انکار علی- صرف زمان طولانی برای سفر به مریخ نتیجه استفاده زمینی ها از سوخت شیمیایی سنتی موشک است. حال فرض کنید پیشرانه حرارتی هسته ای با استفاده از شکافت هسته ای جایگزین پیشرانه شیمیایی فعلی موشک ها شود و روزی برسد که موشک ها در نیمی از زمان کنونی از زمین به مریخ برسند.
شکافت هسته‌ای فرآیندی است که در آن یک اتم سنگین مانند اورانیوم به دو اتم سبک‌تر تبدیل می‌شود که طی آن مقدار باورنکردنی انرژی آزاد می‌شود. تا به امروز از فناوری شکافت هسته ای برای تامین انرژی زیردریایی های هسته ای استفاده می شد و امروزه این فناوری می تواند جایگزین سریعتر و قدرتمندتری برای پیشرانه شیمیایی موشک های ناسا باشد.
ناسا و آژانس پروژه های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی ایالات متحده به طور مشترک در حال توسعه فناوری نیروی محرکه حرارتی هسته ای هستند. آنها قصد دارند تا سال 2027 نمونه اولیه این موتور حرارتی را تولید کنند و حتی یک موشک مجهز به آن را در فضا مستقر کنند.
اما این فناوری هنوز در حال توسعه است. سیستم های رانش شیمیایی معمولی از یک واکنش شیمیایی شامل یک پیشران سبک مانند هیدروژن و یک اکسید کننده استفاده می کنند. هنگامی که این دو با هم مخلوط می شوند، مشتعل می شوند و باعث می شود که سوخت به سرعت از نازل خارج شود تا موشک را به حرکت درآورد.
این سیستم ها به هیچ نوع احتراق نیاز ندارند، اما موشک های هدایت شونده با سیستم های پیشران شیمیایی باید اکسیژن را به فضا حمل کنند که می تواند آنها را بیش از حد بارگذاری کند. بر خلاف سیستم های رانش شیمیایی، سیستم های پیشران حرارتی هسته ای بر اساس واکنش های شکافت هسته ای هستند.
در بسیاری از واکنش های شکافت، محققان یک نوترون را به سمت سبک ترین ایزوتوپ اورانیوم، اورانیوم 235 می فرستند که نوترون را جذب کرده و اورانیوم 236 تولید می کند. سپس اورانیوم 236 به دو قسمت (فرایند شکافت) تقسیم می شود و این واکنش منجر به آزاد شدن ذرات مختلف می شود. .
در حال حاضر بیش از 400 راکتور هسته ای در سراسر جهان از فناوری شکافت هسته ای استفاده می کنند. اکثر این راکتورهای هسته‌ای فعال، راکتورهای آب سبک هستند. این راکتورهای شکافت از آب برای کند کردن نوترون ها و جذب و انتقال گرما استفاده می کنند. آب می تواند به طور مستقیم در هسته یا در یک مولد بخار که توربین را برای تولید برق به حرکت در می آورد، بخار ایجاد کند.
سیستم های پیشران حرارتی هسته ای به طور مشابه کار می کنند، اما از سوخت هسته ای متفاوتی استفاده می کنند که اورانیوم 235 بیشتری دارد. آنها همچنین در دماهای بسیار بالاتر کار می کنند و آنها را بسیار قدرتمند و فشرده می کند. سیستم‌های پیشران حرارتی هسته‌ای تقریباً 10 برابر قوی‌تر از یک راکتور آب سبک سنتی هستند.
نیروی محرکه هسته ای، پیشرانه را خیلی سریع از نازل موتور خارج می کند و نیروی رانش بزرگی ایجاد می کند. این رانش زیاد به موشک اجازه می دهد تا سریعتر شتاب بگیرد.
این سیستم ها همچنین دارای یک ضربه خاص هستند که میزان نیروی مورد نیاز برای تولید رانش را اندازه گیری می کند. سامانه‌های پیشران حرارتی هسته‌ای تقریباً دو برابر موشک‌های شیمیایی رانش دارند، به این معنی که می‌توانند زمان سفر را تا ۲ برابر کاهش دهند.
فواره: فضا
۲۲۷۲۲۷
