Παρασκευή 29 Μαρτίου 2024

επιτραπέζιος υπολογιστής v4.2.1

Root NationΝέαειδήσεις πληροφορικήςΗ NASA αναπτύσσει έναν πυρηνικό πύραυλο για να φτάσει στον Άρη σε μόλις 45 ημέρες

Η NASA αναπτύσσει έναν πυρηνικό πύραυλο για να φτάσει στον Άρη σε μόλις 45 ημέρες

-

Ζούμε σε μια εποχή ανανεωμένης εξερεύνησης του διαστήματος, με αρκετούς φορείς να σχεδιάζουν να στείλουν αστροναύτες στο φεγγάρι τα επόμενα χρόνια. Την επόμενη δεκαετία, η NASA και η Κίνα θα στείλουν πληρώματα στον Άρη και σύντομα ενδέχεται να ενταχθούν και άλλες χώρες. Αυτές και άλλες αποστολές που θα οδηγήσουν τους αστροναύτες πέρα ​​από τη χαμηλή τροχιά της Γης (LOO) και το σύστημα Γης-Σελήνης απαιτούν νέες τεχνολογίες που κυμαίνονται από υποστήριξη ζωής και ακτινοπροστασία έως ενέργεια και πρόωση. Και όταν πρόκειται για το τελευταίο, η πυρηνική θερμική και η πυρηνική ηλεκτρική πρόωση (NTP/NEP) είναι ο κύριος διεκδικητής της νίκης!

Ως μέρος του προγράμματος 2023 NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC), η NASA επέλεξε μια πυρηνική ιδέα για την πρώτη φάση ανάπτυξης. Αυτή η νέα κατηγορία διτροπικών πυρηνικών σταθμών χρησιμοποιεί έναν «κύκλο κύματος επιτάχυνσης ρότορα» και μπορεί να μειώσει τον χρόνο πτήσης στον Άρη σε 45 ημέρες.

NASA
Διτροπική έννοια NTP/NEP με κύκλο επιτάχυνσης ρότορα κύματος

Η πρόταση, που ονομάζεται Bimodal NTP/NEP with Wave Rotor Acceleration Cycle, υποβλήθηκε από τον καθηγητή Ryan Gosse, διευθυντή του προγράμματος υπερηχητικών στο Πανεπιστήμιο της Φλόριντα και μέλος της ομάδας Florida Program for Applied Research in Engineering (FLARE). Η πρόταση του Gosse είναι μία από τις 14 που επιλέχθηκαν από το NAIC φέτος για την πρώτη φάση ανάπτυξης, η οποία περιλαμβάνει μια επιχορήγηση $12 για να βοηθήσει στην ανάπτυξη των τεχνολογιών και των μεθόδων που σχετίζονται με το έργο. Άλλες προσφορές περιελάμβαναν καινοτόμους αισθητήρες, όργανα, τεχνολογίες κατασκευής, συστήματα ισχύος και πολλά άλλα.

Η πυρηνική ενέργεια ουσιαστικά συνοψίζεται σε δύο έννοιες, και οι δύο βασίζονται σε τεχνολογίες που έχουν δοκιμαστεί και επαληθευτεί διεξοδικά. Για την πυρηνική θερμική πρόωση (NTP), ο κύκλος αποτελείται από έναν πυρηνικό αντιδραστήρα που θερμαίνει υγρό υδρογόνο (LH2), μετατρέποντάς το σε ιονισμένο αέριο υδρογόνο (πλάσμα), το οποίο στη συνέχεια κατευθύνεται μέσω ακροφυσίων για να δημιουργήσει ώθηση. Έχουν γίνει αρκετές προσπάθειες για τη δημιουργία μιας δοκιμαστικής έκδοσης αυτού του συστήματος πρόωσης, συμπεριλαμβανομένου του έργου Πλάνης, ένα κοινό έργο της Πολεμικής Αεροπορίας των ΗΠΑ και της Επιτροπής Ατομικής Ενέργειας που ξεκίνησε το 1955.

Το 1959, η NASA ανέλαβε την Πολεμική Αεροπορία των ΗΠΑ και το πρόγραμμα εισήλθε σε μια νέα φάση αφιερωμένη στις εφαρμογές διαστημικών πτήσεων. Τελικά, αυτό οδήγησε στο Nuclear Propulsion for Rocket Vehicles (NERVA), έναν πυρηνικό αντιδραστήρα στερεού πυρήνα που δοκιμάστηκε με επιτυχία. Με το τέλος της εποχής του Απόλλωνα το 1973, η χρηματοδότηση του προγράμματος περικόπηκε δραστικά, οδηγώντας στην ακύρωσή του προτού πραγματοποιηθούν πτητικές δοκιμές.

NASA

Η πυρηνική ηλεκτρική πρόωση (NEP), από την άλλη πλευρά, βασίζεται σε έναν πυρηνικό αντιδραστήρα για να τροφοδοτήσει έναν προωθητή φαινομένου Hall (ion thruster) που δημιουργεί ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο που ιονίζει και επιταχύνει ένα αδρανές αέριο (όπως το ξένο) για να δημιουργήσει ώση. Οι προσπάθειες για την ανάπτυξη αυτής της τεχνολογίας περιλαμβάνουν το έργο Prometheus της NASA στο πλαίσιο του Nuclear Systems Initiative (NSI).

Και τα δύο συστήματα έχουν σημαντικά πλεονεκτήματα σε σχέση με τους παραδοσιακούς χημικούς κινητήρες, συμπεριλαμβανομένης της υψηλότερης ειδικής ώθησης (Isp), της απόδοσης καυσίμου και σχεδόν απεριόριστη ενεργειακή πυκνότητα. Αν και οι έννοιες διαφέρουν στο ότι παρέχουν μια συγκεκριμένη ώθηση άνω των 10 χιλιάδων δευτερολέπτων, δηλαδή, μπορούν να διατηρήσουν την ώθηση για σχεδόν τρεις ώρες, το επίπεδο ώθησης είναι αρκετά χαμηλό σε σύγκριση με τους συμβατικούς πυραύλους και τους NTP.

Η ανάγκη για μια πηγή ηλεκτρικής ενέργειας, είπε ο Gosse, εγείρει επίσης το ζήτημα της απαγωγής θερμότητας στο διάστημα, όπου η μετατροπή θερμικής ενέργειας είναι 30-40% υπό ιδανικές συνθήκες. Και ενώ τα σχέδια NTP της NERVA είναι η καλύτερη μέθοδος για επανδρωμένες αποστολές στον Άρη και πέρα, αυτή η μέθοδος έχει επίσης προβλήματα με την παροχή επαρκών αρχικών και τελικών κλασμάτων μάζας για αποστολές υψηλού δέλτα.

Γι' αυτό προτιμώνται προτάσεις που περιλαμβάνουν και τις δύο μεθόδους κίνησης (διτροπική), καθώς συνδυάζουν τα οφέλη και των δύο. Η πρόταση του Gosse περιλαμβάνει έναν διτροπικό σχεδιασμό που βασίζεται στον αντιδραστήρα στερεού καυσίμου NERVA, ο οποίος θα παρέχει ειδική ώθηση (Isp) 900 δευτερολέπτων, διπλάσια από την τρέχουσα απόδοση των χημικών πυραύλων.

Ο προτεινόμενος κύκλος του Gosse περιλαμβάνει επίσης έναν ενισχυτή πίεσης κύματος ή ρότορα κυμάτων (WR), μια τεχνολογία που χρησιμοποιείται σε κινητήρες εσωτερικής καύσης που χρησιμοποιεί κύματα πίεσης που δημιουργούνται από την αντίδραση συμπίεσης του αέρα εισαγωγής.

Σε συνδυασμό με έναν κινητήρα NTP, το WR θα χρησιμοποιήσει την πίεση που δημιουργείται από τη θέρμανση του καυσίμου LH2 στον αντιδραστήρα για να συμπιέσει περαιτέρω τη μάζα της αντίδρασης. Όπως υπόσχεται ο Gosse, αυτό θα παρέχει επίπεδα ώθησης συγκρίσιμα με αυτά της NTP κατηγορίας NERVA, αλλά με χρόνο εκτόξευσης 1400-2000 δευτερόλεπτα. Όταν συνδυάζεται με τον κύκλο NEP, λέει ο Gosse, το επίπεδο της λαχτάρας αυξάνεται ακόμη περισσότερο.

Άρης

Εάν χρησιμοποιηθούν συμβατικοί κινητήρες, μια επανδρωμένη αποστολή στον Άρη μπορεί να διαρκέσει έως και τρία χρόνια. Αυτές οι αποστολές θα εκτοξεύονται κάθε 26 μήνες όταν η Γη και ο Άρης βρίσκονται στην πλησιέστερη απόστασή τους (η λεγόμενη Αρειανή αντίθεση) και θα περνούν τουλάχιστον έξι έως εννέα μήνες σε διέλευση.

Μια διέλευση 45 ημερών (εξιμιση εβδομάδες) θα μείωνε τον συνολικό χρόνο αποστολής σε μήνες αντί για χρόνια. Αυτό θα μείωνε σημαντικά τους κύριους κινδύνους που σχετίζονται με τις αποστολές στον Άρη, συμπεριλαμβανομένης της έκθεσης σε ακτινοβολία, του χρόνου παραμονής στη μικροβαρύτητα και των σχετικών προβλημάτων υγείας.

Εκτός από τους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, υπάρχουν προτάσεις για νέους σχεδιασμούς αντιδραστήρων που θα παρέχουν σταθερή τροφοδοσία ρεύματος για μακράς διάρκειας αποστολές στο έδαφος όπου η ηλιακή και η αιολική ενέργεια δεν είναι πάντα διαθέσιμη.

Παραδείγματα περιλαμβάνουν τον αντιδραστήρα Kilowatt της NASA με χρήση τεχνολογίας στερλίνας (KRUSTY) και τον υβριδικό αντιδραστήρα σχάσης/σύντηξης που επιλέχθηκαν για την πρώτη φάση ανάπτυξης της NASA στο πλαίσιο του προγράμματος NAIC 2023. Αυτές και άλλες πυρηνικές τεχνολογίες μπορεί μια μέρα να επιτρέψουν επανδρωμένες αποστολές στον Άρη και σε άλλα μέρη στο βαθύ διάστημα , ίσως νωρίτερα από όσο νομίζουμε!

Επίσης ενδιαφέρον:

Εγγραφείτε
Ειδοποίηση για
επισκέπτης

0 Σχόλια
Ενσωματωμένες κριτικές
Δείτε όλα τα σχόλια
Άλλα άρθρα
Εγγραφείτε για ενημερώσεις

Πρόσφατα σχόλια

Δημοφιλές τώρα
0
Αγαπάμε τις σκέψεις σας, σχολιάστε.x