NASA i partnerzy pracują nad jądrowymi systemami napędowymi dla statków kosmicznych

Umierać NASA a jej partnerzy pracują nad napędem jądrowym dla statków kosmicznych. Pomysł na atomowe silniki rakietowe narodził się w latach czterdziestych XX wieku. Ale dopiero teraz dysponujemy technologią, która sprawi, że koncepcja międzyplanetarnych podróży o napędzie atomowym stanie się rzeczywistością.

Bardzo ważne jest, aby pomysły, że NASA prace polegają na użyciu silników jądrowych poza Ziemią. Pojazdy mają być uruchamiane z silnikami na paliwo chemiczne, a silnik jądrowy ma uruchamiać się tylko poza niską orbitą ziemską.

Największym wyzwaniem było i jest zaprojektowanie bezpiecznego i lekkiego napędu jądrowego. Zapewniają to nowe paliwa i reaktory. Ich nadzieje są tak duże, że NASA rozważa nawet misje załogowe wykorzystujące energię rozpadu atomowego. „Napęd jądrowy będzie bardzo przydatny, jeśli pomyślimy o podróży na Marsa iz Marsa za mniej niż dwa lata” - powiedział Jeff Sheehy, główny inżynier w Space Technology Mission Directorate. Dodaje, że największym wyzwaniem jest osiągnięcie odpowiednich postępów w zakresie paliw. Takie paliwo musiałoby wytrzymać bardzo wysokie temperatury i warunki jazdy. Dwie firmy, z którymi współpracuje NASA, upewniają się, że mają odpowiednie paliwo i reaktor.

Źródło obrazu: Pixabay

Napędy atomowe mają wykorzystywać energię rozpadu jąder atomowych do ogrzewania ciekłego wodoru do 2430 stopni Celsjusza. To 8 razy więcej niż temperatura rdzenia typowej elektrowni jądrowej. Podgrzany w ten sposób wodór ma rozszerzać się i wypływać z dysz silnika z ogromną prędkością. W ten sposób na jednostkę masy paliwa generowany jest 2 razy większy ciąg niż obecnie stosowane paliwa chemiczne. Pozwala to pojazdowi poruszać się szybciej i latać dłużej. Dodatkową korzyścią z zastosowania silnika o napędzie atomowym byłby fakt, że po osiągnięciu celu - na przykład jednego z księżyców Saturna - reaktor może przełączyć się z trybu napędu na tryb źródła zasilania i zasilać instrumenty naukowe na wiele lat, np. Wysyłając wysokiej jakości zdjęcia.

Aby uzyskać odpowiednie wzmocnienie z Silnik jądrowy Aby to uzyskać, wymagane jest użycie wysoko wzbogaconego paliwa. Takie paliwo byłoby bezpieczniejsze w użyciu, jak w elektrowniach jądrowych, ale w warunkach wysokiej temperatury napędu i obecności silnie reaktywnego wodoru stałoby się kruche.

Ultra Safe Nuclear Corp. Technologie (USNC-Tech)że z NASA współpracuje, informuje, że wzbogaca swój uran poniżej 20%. To więcej niż w przypadku reaktorów jądrowych, ale mniej niż w przypadku broni jądrowej. Paliwo składa się z mikroskopijnych, pokrytych ceramiką kapsułek uranowych, które znajdują się na matrycy z węglika cyrkonu. Mikrokapsułki utrzymują produkty uboczne reakcji na miejscu, jednocześnie umożliwiając ucieczkę ciepła.

Główną różnicą między projektami obu firm jest wykorzystanie różnych moderatorów. Zadaniem moderatora jest spowolnienie neutronów z rozpadu atomowego w taki sposób, aby wspomagały reakcję łańcuchową. BWX umieścił swoje bloki paliwowe między wodorkami, podczas gdy projekt technologiczny USNC wykorzystuje beryl jako moderator. Napęd reakcji termojądrowej może, przynajmniej w teorii, wyraźnie przewyższać napęd jądrowy. Dostarcza do 4 razy więcej energii. Jednak technologia reakcji termojądrowej jest wciąż słabo rozwinięta i specjaliści muszą pokonać wiele przeszkód, takich jak pozyskanie i utrzymanie plazmy oraz efektywne przekształcenie uzyskanej energii w ciąg. Dlatego, jak przyznaje Cohen, jest mało prawdopodobne, aby technologia napędu termojądrowego była gotowa do końca lat trzydziestych XX wieku, kiedy rozpocznie się planowana załogowa misja na Marsa.