم فضایی چشمگیر را منتشر کرده است که در نظر دارد به‌عنوان عوامل بالقوه بازی برای ستاره‌شناسی، علوم زمین و اکتشافات فضایی انسانی در نظر گرفته شود.