Η NASA βρήκε το καύσιμο που θα μας μεταφέρει στον Άρη σε 45 ημέρες – Είναι καλύτερο από το υδρογόνο

Η πρωτοποριακή ανακάλυψη της NASA υπόσχεται να φέρει επανάσταση στην εξερεύνηση του διαστήματος: ένα πυρηνικό σύστημα προώθησης που θα μπορούσε να μειώσει τον σημερινό χρόνο για τον Άρη από επτά μήνες σε 45 ημέρες.

Η καινοτομία αυτή είναι πιο αποδοτική και παρέχει μεγαλύτερη ώθηση από τις συμβατικές μηχανές που βασίζονται σε υδρογόνο και πλάσμα.

Μέσω της συνεργασίας με τη NASA, τη DARPA και βασικούς ιδιωτικούς φορείς, οι άνθρωποι είναι πιο κοντά από ποτέ στο να ταξιδέψουν γρήγορα στον Κόκκινο Πλανήτη και να ανοίξουν νέες ευκαιρίες εξερεύνησης του διαστήματος και της επιστήμης.

Πυρηνική ενέργεια: Η απόλυτη αλλαγή στο παιχνίδι της διαστημικής πρόωσης

Παρόλα αυτά, οι χημικοί πύραυλοι είναι αρκετά συμβατικοί και συνοδεύονται από προβλήματα με τα συστήματα καυσίμων και σχετικά χαμηλή απόδοση. Η προσοχή της NASA έχει στραφεί στα πυρηνικά θερμικά και πυρηνικά ηλεκτρικά συστήματα πρόωσης, τα οποία είναι πολλαπλάσια αποδοτικά. Εστιάζουν περισσότερο στην πυρηνική πρόωση παρά το γεγονός ότι πρόσφατα δοκίμασαν αυτό το είδος πρόωσης σε πυραύλους.

Η πυρηνική θερμική πρόωση, για παράδειγμα, παρέχει ώθηση παρόμοια με τη χημική, αλλά με τριπλάσια απόδοση. Αυτή η τεχνολογία εκπληρώνει την εφαρμογή χρησιμοποιώντας έναν αντιδραστήρα για την υπερθέρμανση του προωθητικού και την εκτόξευσή του μέσω ενός ακροφυσίου για να επιταχύνει δραστικά ένα διαστημικό σκάφος.

Το πρωτότυπο αυτού του ιδιαίτερα ανεπτυγμένου συστήματος πρόκειται να βρίσκεται στο διάστημα έως το 2027, με τη Lockheed Martin να είναι μεταξύ των εμπλεκόμενων τεχνολογικών εταίρων. Αυτή η αποτελεσματικότητα θα μπορούσε να παρατείνει τις αποστολές στον Άρη διάρκειας 45 ημερών, αλλάζοντας έτσι το χρονοδιάγραμμα της επανδρωμένης εξερεύνησης του διαστήματος. Εκτός από τον Άρη, το σύστημα αυτό μπορεί να βοηθήσει στην ταχύτερη και αποτελεσματικότερη μετακίνηση σε όλο το ηλιακό σύστημα, αλλάζοντας τα ανθρώπινα όνειρα για διαπλανητικά ταξίδια.

Εκτός αυτού, η πυρηνική πρόωση συνάδει επίσης με τα συμφέροντα της NASA λόγω του προγράμματός της Artemis, το οποίο επιδιώκει να ξαναβάλει ανθρώπους στο φεγγάρι. Αυτή η διπλή εστίαση εγγυάται ότι όλες αυτές οι τεχνολογίες θα βοηθήσουν τις αποστολές στον Άρη και τις δραστηριότητες Γη-Σελήνη να είναι πιο αποτελεσματικές.

Συνδυασμός πυρηνικής πρόωσης και πρόωσης πλάσματος για βέλτιστη απόδοση

Αυτό ισχύει, ιδίως στην πρόωση, όπου υπάρχει ήδη μια τρομερή προοπτική συνδυασμού της πυρηνικής ενέργειας με συστήματα που βασίζονται στο πλάσμα, όπως ο πύραυλος μαγνητοπλάσματος μεταβλητής ειδικής ώσης (VASIMR). Ταυτόχρονα, ο VASIMR βασίζεται σε ηλεκτρομαγνητικά πεδία για την παραγωγή υψηλής ταχύτητας πίδακες πλάσματος, εξασφαλίζοντας τον υψηλότερο ρυθμό κατανάλωσης καυσίμου. Ωστόσο, χρειάζεται ενέργεια για να λειτουργήσει, την οποία οι συμβατικές δομές ενέργειας δεν μπορούν να καλύψουν, εξ ου και η ανάγκη για μια ριζοσπαστική λύση.

Εδώ έρχονται οι αντιδραστήρες Kilopower της SpaceNukes. Αυτά τα συμπαγή συστήματα πυρηνικής σχάσης μπορούν να παράγουν σταθερή ενέργεια για χρόνια, την οποία χρειάζεται το VASIMR. Οι τεχνολογίες αυτές θα παρέχουν υψηλή ώθηση και αποδοτικότητα προωθητικού υλικού, μειώνοντας δραστικά τους χρόνους αποστολής.

Διευρύνει επίσης την επιλογή καυσίμων, γεγονός που καθιστά τις εκπομπές πιο οικονομικές με αυτή την υβριδική προσέγγιση του ταξιδιού. Η σχέση μεταξύ της Ad Astra και της SpaceNukes μπορεί να βρίσκεται ακόμη στα σπάργανα, αλλά αποτελεί ένα άλμα προς την κατεύθυνση της βιωσιμότητας των διαστημικών ταξιδιών. Κάποια μορφή δοκιμών σε τροχιά αναμένεται τα επόμενα χρόνια, ενώ η εμπορική χρήση αναμένεται στις αρχές της δεκαετίας του 2030.

Προκλήσεις και μελλοντική πορεία της πυρηνικής πρόωσης

Παρ’ όλα αυτά, η πυρηνική πρόωση έχει τεχνικές προκλήσεις. Κατά τη λειτουργία του, ο πυρήνας του αντιδραστήρα εκτίθεται σε θερμοκρασίες άνω των 4.600°F. Συνεπώς, τα υλικά και η μηχανική που χρησιμοποιούνται πρέπει να είναι μοναδικά. Η NASA και το Υπουργείο Ενέργειας συνεχίζουν να εμπλέκουν την ιδιωτική βιομηχανία για την αντιμετώπιση αυτών των προκλήσεων. Έχουν ήδη εκπονηθεί ορισμένα προκαταρκτικά σχέδια για την αντιμετώπιση αυτών των προκλήσεων.

Για το λόγο αυτό, η NASA πρέπει να συνεργαστεί στενά με την DARPA και άλλους ενδιαφερόμενους φορείς της βιομηχανίας για να ξεπεραστούν όλες αυτές οι πολυπλοκότητες. Ο στόχος είναι να σχεδιαστεί ένα βέλτιστα χρονικά ευαίσθητο σύστημα που να προσφέρει όσο το δυνατόν μεγαλύτερη ευελιξία στον σχεδιασμό των αποστολών. Ένα σημαντικό μειονέκτημα εξαλείφεται: λόγω της συντομευμένης διάρκειας της αποστολής, μειώνεται επίσης η έκθεση στην κοσμική ακτινοβολία, εκτός από τις επιπτώσεις της μακροχρόνιας απομόνωσης.

Οι κίνδυνοι είναι τεράστιοι, αν και τα δυνητικά οφέλη αξίζουν εκατομμύρια δολάρια. Με συντομότερες αποστολές, οι αστροναύτες θα μπορούσαν να εξερευνήσουν τον Άρη και να επιστρέψουν μέσα σε 2 χρόνια, γεγονός που θα ενίσχυε τις γνώσεις για τον πλανήτη αυτό κατά πολύ.

Η επιθυμία της NASA να προχωρήσει στην πυρηνική ενέργεια είναι το επόμενο μεγάλο πράγμα στην εξερεύνηση του διαστήματος. Η ενσωμάτωση τεχνολογιώνπυρηνικής θερμικής πρόωσηςκαι πρόωσης πλάσματος θα καταστήσει τις μελλοντικές αποστολές στον Άρη και σε άλλους προορισμούς ταχύτερες, ασφαλέστερες και αποτελεσματικότερες.

Αν και υπάρχουν ακόμη ζητήματα, αυτό που έχει γίνει μέχρι στιγμής αποτελεί εξαιρετικό παράδειγμα ανθρώπινης προσπάθειας και δημιουργικότητας. Η υπόσχεση για ένα ταξίδι στον Άρη σε 45 ημέρες μπορεί να γίνει πραγματικότητα με ένα πρωτότυπο που αναμένεται το 2027, ανοίγοντας το δρόμο για νέα διαπλανητικά ταξίδια.