به گزارش همشهری آنلاین و به نقل از ساینس الرت، ما در عصر اکتشافات فضایی جدید زندگی می‌کنیم. دوره‌ای که آژانس‌های فضایی مختلف در حال برنامه‌ریزی برای فرستادن فضانوردان به ماه در سال‌های آینده هستند. در دهه آینده ناسا و چین ماموریت‌های فرستادن انسان به مریخ توسط ناسا و چین دنبال خواهند کرد و ممکن است کشورهای دیگر هم به زودی به آنها ملحق شوند.
این ماموریت‌ها و ماموریت‌های دیگری که فضانوردان را فراتر از مدار پایینی زمین (LEO) و سیستم زمین - ماه می‌برند، به فناوری‌های جدیدی نیاز دارند: از فناوری‌های پشتیبان حیات و محافظت در برابر تشعشع گرفته تا نیرو و نیرومحرکه. وقتی نوبت به دومی می‌رسد، پیشرانه حرارتی هسته‌ای و الکتریکی هسته‌ای (NTP/NEP) یکی از رقبای اصلی است!
در عصر رقابت فضایی، ناسا و برنامه فضایی اتحاد جماهیر شوروی دهه‌ها را صرف تحقیق در مورد نیروی محرکه هسته‌ای کردند. چند سال پیش، ناسا برنامه هسته‌ای خود را با هدف توسعه نیروی محرکه هسته‌ای دوحالته (یک سیستم دو قسمتی متشکل از یک عنصر NTP و NEP) که می‌تواند رفتن به مریخ را در ۱۰۰ روز امکان‌پذیر کند، دوباره فعال کرد.
به عنوان بخشی از برنامه مفاهیم پیشرفته نوآورانه ناسا (NIAC) برای سال ۲۰۲۳، ناسا یک مفهوم هسته‌ای را برای توسعه فاز یک انتخاب کرد. این کلاس جدید از پیشرانه هسته‌ای دوحالته از «چرخه تاپینگ روتور موجی» استفاده می‌کند و می‌تواند زمان سفر به مریخ را به تنها ۴۵ روز کاهش دهد.
این پیشنهاد با عنوان «NTP/NEP دوحالته با چرخه تاپینگ روتور موجی» توسط پروفسور رایان گوس، سرپرست منطقه برنامه هایپرسونیک در دانشگاه فلوریدا ارائه شد. پیشنهاد گوس یکی از ۱۴ موردی است که امسال توسط «NAIC» برای توسعه فاز اول انتخاب شده است که شامل یک کمک هزینه ۱۲۵۰۰ دلاری برای کمک به پیشرفت فناوری است. نیروی محرکه هسته‌ای اساسا به دو مفهوم خلاصه می‌شود، که فناوری‌های هر دو قبلا آزمایش و تایید شده‌اند.
برای پیشرانه هسته‌ای حرارتی (NTP)، چرخه دارای یک پیشرانه هیدروژن مایع (LH۲) رآکتور هسته‌ای است که آن را به گاز هیدروژن یونیزه (پلاسما) تبدیل می‌کند و سپس از طریق نازل‌ها برای تولید نیروی رانش هدایت می‌شود.
برای ساخت سیستم پیشران، قبلا بارها تلاش شده است. از جمله پروژه روور، تلاش مشترک بین نیروی هوایی ایالات متحده و کمیسیون انرژی اتمی (AEC) که در سال ۱۹۵۵ راه‌اندازی شد. در سال ۱۹۵۹، ناسا از یو.اس.ای.اف مسئولیت گرفت و این برنامه وارد فاز جدیدی شد که به پروازهای فضایی اختصاص داشت. این برنامه در نهایت منجر به ساخت موتور هسته‌ای برای کاربرد خودروهای موشکی (NERVA) شد.
با پایانه دوره ماموریت‌های آپولو در سال ۱۹۷۳، بودجه این برنامه به شدت کاهش یافت و منجر به لغو آن قبل از انجام پرواز آزمایشی شد. در همین حال، شوروی مفهوم «NTP» خود (RD-۰۴۱۰) را بین سال‌های ۱۹۶۵ و ۱۹۸۰ توسعه داد و قبل از لغو برنامه یک آزمایش زمینی انجام داد.
پیشرانه هسته‌ای - الکتریکی (NEP)، به یک رآکتور هسته‌ای متکی است تا الکتریسیته را برای پیشرانه اثر هال (موتور یونی) فراهم کند، و در نتیجه یک میدان الکترومغناطیسی، یک گاز بی‌اثر مثل زنون را یونیزه و شتاب ایجاد می‌کند. تلاش‌های زیادی برای توسعه فناوری انجام شده که از جمله می‌توان به پروژه پرومتئوس ناسا در سال‌های ۲۰۰۳ تا ۲۰۰۵ اشاره کرد.
هر دو سیستم مزایای قابل توجهی نسبت به نیرو محرکه شیمیایی معمولی دارند، که از جمله می‌توان به تکانه خاص بیشتر (Isp)، راندمان سوخت و چگالی انرژی تقریبا نامحدود اشاره کرد.
ماموریت فرستادن انسان به مریخ، با استفاده فناوری رانش مرسوم، می‌تواند تا سه سال طول بکشد. این ماموریت‌ها هر ۲۶ ماه یک‌بار، زمانی که زمین و مریخ در نزدیک‌ترین حالت خود قرار دارند (معروف به تقابل مریخ) آغاز می‌شوند و حداقل ۶ تا ۹ ماه را در راه می‌گذرانند.
بیشتر بخوانید:
با ترانزیت ۴۵ روزه، مدت زمان ماموریت از سالها به ماه‌ها کاهش می‌یابد. این امر خطرات عمده مرتبط با ماموریت‌های مریخ، از جمله قرار گرفتن در معرض تشعشعات، زمان صرف شده در ریزگرانش (جایی که نیروی گرانش اندک است، اما صفر نیست) و نگرانی‌های مربوط به سلامت را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد.
این فناوری و سایر فناوری‌های هسته‌ای می‌تواند سفر انسان به مریخ و مکان‌های دیگر از فضا را، زودتر از آنچه قبلا فکر می‌کردیم ممکن کند.