|

طرح یک پیشران هسته‌ای که زمان سفر به مریخ را به نصف کاهش می‌دهد

یک شرکت آمریکایی طرحی مفهومی از یک راکتور پیشران حرارتی هسته‌ای یا NTP (سرواژه Nuclear Thermal Propulsion) را به ناسا ارائه داده که بر اساس آن مدت زمان سفر به مریخ به‌میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد. مطابق طرح شرکت USNC-Tech (سرواژه Seattle-based Ultra Safe Nuclear Technologies) که به‌عنوان جایگزینی برای موتورهای سوخت شیمیایی ارائه شده، مدت سفر به مریخ در مدت زمان سه ماه ممکن می‌شود. این در حالی است که سفر به سیاره سرخ با بهره‌گیری از فناوری‌های فعلی تقریباً شش تا هفت ماه به‌طول می‌انجامد.

مسئولان USNC-Tech مدعی‌اند طرح پیشنهادی موتور این شرکت در قیاس با موتورهای سوخت شیمیایی از ایمنی بیشتری برخوردار بوده و نسبت به طرح‌های پیشین موتور NTP قابلیت اطمینان بالاتری دارد. به‌گفته مایکل ادز (Michael Eades)، مهندس ارشد USNC-Tech، این موتور قادر به تولید دو برابر «تکانه ویژه» (Specific Impulse) نسبت به موتور سوخت شیمیایی است. تکانه ویژه نیرویی است که به‌ازای سوختن مقدار مشخصی از سوخت به حامل وارد می‌شود و مقیاسی برای سنجش سرعت خروجی از موتور حامل محسوب می‌گردد.

این موتور از سوختی بهره می‌برد که مبتنی بر اورانیوم با غنی‌‌سازی کم و درجه خلوص بالا (HALEU) بوده و از سوخت هسته‌ای بازفراوری‌شده با غنای بین ۵ تا ۲۰ درصد به‌دست آمده است؛ میزانی که بیشتر از راکتورهای غیرنظامی و کمتر از راکتورهای دریایی می‌باشد. سوخت مذکور موسوم به FCM (سرواژه Fully Ceramic Micro-encapsulated) سپس همراه با ذرات پوشیده‌‌شده توسط زیرکونیوم کاربید (ZrC) در محفظه‌هایی قرار می‌گیرد.

هدف شرکت مذکور و سایر شرکت‌هایی که طرح‌های مشابه ارائه می‌دهند، تولید یک موتور NTP برای جایگزینی با موتورهای سوخت شیمیایی است؛ امری که در صورت تحقق می‌تواند به توسعه حامل‌های فضایی هسته‌ای با کارآیی چند برابری نسبت به حامل‌های سوخت شیمیایی فعلی منجر شود. در این میان مسئله اصلی، توسعه یک راکتور هسته‌ای است که به‌اندازه کافی سبک و ایمن باشد تا بتواند خارج از جو زمین مورد استفاده قرار گیرد؛ موضوعی که به‌خصوص برای مأموریت‌های سرنشین‌دار حائز اهمیت می‌باشد. 

از آخرین راکتور‌های آزمایش‌شده توسط ناسا می‌توان به اسنپ (SNAP) اشاره کرد که در دهه ۱۹۶۰ آزمایش شد. مولد گرما-الکتریکی ایزوتوپی این سامانه نیروی ده‌ها کاوشگر فضایی از جمله مریخ‌نورد کنجکاوی (Curiosity) را تأمین نمود. این مولد گونه‌ای باتری اتمی است که گرمای به ‌دست‌آمده از شکافت هسته‌ای را به جریان برق تبدیل می‌کند. 

هر چند هزینه ساخت یک پیشرانه اتمی نسبت به پیشرانه‌هایی با سوخت‌های فسیلی بسیار بیشتر است، هزینه‌ آن در بلندمدت به مراتب کمتر و به‌صرفه‌تر خواهد بود. ناسا توسعه راکتورهای هسته‌ای را راهی برای تولید انرژی در مریخ می‌داند و از‌این‌رو به‌دنبال ساخت چنین راکتورهایی برای مأموریت‌های آینده سرنشین‌دار به سیاره سرخ است.

 

منبع: اسپاش

ارسال نظر