اورانیوم مایع، کلید سفرهای سریعتر به مریخ
مهندسان دانشگاه ایالتی اوهایو در حال طراحی روش جدیدی برای تأمین موتورهای موشکی هستند. روشی که با استفاده از اورانیوم مایع ، پیشرانه هسته ای سریعتر و کارآمدتر را فراهم می کند و می تواند فرصتی برای سفر به مریخ در کمتر از یک سال فراهم کند.
با توجه به افق میهن و به نقل از Gizmodo ؛ ناسا و شرکای خصوصی آن به دنبال ماه و مریخ هستند و قصد دارند در این اشیاء دوردست حضور پایدار برای انسان ایجاد کنند. آینده سفرهای فضایی به ساخت موتورهایی بستگی دارد که می توانند فضاپیما را سریعتر و دورتر حرکت دهند. پیشرانه حرارتی هسته ای در حال حاضر در صدر فن آوری های جدید موتور قرار دارد. هدف فناوری با هدف کاهش چشمگیر زمان سفر و در عین حال حمل بارهای سنگین است.
یک سفر سریعتر از گذشته
پیشرانه هسته ای ، با استفاده از راکتور هسته ای ، مایع پیشرانه را به دمای بسیار بالا گرم می کند و آن را به گاز تبدیل می کند که از طریق نازل برداشته می شود و نیروی رانش را تولید می کند. مفهوم موتور تازه توسعه یافته به نام موشک گرمای هسته ای مرکزی (CNTR) ، از اورانیوم مایع برای هدایت گرمایش مستقیم پیشران استفاده می کند. طبق مطالعه ای که در مجله Ata Atronautica منتشر شده است ، این موتور نوید کارآیی بیشتری نسبت به موشک های شیمیایی معمولی و حتی سایر موتورهای پیشرانه هسته ای دارد.
اگر این فناوری موفقیت آمیز باشد ، CNTR می تواند به فضاپیمای آینده اجازه دهد تا با مصرف سوخت کمتری دورتر شود. موتورهای شیمیایی معمولی حدود ۵ ثانیه رانش از مقدار مشخصی از پروانه ها تولید می کنند. این معیار “تأثیر ویژه” نامیده می شود. موتورهای پیشرانه هسته ای می توانند به حدود ۲ ثانیه برسند و احتمالاً CNTR این تعداد را افزایش می دهد.
“به عنوان مثال ، شما می توانید فقط شش ماه یک سفر یک جانبه به مریخ انجام دهید ، در حالی که همان مأموریت در روش های فعلی یک سال طول می کشد.” این توسط اسپنسر کریستین ، دانشجوی دکترا در دانشگاه ایالتی اوهایو و مدیر نمونه اولیه CNNTR بیان شده است. وی گفت: “بسته به اینکه این فناوری چقدر خوب است ، نمونه اولیه موتور CNTR ما را به آینده سوق می دهد.”
مسیرهای سریعتر و گزینه های سوخت بیشتر
CNTR نه تنها نوید سرعت بالاتری را می دهد ، بلکه می تواند از انواع پیشراننده مانند آمونیاک ، متان ، هیدرازین یا پروپان نیز استفاده کند. مواد موجود در سیارک ها یا سایر بدنهای فضایی.
البته ، این مفهوم هنوز در مراحل اولیه است و قبل از استفاده از CNTR در ماموریت های مریخ باید چندین چالش مهندسی برطرف شود. مهندسان در تلاشند تا اطمینان حاصل کنند که شفاف سازی ، خاموش کردن و عملکرد موتور باعث بی ثباتی نخواهد شد و در عین حال راه هایی برای کاهش از دست دادن اورانیوم مایع پیدا می کنند.
“ما درک خوبی از فیزیک طراحی خود داریم ، اما هنوز هم چالش های فنی وجود دارد که باید بر آن غلبه کنیم.” این کار توسط دین وانگ ، استادیار مهندسی مکانیک و هوافضا در دانشگاه ایالتی اوهایو و عضو ارشد پروژه CNTR ساخته شده است. وی گفت: “ما باید پیشرانه هسته ای فضایی را در آینده به عنوان یک اولویت ثابت نگه داریم تا این فناوری فرصت کافی برای بلوغ داشته باشد.”
