كيف يمكن أن تكون Vintage Rocket Tech تذكرة ناسا إلى المريخ وما بعده

الصواريخ الحرارية النووية

يمكن للصواريخ الحرارية النووية مثل تلك الموجودة في هذا العرض الفني أن تقلل الوقت اللازم لمهمة المريخ إلى النصف. (رصيد الصورة: بات رولينغز / ناسا)



إشعاع خطير. مخازن مكتظة. حمى المقصورة. يمكن لوكالة ناسا أن تتجنب العديد من العوائق أمام مهمة المريخ إذا تمكنت من الوصول إلى هناك بشكل أسرع. لكن الصواريخ الكيميائية البطيئة لا تقطعها - ولإيجاد ما سيحدث بعد ذلك ، تعيد مجموعة من المهندسين تشغيل البحث في محرك تم إطلاقه آخر مرة في عام 1972.



الطاقة المحررة من خلال حرق الوقود الكيميائي جلبت رواد الفضاء إلى القمر ، لكن علم الصواريخ هذا يصنع رحلة طويلة إلى المريخ . وعلى الرغم من البحث عن ملف اختصار قائم على الانشطار يعود تاريخه إلى الخمسينيات من القرن الماضي ، ولم تطير مثل هذه المحركات مطلقًا. في أغسطس ، عززت ناسا تلك الجهود عندما أعلنت الوكالة أن عقد بقيمة 18.8 مليون دولار مع الشركة النووية BWXT لتصميم الوقود والمفاعل المناسب للدفع الحراري النووي (NTP) ، وهي تقنية صاروخية يمكن أن تطلق حقبة جديدة من استكشاف الفضاء.

تكمن نقاط القوة في برنامج NTP في القدرة على القيام برحلة سريعة جدًا [إلى المريخ] ، والقدرة على الإجهاض حتى لو كنت في غضون شهرين إلى ثلاثة أشهر في المهمات ، والقوة المعمارية الشاملة ، وأيضًا إمكانية النمو لمزيد من وقال مايكل هوتس ، الباحث الرئيسي في مشروع NTP في مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لناسا ، لموقع ProfoundSpace.org. [ مفاهيم الدفع الفضائي فائق السرعة (صور) ]

متفوقة على الغاز الأميال



ستنجح صواريخ NTP في تحقيق كل ذلك من خلال تقديم ضعف الانفجار الذي تسببه الصواريخ الكيميائية. بدلاً من حرق الوقود بالأكسجين ، يعمل مفاعل الانشطار النووي كفرن قوي ، حيث يقوم بتسخين الهيدروجين السائل وطرد الغاز الناتج من أجل الدفع. يعتمد مقدار الجاذبية التي يحصل عليها الصاروخ من وقوده إلى حد كبير على السرعة التي يمكن أن يقذف بها الجزيئات من الخلف ، والتي بدورها تتوقف على كتلتها. وستكون ذرات الهيدروجين المفردة أو المزدوجة من NTP أخف بعشرات المرات من نواتج الصواريخ الكيميائية.

هذا العد الذري للفاصوليا يمكن أن يضيف ما يصل إلى توفير كبير للوقت. قال فيشال باتيل ، الباحث المشارك في أعمال العقد من الباطن لـ BWXT في شركة Ultra Safe Nuclear Corp. في لوس ألاموس ، نيو مكسيكو: 'يمكن للدفع الحراري النووي أن يمكّنك من الوصول إلى المريخ بشكل أسرع ، وبسرعة مضاعفة'. 'نحن نتطلع إلى أوقات عبور لطيفة من 3 إلى 4 أشهر.'

حيل جديدة بتقنية قديمة

على عكس حقا مقترحات الدفع الغريبة باستخدام المادة المضادة أو الاندماج النووي ، لطالما اعتبر الباحثون صواريخ الانشطار النووي ممكنة من الناحية التكنولوجية. بدأ تطوير الخرسانة مع Project Rover التابع للجنة الطاقة الذرية في عام 1955 - قبل ثلاث سنوات من تأسيس وكالة ناسا - واستمر مع النموذج الأولي لصاروخ NERVA ، الذي أطلق لما يقرب من ساعتين متتاليتين خلال الاختبارات الأرضية قبل انتهاء التخفيضات في الميزانية في عام 1972.



بحلول ذلك الوقت ، كانت ناسا قد ألغت بالفعل أبولو 18 إلى 20 ، وكذلك إنتاج صاروخ ساتورن 5. عندما حذت خطط المريخ حذوها ، مشروع نيرفا الذي تبلغ تكلفته مليارات الدولارات قال هوتس: فقد غرضه الرئيسي. شهدت التكنولوجيا انتعاشًا قصيرًا في أواخر الثمانينيات وأوائل التسعينيات مع برنامج الدفع الحراري النووي الفضائي (SNTP) ، والذي أيضًا نفد التمويل قبل اختبار الطيران.

ولكن الآن ، مع عودة الاهتمام نحو المريخ ، وجدت الأبحاث السابقة حياة جديدة في المشاريع الحالية.

قال جون هيلمي ، مدير مشروع BWXT's NTP: 'الشيء الرئيسي هو أن [صاروخ نيرفا] موثق جيدًا للغاية'. نحن لا نبدأ من الصفر. نحن نبني على عمل جيد حقًا تم إنجازه في ذلك الإطار الزمني ، 'قال لموقع ProfoundSpace.org. على مدار العقد ، الذي يمتد حتى عام 2019 ، ستطور BWXT تصميمات مفاهيمية تركز على عناصر الوقود وجوهر المفاعل.



ثلاثة تحديات رئيسية تميز الجهود الحديثة عن البحوث القديمة.

قال جوناثون ويتر ، كبير مهندسي مشروع BWXT NTP ، إن قواعد الاختبار النووي قد تغيرت. إن احتمالية تتبع مستويات النشاط الإشعاعي في عادم المحرك تعني أن المهندسين لم يعد بإمكانهم السماح لغيوم غاز الهيدروجين بالتدفق في الغلاف الجوي. بدلاً من ذلك ، تخطط BWXT لاختبار خدعة تم تطويرها في مركز ستينيس الفضائي التابع لناسا واحتراق غاز الهيدروجين بالأكسجين لتسهيل التقاط المياه. ستستخدم المظاهرات المبكرة على نطاق صغير غاز الهيدروجين غير النووي لاختبار طريقة التقاط العادم ، ولكن يمكن إزالة تلوث المياه من الاختبارات النووية المستقبلية باستخدام التكنولوجيا الجاهزة.

بحسب ويتر ، يعيد المهندسون أيضًا تصميم عناصر الوقود بمواد جديدة تحيط بجزيئات وقود اليورانيوم. تعتمد كفاءة الصواريخ على درجة الحرارة أيضًا ، وتتوقع BWXT أن يسمح مركب السيراميك والتنغستن بتشغيل أفضل في درجات حرارة أعلى.

والأكثر من ذلك ، أن نيرفا تعمل على 90٪ من اليورانيوم عالي التخصيب الذي يمكن اعتباره اليوم من فئة الأسلحة. ولكن لأن عملية الانشطار تطلق حرارة أكثر من كافية ، فإن هذه المستويات تكون مبالغة ، كما قال باتيل. ستعمل تصميمات BWXT على تسخير المواد المخصبة إلى أقل من 20 في المائة بقليل ، مما يضعها في فئة اليورانيوم المنخفض التخصيب (LEU) الأقل تنظيمًا. علاوة على السماح بمفاعلات أكثر أمانًا ، يمكن أن تفتح المستويات المتواضعة من المواد الانشطارية الباب لمزيد من الشراكات بين القطاعين العام والخاص.

قال باتيل: 'إن الشيء الذي يخص اليورانيوم المنخفض التخصيب يمكّن حقًا من فكرة أن الكيانات غير الحكومية يمكنها المشاركة في هذا الأمر'. 'من المحتمل أن تتغير اللعبة'.

حصان أسود للكوكب الأحمر

لكن التصميم المكثف وسنوات عديدة من الاختبارات تفصل بين إمكانات NTP على الورق من الرحلات في موسم واحد إلى الكوكب الأحمر ، وإمكانات تكنولوجيا الفضاء النووية. تاريخ البدايات الكاذبة يجعلها فرصة طويلة لبعثات ناسا المبكرة إلى المريخ ، والمقرر إجراؤها حاليًا في ثلاثينيات القرن الحالي. قال هوتس: `` إنه أحد خيارات الدفع المتقدمة العديدة. هناك الكثير من الخيارات الجيدة التي تستخدم الأنظمة الكيميائية والخيارات التي تستخدم الدفع الكهربائي '.

سكوت هول ، مطور أحد نماذج الدفع الكهربائي التي حدثت مؤخرًا حطم السجلات في جامعة ميشيغان ، يقول إنه يرغب في رؤية أي من هذه التقنيات تدخل الفضاء ، لكنه لا يعتقد أن ذلك سيحدث قريبًا.

قال هول عن دافعه الأيوني عالي القوة: 'من التفاؤل ، سوف يستغرق الأمر 15 عامًا ، ومن الناحية الواقعية ربما يكون الأمر أشبه بـ 50 عامًا ... العملية تتحرك ببطء شديد ، وأتصور أن الرجال النوويين في قارب مماثل.'

ولكن سواء استغرق الأمر عقدًا أو عشرة أعوام ، يعتقد هوتس أن التكنولوجيا النووية يمكن أن تغير استكشاف الفضاء. يستشهد محطات الطاقة المريخية وإمكانية إعادة تزويد المركبات الفضائية بالوقود من الموارد الطبيعية مثل الماء أو الميثان كأمثلة على الاحتمالات البعيدة.

ما نتحدث عنه هو نظام الجيل الأول. وقال إن الأنظمة التي تتجاوز ذلك يمكن أن تتمتع بقدرات متقدمة للغاية.

تابعنا تضمين التغريدة و موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك و + Google . المقالة الأصلية بتاريخ موقع demokratija.eu .