НАСА-ин нови нуклеарни ракетни план има за циљ да стигне до Марса за само 45 дана: СциенцеАлерт

Живимо у ери обновљеног истраживања свемира, у којем многе агенције планирају да пошаљу астронауте Месец у наредним годинама. Ово ће у наредној деценији бити праћено мисијама са посадом Марс НАСА и Кина, којима ће се ускоро можда придружити и друге нације.

Ове и друге мисије које ће одвести астронауте изван ниске Земљине орбите (ЛЕО) и система Земља-Месец захтевају нове технологије, у распону од одржавања живота и заштите од зрачења до енергије и погона.

А када је реч о последњем, Нуклеарни и нуклеарни термоелектрични погон (НТП/НЕП) је најбољи такмичар!

НАСА и совјетски свемирски програм провели су деценије истражујући нуклеарни погон током свемирске трке.

Пре неколико година, НАСА поново запалио свој нуклеарни програм У сврху развоја бимодалног нуклеарног погона – дводелног система који се састоји од НТП и НЕП елемента – који би могао да омогући прелазак у Марс за 100 дана.

као део Напредни иновативни НАСА концепти (НИАЦ) за 2023. НАСА је одабрала нуклеарни концепт за развој прве фазе. Ова нова класа би-модалног нуклеарног погонског система користи „Вертиго таласни циклус преливаИ то би могло смањити време транзита до Марса на само 45 дана.

Предлог је насловљенДвоструки режим НТП/НЕП са допуном циклуса ротационог таласа“, од професора Рајана Госа, председавајућег за програм хиперсонике на Универзитету Флориде и члана Универзитета Флориде Флорида Примењено истраживање у инжењерству ФЛАРЕ Теам.

Госсеов предлог је један од 14 које је НАИЦ одабрао ове године за развој фазе 1, који укључује грант од 12.500 долара за помоћ у сазревању технологије и метода које се користе. Остали предлози су укључивали сензоре, алате, производне технологије, иновативне системе напајања и још много тога.

хттпс://ввв.иоутубе.цом/ватцх?в=лц9КлЈФКС8Ус бордер фраме=“0″аллов=“акцелерометар; ауто старт; Цлипбоард врите. жироскопски кодирани медији; слика у слици; веб дељење „алловфуллсцреен>“.

Нуклеарни погон се у суштини своди на два концепта, од којих су оба заснована на ригорозно тестираним и валидираним технологијама.

За нуклеарни термални погон (НТП), циклус се састоји од течног водоника који загрева погонско гориво (ЛХ2) нуклеарног реактора, претварајући га у јонизовани водонични гас (плазму) који се затим усмерава кроз млазнице за стварање потиска.

Учињено је неколико покушаја да се направи тест овог погонског система, укљ пројекат роверазаједнички напор између УСАФ-а и Комисије за атомску енергију (АЕЦ) покренут 1955. године.

Године 1959. НАСА је преузела мисију од УСАФ-а и програм је ушао у нову фазу посвећену апликацијама за свемирске летове. Ово је на крају довело до Нуклеарни мотор за примену ракетних возила (Нерва), који је успешно тестиран чврсти нуклеарни реактор.

Са затварањем Аполо ере 1973. године, финансирање програма је драматично смањено, што је довело до његовог отказивања пре него што су могли да се одрже тестови лета. У међувремену, Совјети су развили сопствени концепт НТП (РД-0410) између 1965. и 1980. године и извршио једно тестирање на земљи пре него што је програм отказан.

С друге стране, нуклеарни електрични погон (НЕП) се ослања на нуклеарни реактор за снабдевање електричном енергијом Мотив Холовог ефекта (јонски мотор), који генерише електромагнетно поље које јонизује и убрзава инертни гас (као што је ксенон) да би створио потисак. Покушаји развоја ове технологије укључују НАСА Иницијатива за нуклеарне системе (ИНС) Пројекат Прометеј (2003-2005).

Оба система имају значајне предности у односу на конвенционални хемијски погон, укључујући већу специфичну пропулзију (Исп), ефикасност горива и практично неограничену густину енергије.

Док НЕП концепти имају предност у обезбеђивању више од 10.000 ИСп секунди, што значи да могу да одржавају потисак скоро три сата, ниво потиска је веома низак у поређењу са конвенционалним и НТП пројектилима.

Потреба за извором електричне енергије такође поставља питање избацивања топлоте у свемир, каже Госе — конверзија топлотне енергије је 30 до 40 процената у идеалним условима.

И док су НТП НЕРВА дизајни пожељна метода за мисије са људском посадом на Марс и шире, овај метод такође има проблема са обезбеђивањем довољних почетних и коначних удела масе за мисије високе делта-в.

Због тога се преферирају предлози који укључују оба начина плаћања (бимодални), јер ће комбиновати предности оба. Госсеов предлог позива на бимодални дизајн заснован на НЕРВА реактору са чврстим језгром који би испоручио назначени импулс (Исп) од 900 секунди, двоструко више од тренутних перформанси хемијских ракета.

Госсеов предложени циклус такође укључује компресор таласа притиска – или Ваве Ротор (ВР) – технологију која се користи у моторима са унутрашњим сагоревањем која користи таласе притиска створене повратном спрегом за компресију усисног ваздуха.

Када је упарен са НТП мотором, ВР користи притисак који ствара реактор који загрева ЛХ2 гориво за даље компримовање реакционе масе. Као што је Госсе обећао, ово ће обезбедити нивое потиска сличне онима НТП концепта класе НЕРВА, али са ИСП-ом од 1400-2000. Када се комбинује са НЕП циклусом, Рекао је Госсе, нивои притиска су додатно побољшани:

„У комбинацији са циклусом НЕП, радни циклус ИСП-а може да се повећа (1800-4000 секунди) уз минимално додавање суве масе. Овај дворежимски дизајн омогућава брз трансфер за мисије са посадом (45 дана до Марса) и револуционише дубоко истраживање свемира нашег Сунчевог система“.

На основу конвенционалне погонске технологије, мисија са посадом на Марс могла би да траје до три године. Ове мисије ће се покретати сваких 26 месеци када су Земља и Марс на својој најближој тачки (познати као опозиција Марса) и провешће најмање шест до девет месеци у транзиту.

Транзит од 45 дана (шест и по недеља) смањио би укупно време задатка на месеце, а не на године. Ово би у великој мери смањило велике ризике повезане са мисијама на Марс, укључујући излагање радијацији, време проведено у микрогравитацији и повезане здравствене проблеме.

Поред погона, постоје предлози за нове дизајне реактора који би обезбедили стабилан извор енергије за дуготрајне површинске мисије где соларна енергија и енергија ветра нису увек доступне.

Примери укључују НАСА Килоповер реактор који користи Стерлинг технологију (КРУСТИ) ф Хибридни фисион/фузиони реактор Изабран је за прву фазу развоја од стране НАСА-ине селекције НАИЦ 2023.

Ове и друге нуклеарне апликације могле би једног дана омогућити мисије са људском посадом на Марс и друге локације у дубоком свемиру, можда раније него што мислимо!

Овај чланак је првобитно објавио универзум данас. читати Оригинални чланак.