عناصر سوخت جدید فضاپیما با موشک هسته‌ای
طراحی عناصر سوخت جدید فضاپیما با موشک هسته‌ای
در طراحی هاي اخیر فضا پیماها با موشک هسته اي به عناصری دست پیدا نمودن موتور جدیدی که برای ناسا طراحی شده هست، میله‌هاي سوخت کوره اورانیوم غنی‌شده را بهرهگیری میکند.
به گزارش تالاب و به نقل از گیزمگ، هنگامی که نخستین ماموریت سفر انسان به مریخ انجام گیرد، ممکن هست از یک موتور موشک اتمی بهره گرفته شود.
فناوری رقابتی محصولات و امکانات فضایی در ناسا، بعد از امضای قرارداد آژانس پرواز فضایی “مارشال” در هاست‌ویل آلاباما با مرکز انرژی هسته‌اي “BWXT” برای توسعه و به روز رسانی مفاهیم پیشرانه حرارتی هسته‌اي «NTP» و عناصر سوخت اخیر برای قدرت انها، میتواند دچار یک رنسانس شود.
ماموریت‌هاي “آپولو” به ماه تعداد زیادی از چیزها را نشان داد. انها ابتکارات، عزت و شجاعت انسان را نشان دادند. آن ها نشان دادند که مهندسی و صنعت آمریکایی میتواند در زمانی کوتاه به هدف برسد و نشان دهد که انسان نباید تنها به یک سیاره محدود شود.
متاسفانه، این را نیز نشان داد که موشک‌هاي شیمیایی در پیمایش فضا، دارای محدودیت‌هاي فنی میباشند. درست هست که انها می‌توانستند فضانوردان را به ماه بفرستند، اما تنها با بهرهگیری از یک موشک یکبار مصرف، یعنی یک آسمان‌خراش که فقط یک کپسول با ظرفیت “SUV” بود و هیچ کاربرد دیگری جز قرارگیری در موزه نداشت.
چیزی که حتی در سال 1969 مشهود بود، این بود که در اکثر موارد، موشک‌هاي شیمیایی می‌توانستند به سیاره مریخ سفر کنند. با این حال، این امر می‌توانست تنها در برترین شرایط و در یک پیکربندی بی‌نقص انجام شود که سفر را کمی اکثر از یک شیرجه یا یک ماموریت انتحاری طولانی انجام داده باشد.
سوخت جدید فضاپیما با موشک هسته‌ای
حالا که بشر به شناخت و کشف و بهره‌برداری خوبی از منظومه شمسی رسیده، یک سیستم نیرو محرکه بسیار قوی تر مورد نیاز هست؛ یک موتور اتمی.
موتورهای اتمی یا هسته‌اي برای فضاپیماها تقریبا گذشته از اینکه جوهر روی معادله مشهور ” E = mc²” آلبرت انیشتین خشک شود، تصور می‌شد.
انفجار نخستین بمب اتمی در سال 1945 و توسعه نخستین راکتورهای قدرتی در مدت کوتاهی پس از آن باعث شد که این ایده امکانپذیر باشد و از سال 1955 تا 1972 دولت ایالات امریکا یک برنامه آزمایشی برای ایجاد یک موتور عملی را دنبال کرد.
دلایل این امر واضح بود. با سرعت بالاتر اگزوز و نیروی ویژه اکثر، یک راکت هسته‌اي می تواند بارهای بزرگ‌تر یا بارهای کوچک تر را با سرعت بیشتری حمل کند.
امروزه که خطراتی که فضاپیماها را تهدید میکنند، بهتر شناخته شده‌اند، این موتورها فوق‌العاده جذاب به نظر می رسند. زیرا آن ها میتوانند چندین ماه را صرف سفر به مریخ کنند که این امر باعث میشود فضانوردان زمان کمتری در معرض نا امنی و اشعه‌هاي کیهانی باشند. اضافه بر این در مریخ، راکتور موتور می تواند یک منبع تغذیه پرقدرت برای ایستگاه فضایی فراهم کند.
در پروژه “NERVA” یک موتور عملیاتی توسعه داده شد، اما هیچ‌وقت در هیچ ماموریت فضایی بهرهگیری نشد. بخشی از دلیل این بود که هرچند این موشک دو برابر موشک‌هاي شیمیایی کارایی داشت، اما نیاز به اورانیوم غنی شده بعنوان سوخت و همینطور نیاز به کار در دمای 2727 درجه سانتیگراد، آن را بسیار خطرناک و خطرپذیر کرد.
سوخت جدید فضاپیما با موشک هسته‌ای
امروزه با دقت به چالش‌هاي ناسا در فرستادن فضانوردان به مریخ، گزینش هسته‌اي بعنوان بخشی از برنامه تغییر رویکرد این آژانس فضایی هست. ضمن اینکه ناسا قرارداد 18.8 میلیون دلاری خود را تا 30 سپتامبر سال 2019 با شرکت “BMXT” که سوخت هسته‌اي نیروی دریایی ایالات امریکا را فراهم می کند، تمدید کرد تا امکان توسعه یک موتور اخیر با بهرهگیری از نوع اخیر سوخت را بررسی کند.
بر خلاف طرح‌هاي قبلی که از اورانیوم بسیار غنی شده بهرهگیری می‌شد، “BMXT” به بررسی بهرهگیری از اورانیوم غنی شده با درصد کم «LEU» که کمتر از 20 درصد از اورانیوم 235 غنی میشود، خواهد پرداخت. این سوخت نه تنها امن‌تر از سوخت بسیار غنی شده هست، بلکه ترتیبات امنیتی نیز کم اهمیت‌تر هست و مقررات حمل‌ونقل همانند راکتورهای تحقیق دانشگاهی هست.
اضافه بر این، “LEU” اجازه میدهد تا تعداد زیادی از تست‌هاي این فناوری بدون هیچ سوختی انجام شود، زیرا اثرات تابش مخرب بسیار پایین هست. همینطور، آزمایشات نخست موتور فعال میتواند در یک حلقه بسته که هیچ خروجی به محیط طبیعی ندارد، انجام شود.
جنبه اصلی توسعه این فناوری یک فرم ایزوتوپیک خالص تنگستن هست که با اورانیوم مخلوط شده و میتواند برای ساخت یک سوخت سرامیکی فلزی «Cermet» بهرهگیری شود که تحت حرارت بالای ایجاد شده، توسط موتور پایدار خواهد بود.
سوخت جدید فضاپیما با موشک هسته‌ای
بر زمینه قرارداد، “BMXT” و ناسا مشابه‌هاي سوختی “Cermet” را با 90 درصد تنگستن خالص ساخت و آزمایش میکنند و همینطور به دنبال حل مشکلات در ساخت سوخت میباشند تا ببینند آیا یک موتور “LEU” نیروی مورد نیاز را خواهد داشت. همینطور روی حل و فصل مجوزهای لازم و الزامات قانونی مربوط به فعالیت‌هاي هسته‌اي کار می کنند. اضافه بر این، “BMXT” هزینه‌هاي ساخت و ساز چنین موتوری را بررسی خواهد کرد.
اگر ناسا ماه آینده موتورهای “LEU” را معرفی کند، این پروژه آزمایش و فرایند ساخت عناصر سوخت “Cermet” را طی یک سال انجام خواهد داد. آزمایش کامل میله‌هاي “Cermet” سوخت در “مارشال” انجام خواهد شد.
