گزارش: تنها راه واقع گرایانه ناسا برای انسان در مریخ ، پیشرانه هسته ای است


ناسا در ابتدا گرمای هسته ای را در دهه 1960 مطالعه کرد.  در اینجا هنر مفهومی برنامه انرژی هسته ای برای وسایل نقلیه موشکی (NERVA) است.
بزرگنمایی / ناسا در ابتدا گرمای هسته ای را در دهه 1960 مطالعه کرد. در اینجا هنر مفهومی برنامه انرژی هسته ای برای برنامه های کاربردی موشک (NERVA) است.

ناسا

انتقال افراد به مریخ و بازگشت بسیار دشوار است. در واقع دیوانه وار دشوار است. ناسا و سایر پیشگامان بالقوه مریخ هنگام برنامه ریزی برای انجام مأموریت ها به سیاره سرخ با چالش های زیادی روبرو هستند ، اما بیشتر آنها میزان سوخت مورد نیاز است.

در طول برنامه آپولو 50 سال پیش ، انسانها با استفاده از یک پیشرانه شیمیایی به ماه رفتند ، این بدان معنی است که موتورهای موشکی که اکسیژن و هیدروژن مایع را در محفظه احتراق می سوزانند. این مزایای خود را دارد ، از جمله اینکه ناسا را ​​قادر می سازد موتور را به سرعت روشن و متوقف کند ، و در آن زمان پیشرفته ترین فناوری برای سفر به فضا بود. از آن زمان ، چندین تکنیک جدید پیشرانه فضایی توسعه یافته است. اما هیچ یک از افراد بهتر یا سریعتر از پیشرانه شیمیایی نیستند.

این یک مشکل است. ناسا چندین مأموریت اساسی برای فرستادن چهار یا چند فضانورد به مریخ دارد ، اما بعید به نظر می رسد با تکیه بر یک پیشرانه شیمیایی برای فراتر رفتن از ماه بتواند آن را کاهش دهد. دلیل اصلی این است که برای ارسال تجهیزات و فضانوردان به مریخ به مقدار زیادی سوخت موشک نیاز است. حتی در سناریوهای مساعد ، وقتی زمین و مریخ هر 26 ماه به صف می آیند ، مأموریت انسان به مریخ هنوز 1000 تا 4000 متریک تن سوخت نیاز دارد.

اگر تجسم این مشکل است ، این را در نظر بگیرید. هنگامی که موشک فضایی ناسا به پیکربندی Block 1B خود ارتقا یابد ، دارای محموله 105 تن به مدار پایین زمین خواهد بود. ناسا انتظار دارد این موشک را سالیانه پرتاب کند و احتمالاً هزینه پرواز آن حدود 2 میلیارد دلار است. بنابراین برای دستیابی به مقدار کافی سوخت در مدار برای مأموریت به مریخ ، حداقل 10 پرتاب موشک SLS یا حدود یک دهه و 20 میلیارد دلار طول می کشد. فقط برای سوخت

نکته نهایی: اگر قصد رفتن به مریخ را داریم ، احتمالاً باید به روش های دیگری برای انجام آن فکر کنیم.

هسته ای می شود

گزارش جدیدی از آکادمی های ملی علوم ، مهندسی و پزشکی پاسخ هایی را برای دو روش ارائه می دهد. به درخواست ناسا ، هیئت گسترده ای از متخصصان دو مbilityسسه پیشرانه – هسته ای – حرارتی و هسته ای – الكتریكی را برای مأموریت انسانی كه در سال 2039 به مریخ پرتاب شد ارزیابی كردند.

بابی براون ، مدیر علوم سیاره ای در گفت: “یکی از نتیجه گیری های اصلی این گزارش این است که اگر ما می خواهیم مردم را به مریخ بفرستیم و می خواهیم آن را به طور مکرر و به روشی پایدار انجام دهیم ، پیشرانه هسته ای در راه است.” آزمایشگاه پیشرانش جت. رئیس کمیته ای که گزارش را در یک مصاحبه نوشت.

از کمیته خواسته نشد که یک فناوری خاص را که هر یک به واکنشهای هسته ای متکی است ، توصیه کند اما به طرز متفاوتی کار می کند. پیشرانه حرارتی هسته ای (NTP) شامل یک موتور موشکی است که در آن یک راکتور هسته ای جایگزین محفظه احتراق شده و هیدروژن مایع را به عنوان سوخت می سوزاند. نیروی محرکه الکتریکی هسته ای (NEP) گرمای حاصل از راکتور شکافت را به انرژی الکتریکی ، مشابه نیروگاه روی زمین تبدیل می کند و سپس با شتاب دادن به یک سوخت یونیزه مانند زنون ، از این انرژی برای تولید رانش استفاده می کند.

براون درباره هدف مریخ 2039 گفت: “اگر به توصیه های کمیته NTP نگاه کنید ، ما احساس کردیم که یک برنامه تهاجمی ساخته شده بر اساس زمینه ای که اخیراً انجام شده است ، می تواند ما را به آنجا برساند.” ما فکر کردیم NEP روشن نیست. یک برنامه می تواند ما را به آنجا ببرد اما ما به این نتیجه نرسیده ایم که نمی تواند ما را به آنجا برساند. “

نیروی محرکه هسته ای به طور قابل توجهی کمتر از پیشرانه شیمیایی ، اغلب کمتر از 500 تن متر ، به سوخت نیاز دارد. این برای یک مأموریت به مریخ مفید است ، که شامل چندین مأموریت مقدماتی برای انتقال محموله به سیاره سرخ است. مصرف سوخت هسته ای نیز با قابلیت پرتاب ارائه شده توسط مدارهای زمین و مریخ مطابقت بیشتری دارد. طی برخی موارد تصادفی که هر 26 ماه یکبار اتفاق می افتد ، سوخت مورد نیاز برای انجام مأموریت در مریخ با سوخت های شیمیایی به قدری زیاد است که به سادگی امکان پذیر نیست.

برنامه ریزی برای ناسا

در این گزارش آمده است ، اگر ناسا قرار است از نیروی محرکه هسته ای در مأموریت های انسانی در دهه 2030 استفاده کند ، باید بلافاصله توسعه فناوری را آغاز کند. تاکنون ، آژانس تمایلی به اقدام سریع در مورد پیشرانه هسته ای نداشته است. این ممکن است تا حدی به این دلیل باشد که آژانس فضایی سرمایه گذاری زیادی در پرتاب فضایی و سیستم پیشرانه شیمیایی مورد نیاز برنامه آرتمیس لون انجام داده است.

بنابراین ، در سال های اخیر ، ناسا درخواست بودجه برای پیشرانه هسته ای نکرده است. به هر حال کنگره پول برای تلاش صرف کرده است. از طریق حساب مالی بودجه سال 2021 ، ناسا 110 میلیون دلار برای توسعه پیشرانه حرارتی هسته ای دریافت كرد.

براون گفت که هزینه همکاری ناسا با وزارت انرژی و سایر بخشهای دولت برای توسعه این فناوری و راه اندازی پروازهای باری به مریخ در اواسط دهه 2030 به میزان قابل توجهی بیشتر هزینه خواهد داشت. با این حال ، وی گفت که این نوع پروژه ای است که ناسا برای انجام آن در موقعیت خوبی قرار دارد.

براون گفت: “این چالش تکنولوژیکی است که ناسا برای آن ایجاد شده است و این چالش فناوری است که ملت ما انتظار دارد ناسا بر آن غلبه کند.” “می دانید ، بازگشت به برنامه آپولو ، به همین دلیل ناسا ایجاد شد. بنابراین ، من فکر می کنم آنها می توانستند این کار را انجام دهند.”

کشتی ستاره ای

و مفهوم Starship که SpaceX برای اعزام مردم به مریخ در حال ساخت است ، چطور؟ این پروژه به دنبال حل مشکل نیاز به مقدار زیادی سوخت شیمیایی با توسعه یک سیستم پرتاب قابل استفاده مجدد با هزینه کم است. مهندسان اسپیس ایکس می دانند که برای رسیدن به مریخ سوخت زیادی لازم است ، اما آنها معتقدند اگر Starship برای پرواز غالباً و با هزینه نسبتاً کم ساخته شود ، مشکل قابل حل است. مفهوم اصلی این است که استارشیپ را با مخازن خالی به مدار پرتاب کنیم و سوخت شلیک شده توسط ستارگان دیگر را به مدار کم زمین قبل از پرواز یک وسیله نقلیه به مریخ منتقل کنیم.

براون گفت SpaceX در حال تدوین طرحی برای فرستادن افراد به مریخ با پیش فرض های مختلف ناسا است. “من فکر می کنم تفاوت اساسی در فرضیاتی که ناسا در مورد نیاز زیرساخت های مریخ ارائه می دهد وجود دارد.”

این بدان معنا نیست که Starship نمی تواند کار کند. با این حال ، این چالش انجام یک ماموریت شیمیایی به مریخ را نشان می دهد. برای استفاده از پیشرانه سنتی ، باید محدودیت های استفاده مجدد و بالابرهای سنگین را به حد بسیار زیادی برسانید – این دقیقاً همان کاری است که SpaceX سعی دارد با سیستم پرتاب قابل استفاده مجدد خود انجام دهد.


منبع: khabar-tak.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*