Biyernes, Marso 29, 2024

desktop v4.2.1

Root NationНовиниbalita sa ITGumagawa ang NASA ng isang nuclear rocket upang maabot ang Mars sa loob lamang ng 45 araw

Gumagawa ang NASA ng isang nuclear rocket upang maabot ang Mars sa loob lamang ng 45 araw

-

Nabubuhay tayo sa isang panahon ng panibagong paggalugad sa kalawakan, na may ilang ahensya na nagpaplanong magpadala ng mga astronaut sa buwan sa mga darating na taon. Sa susunod na dekada, magpapadala ang NASA at China ng mga tripulante sa Mars, at maaaring sumali sa kanila ang ibang mga bansa. Ang mga ito at iba pang mga misyon na kukuha ng mga astronaut na lampas sa mababang Earth orbit (LOO) at ang Earth-Moon system ay nangangailangan ng mga bagong teknolohiya mula sa life support at radiation protection hanggang sa enerhiya at propulsion. At pagdating sa huli, Nuclear Thermal and Nuclear Electric Propulsion (NTP/NEP) ang pangunahing kalaban para sa tagumpay!

Bilang bahagi ng 2023 NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) program, ang NASA ay pumili ng isang nuclear concept para sa unang yugto ng pag-unlad. Ang bagong klase ng bimodal nuclear powerplants na ito ay gumagamit ng "rotor acceleration wave cycle" at maaaring bawasan ang oras ng flight papuntang Mars hanggang 45 araw.

NASA
Konsepto ng Bimodal NTP/NEP na may wave rotor acceleration cycle

Ang panukala, na tinatawag na Bimodal NTP/NEP na may Wave Rotor Acceleration Cycle, ay iniharap ni Propesor Ryan Gosse, direktor ng hypersonics program sa University of Florida at isang miyembro ng Florida Program for Applied Research in Engineering (FLARE) team. Ang panukala ni Gosse ay isa sa 14 na pinili ng NAIC ngayong taon para sa unang yugto ng pag-unlad, na kinabibilangan ng $12 na gawad upang makatulong sa pagbuo ng mga teknolohiya at pamamaraan na nauugnay sa proyekto. Kasama sa iba pang mga alok ang mga makabagong sensor, instrumentation, mga teknolohiya sa pagmamanupaktura, power system, at higit pa.

Ang kapangyarihang nuklear ay mahalagang bumagsak sa dalawang konsepto, na parehong umaasa sa mga teknolohiyang lubusang nasubok at napatunayan. Para sa Nuclear Thermal Propulsion (NTP), ang cycle ay binubuo ng isang nuclear reactor na nagpapainit ng likidong hydrogen (LH2), na ginagawa itong ionized hydrogen gas (plasma), na pagkatapos ay idinidirekta sa pamamagitan ng mga nozzle upang lumikha ng thrust. Ilang mga pagtatangka ang ginawa upang lumikha ng isang pagsubok na bersyon ng sistema ng pagpapaandar na ito, kabilang ang proyekto Tulisang-dagat, isang pinagsamang proyekto ng US Air Force at ng Atomic Energy Commission na inilunsad noong 1955.

У 1959 році NASA перейняло керівництво від ВПС США, і програма вступила в нову фазу, присвячену застосуванню в космічних польотах. Зрештою, це призвело до створення ядерного двигуна для ракетних транспортних засобів (NERVA) – ядерного реактора з твердою серцевиною, який успішно пройшов випробування. Із завершенням ери Apollo в 1973 році фінансування програми було різко скорочено, що призвело до її скасування ще до того, як були проведені будь-які льотні випробування.

NASA

Ang nuclear electric propulsion (NEP), sa kabilang banda, ay umaasa sa isang nuclear reactor na magpapagana ng Hall effect thruster (ion thruster) na bumubuo ng isang electromagnetic field na nag-ionize at nagpapabilis ng isang inert gas (gaya ng xenon) upang lumikha ng thrust. Kasama sa mga pagsisikap na paunlarin ang teknolohiyang ito ang proyektong Prometheus ng NASA sa ilalim ng Nuclear Systems Initiative (NSI).

Ang parehong mga sistema ay may makabuluhang mga pakinabang sa tradisyonal na mga kemikal na makina, kabilang ang mas mataas na tiyak na impulse (Isp), kahusayan ng gasolina, at halos walang limitasyong density ng enerhiya. Bagaman naiiba ang mga konsepto na nagbibigay sila ng isang tiyak na salpok na higit sa 10 libong segundo, iyon ay, maaari nilang mapanatili ang thrust sa halos tatlong oras, ang antas ng thrust ay medyo mababa kumpara sa mga maginoo na rocket at NTP.

Ang pangangailangan para sa isang pinagmumulan ng kuryente, sinabi ni Gosse, ay itinaas din ang isyu ng pagwawaldas ng init sa espasyo, kung saan ang conversion ng thermal energy ay 30-40% sa ilalim ng mga ideal na kondisyon. At habang ang mga disenyo ng NTP ng NERVA ay ang pinakamahusay na paraan para sa mga pinapatakbong misyon sa Mars at higit pa, ang paraang ito ay mayroon ding mga isyu sa pagbibigay ng sapat na pasimula at panghuling mass fraction para sa mga high-delta-surge mission.

Ito ang dahilan kung bakit ang mga panukala na kinabibilangan ng parehong paraan ng paggalaw (bimodal) ay mas gusto, dahil pinagsasama nila ang mga benepisyo ng pareho. Ang panukala ni Gosse ay nagsasangkot ng isang bimodal na disenyo batay sa NERVA solid fuel reactor, na magbibigay ng isang tiyak na impulse (Isp) na 900 segundo, dalawang beses sa kasalukuyang pagganap ng mga kemikal na rocket.

Kasama rin sa iminungkahing cycle ni Gosse ang wave pressure booster o wave rotor (WR), isang teknolohiyang ginagamit sa mga internal combustion engine na gumagamit ng mga pressure wave na nilikha ng compression reaction ng intake air.

Ipares sa isang NTP engine, gagamitin ng WR ang pressure na nilikha sa pamamagitan ng pag-init ng LH2 fuel sa reactor upang higit pang i-compress ang reaction mass. Tulad ng ipinangako ni Gosse, magbibigay ito ng mga antas ng thrust na maihahambing sa konsepto ng NERVA-class na NTP, ngunit may oras ng paglulunsad na 1400-2000 segundo. Kapag isinama sa NEP cycle, sabi ni Gosse, ang antas ng cravings ay tumataas pa.

Marte

Kung ginagamit ang mga conventional engine, ang isang manned mission sa Mars ay maaaring tumagal ng hanggang tatlong taon. Ang mga misyon na ito ay ilulunsad tuwing 26 na buwan kapag ang Earth at Mars ay nasa kanilang pinakamalapit na distansya (ang tinatawag na Martian opposition), at gugugol ng hindi bababa sa anim hanggang siyam na buwan sa pagbibiyahe.

Ang isang 45-araw (anim at kalahating linggo) na pagbibiyahe ay magbabawas sa kabuuang oras ng misyon sa mga buwan sa halip na mga taon. Ito ay lubos na makakabawas sa mga pangunahing panganib na nauugnay sa mga misyon sa Mars, kabilang ang pagkakalantad sa radiation, oras na ginugol sa microgravity, at mga kaugnay na problema sa kalusugan.

Bilang karagdagan sa mga planta ng kuryente, may mga panukala para sa mga bagong disenyo ng reaktor na magbibigay ng isang matatag na supply ng kuryente para sa mga pangmatagalang misyon sa lupa kung saan ang solar at wind power ay hindi palaging magagamit.

Kabilang sa mga halimbawa ang Kilowatt Reactor ng NASA na Gamit ang Sterling Technology (KRUSTY) at ang Fission/Fusion Hybrid Reactor na pinili para sa unang yugto ng pag-unlad ng NASA sa ilalim ng programang NAIC 2023. Ang mga ito at ang iba pang teknolohiyang nuklear ay maaaring balang-araw ay magbibigay-daan sa mga misyon sa Mars at iba pang mga lugar sa kalawakan. , baka mas maaga kaysa sa inaakala natin!

Kawili-wili din:

Mag-sign up
Abisuhan ang tungkol sa
bisita

0 Comments
Naka-embed na Mga Review
Tingnan ang lahat ng komento
Iba pang mga artikulo
Mag-subscribe para sa mga update

Mga kamakailang komento

Sikat ngayon
0
Gustung-gusto namin ang iyong mga saloobin, mangyaring magkomento.x