เชื้อเพลิงเครื่องปฏิกรณ์ขับเคลื่อนความร้อนนิวเคลียร์ชนิดใหม่ได้รับการทดสอบอย่างประสบความสำเร็จที่ศูนย์การบินอวกาศมาร์แชลของ NASA ด้วยความหวังว่าเชื้อเพลิงดังกล่าวจะสามารถพามนุษย์ไปยังดาวอังคารได้ในอนาคตอันไม่ไกลเกินไป
การเดินทางไปยังดาวเคราะห์สีแดง ดังเช่นที่สิ่งต่างๆ ดำเนินอยู่ในปัจจุบัน จะเป็นภารกิจระยะไกล ดาวอังคารอยู่ห่างจากโลกโดยเฉลี่ย 140 ล้านไมล์ “แทนที่จะเดินทางบนดวงจันทร์สามวัน นักบินอวกาศที่มุ่งหน้าสู่ดาวอังคารจะออกจากโลกของเราเป็นเวลาประมาณสามปี”นาซ่าอธิบายโดยเสริมว่าภารกิจดังกล่าวจะทำให้ลูกเรือต้องพึ่งพาตนเองได้เป็นเวลานานในการเดินทาง
“เมื่อต้องเผชิญกับความล่าช้าในการสื่อสารสูงสุด 20 นาทีในเที่ยวเดียว ความเป็นไปได้ที่จะเกิดความล้มเหลวของอุปกรณ์หรือเหตุฉุกเฉินทางการแพทย์ และความต้องการที่สำคัญในการจัดสรรอาหารและเสบียง นักบินอวกาศจะต้องสามารถเผชิญหน้ากับสถานการณ์ต่างๆ มากมายโดยได้รับการสนับสนุนจากทีมงานบนโลกเพียงเล็กน้อย "
NASA และคนอื่นๆ ที่กำลังจับตาดูโลกสำหรับภารกิจของมนุษย์ อยากจะลดเวลาการเดินทางนี้ให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้เพื่อความปลอดภัยของนักบินอวกาศ นอกเหนือจากสิ่งอื่นใด การปล่อยให้นักบินอวกาศได้รับรังสีในระดับที่สูงขึ้นโดยปราศจากชั้นบรรยากาศที่ปกป้องโลกนั้นไม่เหมาะ
อย่างไรก็ตาม เราก็เป็นเช่นนั้นถึงขีดจำกัดแล้วว่าเราสามารถขับเคลื่อนมนุษย์ได้ไกลและเร็วแค่ไหน และทุกสิ่งที่พวกเขาจำเป็นต้องใช้ในการดำรงชีวิต ข้ามอวกาศ การขับเคลื่อนด้วยสารเคมีแบบดั้งเดิมนั้นถูกจำกัดด้วยมวลของมันเองมากเกินไป ต้องใช้เวลามากในการทำให้ยานอวกาศมีความเร็วที่ดี และการใช้วิธีการเหล่านี้จะใช้เวลาอย่างน้อยหกเดือนเพื่อไปถึงดาวเคราะห์สีแดง โดยมีการเดินทางกลับในเวลาเดียวกัน
ด้วยเหตุนี้ นักวิทยาศาสตร์จึงกำลังมองหาวิธีอื่นในการขับเคลื่อนจากขับดันไป- ทางเลือกหนึ่งที่น่าหวังคือพลังงานความร้อนนิวเคลียร์ (NTP)
"ระบบ NTP ทำงานโดยการสูบเชื้อเพลิงขับเคลื่อนของเหลว ซึ่งมีแนวโน้มว่าจะเป็นไฮโดรเจน ผ่านแกนเครื่องปฏิกรณ์" สำนักงานพลังงานนิวเคลียร์แห่งสหรัฐฯอธิบาย- “อะตอมของยูเรเนียมแยกออกจากกันภายในแกนกลางและปล่อยความร้อนผ่านฟิชชัน กระบวนการทางกายภาพนี้ทำให้ตัวขับเคลื่อนร้อนขึ้นและแปลงเป็นก๊าซ ซึ่งถูกขยายผ่านหัวฉีดเพื่อสร้างแรงผลักดัน”
มีการเสนอแนะว่าระดับของระบบขับเคลื่อนความร้อนนิวเคลียร์และพลังงานนิวเคลียร์ (NTP/NEP) ที่เสนอโดยเป็นส่วนหนึ่งของโครงการ NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) ปี 2023 สามารถลดเวลาการเดินทางไปดาวอังคารให้เหลือน้อยลงมาก45 วัน-
General Atomics Electromagnetic Systems (GA-EMS) กำลังพัฒนาเชื้อเพลิงสำหรับระบบ NTP และในการทดสอบที่มีแรงกระแทกสูงหลายครั้งที่ Marshall Space Flight Center (MSFC) ของ NASA ซึ่งดำเนินการร่วมกับ NASA เชื้อเพลิงสามารถทนต่ออุณหภูมิสูงสุดที่ 2,600 เคลวิน (2327) °C หรือ 4,220°F)
“ผลการทดสอบล่าสุดแสดงถึงความสำเร็จครั้งสำคัญในการสาธิตการออกแบบเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ NTP ที่ประสบความสำเร็จ” Scott Forney ประธาน GA-EMS กล่าวในรายงานคำแถลง- “เชื้อเพลิงจะต้องอยู่รอดได้ในอุณหภูมิที่สูงมากและสภาพแวดล้อมของก๊าซไฮโดรเจนร้อนที่เครื่องปฏิกรณ์ NTP ที่ทำงานอยู่ในอวกาศมักจะต้องเผชิญ เราได้รับกำลังใจอย่างมากจากผลการทดสอบเชิงบวกที่พิสูจน์ว่าเชื้อเพลิงสามารถอยู่รอดได้ในสภาวะการปฏิบัติงานเหล่านี้ ซึ่งทำให้เราเข้าใกล้การตระหนักถึงศักยภาพของการขับเคลื่อนความร้อนด้วยนิวเคลียร์ที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้สำหรับภารกิจซิสลูนาร์และห้วงอวกาศ”
การทดสอบยังได้รับการออกแบบเพื่อดูว่าเชื้อเพลิงสามารถทนทานต่อ "สภาวะการทำงานขั้นสุดขีด" ของพื้นที่ได้หรือไม่
“เท่าที่ทราบ เราเป็นบริษัทแรกที่ใช้ศูนย์ทดสอบสภาพแวดล้อมองค์ประกอบเชื้อเพลิงขนาดกะทัดรัด (CFEET) ที่ NASA MSFC เพื่อทดสอบและแสดงให้เห็นถึงความอยู่รอดของเชื้อเพลิงหลังจากการหมุนเวียนด้วยความร้อนในอุณหภูมิตัวแทนของไฮโดรเจนและอัตราการลาด” ดร. Christina Back รองประธานฝ่ายเทคโนโลยีและวัสดุนิวเคลียร์ GA-EMS กล่าวเสริม
“เรายังทำการทดสอบในสภาพแวดล้อมที่ไม่ใช่ไฮโดรเจนที่ห้องปฏิบัติการ GA-EMS ของเรา ซึ่งยืนยันว่าเชื้อเพลิงทำงานได้ดีเป็นพิเศษที่อุณหภูมิสูงถึง 3000 K [2,727°C หรือ 4,940°F] ซึ่งจะทำให้ระบบ NTP สามารถเปิดใช้งานได้ จะมีประสิทธิภาพมากกว่าเครื่องยนต์จรวดเคมีทั่วไปถึงสองถึงสามเท่า" แบ็คกล่าวต่อ
"เรารู้สึกตื่นเต้นที่จะสานต่อความร่วมมือกับ NASA ในขณะที่เราเติบโตและทดสอบเชื้อเพลิงเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพสำหรับสถาปัตยกรรมภารกิจซิสลูนาร์และดาวอังคารในอนาคต"
แน่นอนว่าจำเป็นต้องมีการออกแบบและการทดสอบเพิ่มเติมก่อนที่ NASA จะสามารถคิดถึงการนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้ แต่หากทุกอย่างเป็นไปด้วยดี อาจช่วยลดเวลาที่ใช้ในการพามนุษย์ไปดาวอังคารได้อย่างมาก
