Četvrtak, 28

desktop v4.2.1

Root NationVijestiIT vijestiNASA razvija nuklearnu raketu koja bi stigla do Marsa za samo 45 dana

NASA razvija nuklearnu raketu koja bi stigla do Marsa za samo 45 dana

-

Živimo u eri obnovljenog istraživanja svemira, s nekoliko agencija koje planiraju poslati astronaute na Mjesec u narednim godinama. U narednoj deceniji NASA i Kina će poslati posade na Mars, a uskoro bi im se mogle pridružiti i druge zemlje. Ove i druge misije koje će odvesti astronaute izvan niske Zemljine orbite (LOO) i sistema Zemlja-Mjesec zahtijevaju nove tehnologije u rasponu od održavanja života i zaštite od zračenja do energije i pogona. A kada je ovo drugo u pitanju, Nuklearna termalna i nuklearna električna propulzija (NTP/NEP) je glavni kandidat za pobjedu!

Kao dio programa NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) za 2023. godinu, NASA je odabrala nuklearni koncept za prvu fazu razvoja. Ova nova klasa bimodalnih nuklearnih elektrana koristi "valni ciklus ubrzanja rotora" i može smanjiti vrijeme leta do Marsa na 45 dana.

NASA
Bimodalni NTP/NEP koncept sa ciklusom ubrzanja talasnog rotora

Prijedlog, nazvan Bimodal NTP/NEP s Wave Rotor Acceleration Cycle, iznio je profesor Ryan Gosse, direktor hipersoničkog programa na Univerzitetu Florida i član tima Florida Programa za primijenjena istraživanja u inženjerstvu (FLARE). Gosseov prijedlog je jedan od 14 odabranih od strane NAIC-a ove godine za prvu fazu razvoja, koja uključuje grant od 12 dolara za pomoć u razvoju tehnologija i metoda povezanih s projektom. Ostale ponude su uključivale inovativne senzore, instrumentaciju, proizvodne tehnologije, sisteme napajanja i još mnogo toga.

Nuklearna energija se u suštini svodi na dva koncepta, od kojih se oba oslanjaju na tehnologije koje su temeljito testirane i provjerene. Za nuklearni termalni pogon (NTP), ciklus se sastoji od nuklearnog reaktora koji zagrijava tekući vodik (LH2), pretvarajući ga u ionizirani vodikov plin (plazmu), koji se zatim usmjerava kroz mlaznice kako bi stvorio potisak. Učinjeno je nekoliko pokušaja da se napravi probna verzija ovog pogonskog sistema, uključujući i projekat Rover, zajednički projekat američkog ratnog vazduhoplovstva i Komisije za atomsku energiju koji je pokrenut 1955. godine.

Godine 1959. NASA je preuzela dužnost od američkog ratnog vazduhoplovstva i program je ušao u novu fazu posvećenu aplikacijama za svemirske letove. To je na kraju dovelo do nuklearnog pogona za raketna vozila (NERVA), nuklearnog reaktora s čvrstim jezgrom koji je uspješno testiran. Sa završetkom ere Apolla 1973. godine, finansiranje programa je drastično smanjeno, što je dovelo do njegovog otkazivanja prije nego što su sprovedena bilo kakva testiranja leta.

NASA

Nuklearni električni pogon (NEP), s druge strane, oslanja se na nuklearni reaktor za napajanje potisnika s Hallovim efektom (ionski potisnik) koji stvara elektromagnetno polje koje ionizira i ubrzava inertni plin (kao što je ksenon) kako bi stvorio potisak. Napori za razvoj ove tehnologije uključuju NASA-in projekat Prometheus u okviru Inicijative za nuklearne sisteme (NSI).

Oba sistema imaju značajne prednosti u odnosu na tradicionalne hemijske motore, uključujući veći specifični impuls (Isp), efikasnost goriva i praktično neograničenu gustinu energije. Iako se koncepti razlikuju po tome što daju specifičan impuls duži od 10 hiljada sekundi, odnosno mogu održavati potisak skoro tri sata, nivo potiska je prilično nizak u odnosu na konvencionalne rakete i NTP.

Potreba za izvorom električne energije, rekao je Gosse, također postavlja pitanje disipacije topline u prostoru, gdje je konverzija toplotne energije 30-40% u idealnim uslovima. I dok su NERVA NTP dizajni najbolja metoda za misije s ljudskom posadom na Mars i šire, ova metoda također ima problema sa obezbjeđivanjem adekvatnih početnih i konačnih masenih udjela za misije visokog delta talasa.

Zbog toga se preferiraju prijedlozi koji uključuju oba načina kretanja (bimodalni), jer kombinuju prednosti oba. Gosseov prijedlog uključuje bimodalni dizajn zasnovan na reaktoru na čvrsto gorivo NERVA, koji bi pružio specifični impuls (Isp) od 900 sekundi, dvostruko više od trenutnih performansi hemijskih raketa.

Gosseov predloženi ciklus takođe uključuje talasni pojačivač pritiska ili talasni rotor (WR), tehnologiju koja se koristi u motorima sa unutrašnjim sagorevanjem koja koristi talase pritiska stvorene reakcijom kompresije usisnog vazduha.

Uparen sa NTP motorom, WR će koristiti pritisak koji nastaje zagrijavanjem LH2 goriva u reaktoru za dalje komprimiranje reakcione mase. Kao što Gosse obećava, ovo će pružiti nivoe potiska uporedive sa onim NTP koncepta klase NERVA, ali sa vremenom lansiranja od 1400-2000 sekundi. Kada se kombinuje sa NEP ciklusom, kaže Gosse, nivo žudnje se još više povećava.

Mars

Ako se koriste konvencionalni motori, misija s ljudskom posadom na Mars može trajati do tri godine. Ove misije će se pokretati svakih 26 mjeseci kada su Zemlja i Mars na najbližoj udaljenosti (takozvana marsova opozicija), a u tranzitu će provesti najmanje šest do devet mjeseci.

Tranzit od 45 dana (šest i po sedmica) skratio bi ukupno vrijeme misije na mjesece umjesto na godine. To bi uvelike smanjilo glavne rizike povezane s misijama na Mars, uključujući izloženost radijaciji, vrijeme provedeno u mikrogravitaciji i povezane zdravstvene probleme.

Osim elektrana, postoje prijedlozi za nove dizajne reaktora koji bi osigurali stabilno napajanje za dugotrajne zemaljske misije gdje solarna energija i energija vjetra nisu uvijek dostupne.

Primjeri uključuju NASA-in kilovatni reaktor koji koristi Sterling tehnologiju (KRUSTY) i hibridni reaktor fisije/fuzije odabran za NASA-inu prvu fazu razvoja u okviru programa NAIC 2023. Ove i druge nuklearne tehnologije mogu jednog dana omogućiti misije s ljudskom posadom na Mars i druga mjesta u dubokom svemiru , možda i ranije nego što mislimo!

Također zanimljivo:

Prijaviti se
Obavijesti o
gost

0 Komentari
Embedded Reviews
Pogledaj sve komentare
Ostali članci
Pretplatite se na ažuriranja

Nedavni komentari

Popularno sada
0
Sviđaju nam se vaše misli, molim vas komentarišite.x