ناسا یک طرح مفهومی پیشران هسته ای را برای توسعه در دستور کار خود قرار داده که در صورت اجرا می تواند فاصله زمانی رسیدن به مریخ را به 45 روز کاهش دهد.
به گزارش تکناک، این طرح به عنوان بخشی از برنامه مفاهیم پیشرفته نوآورانه (NIAC) ناسا برای سال 2023 انتخاب شده است.
پیشران هسته ای 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 می تواند زمان سفر به مریخ را به 45 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 هسته ای آینده پروازهای فضایی انسان است؟
پیشنهاد جدید، با عنوان “Bimodal NTP/NEP with Wave Rotor Topping Cycle” یکی از 14 موردی است که توسط NIAC برای توسعه فاز I انتخاب شده و کمکی بالغ بر 12500 دلار برای تحقیق و توسعه فناوری مورد نیاز دریافت کرد.
به گزارش Universe Today، ناسا سابقه طولانی در بررسی پیشرانه هسته ای 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 1973 پایان یافت.
ناسا همچنین در اوایل دهه 2000، فناوری های مفهومی پیشرانه هسته ای را با پروژه پرومیتوس (Prometheus) آزمایش کرد. در همین حال، شرکت خصوصی Ad Astra که توسط فضانورد سابق ناسا فرانکلین آر. چانگ دیاز اداره می شود، آزمایش استقامت پرقدرت 88 ساعته موشک پلاسما Vasimr VX-200SS خود را در 80 کیلووات در سال 2021 به پایان رساند. Ad Astra ادعا می کند که فناوری موشک هسته ای آن می تواند در نهایت انسان را با سرعت 123000 مایل در ساعت (197950 کیلومتر در ساعت) به مریخ ببرد.
مفهوم جدید پیشران هسته ای ناسا چیست؟
دریافت کننده کمک هزینه جدید NIAC ناسا از دو مفهوم کلیدی در پشت رانش هسته ای استفاده می کند. پیشرانه حرارتی هسته ای (NTP) از یک راکتور هسته ای برای گرم کردن پیشرانه هیدروژن مایع استفاده می کند 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 می کند که گاز بی اثر را یونیزه کرده و شتاب می دهد تا نیروی رانش ایجاد کند.
گوس، که به عنوان سرپرست منطقه برنامه هایپرسونیک در دانشگاه فلوریدا خدمت می کند، مزایای NTP و NEP را با مفهوم جدید خود ترکیب می کند. این مهندس یک طراحی دو وجهی را بر اساس یک راکتور NERVA با هسته جامد پیشنهاد می کند که یک برانگیزش (lsp) 900 ثانیه ای را ارائه می دهد. این دو برابر راکت های 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 می کند. به گفته این مهندس، این پتانسیل ارائه سطوح رانش قابل مقایسه با مفهوم NTP کلاس NERVA را دارد اما با Isp بالاتر 1400-2000 ثانیه. ترکیب این با یک چرخه NEP سطوح رانش حتی بالاتری را ایجاد می کند.
زمان کوتاه تر سفر برای رفاه حال فضانوردان حیاتی است
معنی همه اینها این است که مفهوم Gosse می تواند زمان سفر به مریخ را برای فضانوردان آینده به شدت کاهش دهد. با استفاده از فناوری های موجود، سفر خدمه به مریخ می‌تواند حدود 6 تا 9 ماه طول بکشد تا به سیاره سرخ برسد. بنابراین، کاهش زمان سفر به حدود 45 روز به این معنی است که ماموریت های مریخ می توانند به جای سال ها، ماه ها طول بکشند.
این امر بسیار مهم است زیرا مأموریت های طولانی به مریخ فضانوردان را در معرض سطوح بالایی از تشعشعات قرار می دهد که می تواند 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 می تواند نمونه هایی 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.
