| ในระยะสั้น |
|
สาขาการขับเคลื่อนอวกาศนั้นเต็มไปด้วยการเกิดขึ้นของเทคโนโลยีใหม่ที่สัญญาว่าจะกำหนดวิธีการของเราในการสำรวจดาวเคราะห์ หนึ่งในการพัฒนาที่มีแนวโน้มมากที่สุดคือการแนะนำประเภทใหม่เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ทดสอบประสบความสำเร็จโดยระบบแม่เหล็กไฟฟ้าอะตอมทั่วไป (GA-EMS) วันหนึ่งเชื้อเพลิงนี้สามารถกินยานอวกาศในอนาคตได้ในวันหนึ่งทนต่อสภาพที่รุนแรงของเครื่องปฏิกรณ์จรวดนิวเคลียร์ จนถึงขณะนี้จรวดเคมีเป็นกระดูกสันหลังของการพิชิตอวกาศของเรา อย่างไรก็ตามพวกเขามาถึงขีด จำกัด ทางทฤษฎีของพวกเขาซึ่งกระตุ้นให้วิศวกรแสวงหาทางเลือกที่ทรงพลังมากขึ้น ระบบขับเคลื่อนความร้อนนิวเคลียร์ (NTP) นำเสนอตัวเองเป็นวิธีแก้ปัญหาที่มีศักยภาพซึ่งมีประสิทธิภาพมากกว่าของมอเตอร์เคมีแบบดั้งเดิม
วิวัฒนาการของจรวดเคมีขับเคลื่อนนิวเคลียร์
นับตั้งแต่เปิดตัวดาวเทียมแรกในอวกาศจรวดเคมีมีบทบาทสำคัญในการสำรวจเชิงพื้นที่ของเรา พวกเขาขับเคลื่อนชายคนแรกไปยังดวงจันทร์และส่งโพรบเกินระบบสุริยะของเรา อย่างไรก็ตามแม้จะประสบความสำเร็จ แต่จรวดเหล่านี้ก็ถึงขีด จำกัด แล้ว เร็วเท่าที่ 2485 ด้วยการเปิดตัวจรวดเยอรมัน V-2 เครื่องยนต์เคมีได้มาถึงจุดสูงสุดในความสามารถทางทฤษฎีของพวกเขาแล้ว ตั้งแต่นั้นมาความคืบหน้าส่วนใหญ่ประกอบด้วยการเพิ่มขนาดของจรวดและปรับปรุงประสิทธิภาพของพวกเขาด้วยนวัตกรรมอุปกรณ์ต่อพ่วงสำหรับเครื่องยนต์เอง
ต้องเผชิญกับข้อ จำกัด เหล่านี้มีการสำรวจอีกหลายทางเลือก อิออนขับเคลื่อนและใบเรือพลังงานแสงอาทิตย์เสนอวิธีแก้ปัญหา แต่การผลักดันต่ำของพวกเขา จำกัด การใช้งานของพวกเขาในภารกิจเฉพาะ สำหรับโครงการที่ทะเยอทะยานมากขึ้นวิศวกรกำลังมองหาแรงขับที่สามารถให้พลังงานเพิ่มเติมได้อย่างน้อยหนึ่งในสามเมื่อเทียบกับจรวดเคมีในปัจจุบันที่ดีที่สุด นี่คือที่ระบบของการขับเคลื่อนความร้อนนิวเคลียร์เทคโนโลยีเริ่มแรกที่ออกแบบมาในปี 2488 วิธีการนี้แทนที่เชื้อเพลิงเคมีด้วยเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ซึ่งให้ความร้อนโดยทั่วไปของไฮโดรเจนเพื่อสร้างแรงผลักดันตามกฎข้อแรกของนิวตัน
ความท้าทายทางเทคนิคของการขับเคลื่อนความร้อนนิวเคลียร์
แนวคิดของการขับเคลื่อนความร้อนนิวเคลียร์นั้นง่าย แต่การใช้งานทางเทคนิคนั้นซับซ้อน หนึ่งในความท้าทายหลักคือความสามารถของเครื่องปฏิกรณ์ในการทำงานที่อุณหภูมิสูงมากและทนต่อการสั่นสะเทือนที่รุนแรง สภาพการทำงานสามารถเข้าถึง 2.326 ° C ด้วยก๊าซไฮโดรเจนที่มีปฏิกิริยาสูง ในเงื่อนไขดังกล่าวเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ทั่วไปอาจแตกหรือชิ้นส่วนซึ่งทำให้ความสมบูรณ์ของระบบลดลง
GA-EMS ใช้ความท้าทายนี้โดยการทดสอบเชื้อเพลิงชนิดใหม่ที่ศูนย์การบินอวกาศของนาซ่ามาร์แชล การทดสอบแสดงให้เห็นว่าเชื้อเพลิงนี้สามารถทนต่อความร้อนที่รุนแรงและก๊าซไฮโดรเจนโดยไม่ต้องมีการกัดเซาะหรือการย่อยสลาย การทดสอบเหล่านี้มีความสำคัญเนื่องจากการจำลองสภาพที่แท้จริงที่เครื่องยนต์นิวเคลียร์จะผ่านไปในระหว่างการซ้อมรบแบบผลัก น้ำมันเชื้อเพลิงถูกนำไปใช้กับความร้อนของเครื่องปฏิกรณ์ที่สมบูรณ์และเก็บไว้ในเงื่อนไขเหล่านี้เป็นเวลา 20 นาที การทดลองอื่น ๆ ตรวจสอบว่าเชื้อเพลิงมีปฏิกิริยาอย่างไรต่อการเปลี่ยนแปลงในลักษณะการป้องกันที่ไม่ได้รับการรับรอง
ผลการทดสอบ GA-EMS ที่มีแนวโน้ม
การทดลองที่ดำเนินการโดย GA-EMS ได้เปิดเผยผลลัพธ์ที่มีแนวโน้มสำหรับอนาคตของการขับเคลื่อนอวกาศ ตามที่ประธานของ GA-EMS สกอตต์ฟอร์นีย์การทดสอบดำเนินการที่ศูนย์นาซ่ามาร์แชลได้พิสูจน์แล้วว่าเชื้อเพลิงสามารถอยู่รอดได้โดยปราศจากการกัดเซาะหรือการย่อยสลายที่อุณหภูมิในการปฏิบัติงาน นอกจากนี้การทดสอบที่ดำเนินการในสภาพแวดล้อมที่ไม่ใช่ไฮโดรเจนที่ห้องปฏิบัติการ GA-EMS ได้ยืนยันว่าเชื้อเพลิงทำงานได้ดีเป็นพิเศษที่อุณหภูมิสูงถึง 3,000 ° K (2.726 ° C) ซึ่งจะช่วยให้ระบบ NTP มีประสิทธิภาพมากกว่าเครื่องยนต์จรวดเคมี
ความก้าวหน้าเหล่านี้ปูทางไปสู่อนาคตที่ภารกิจอวกาศสามารถดำเนินการได้เร็วขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้น ด้วยการขับเคลื่อนนิวเคลียร์ที่มีศักยภาพสามารถตั้งค่าบริการรับส่งได้อย่างรวดเร็วระหว่างวงโคจรบนบกต่ำและดวงจันทร์ด้วยความสามารถในการปรับเปลี่ยนวงโคจรได้อย่างรวดเร็วหากจำเป็น สิ่งนี้จะอำนวยความสะดวกในการส่งภารกิจขนาดใหญ่ที่อาศัยอยู่ในดาวอังคารและดาวเคราะห์ดวงอื่นภายในเวลาที่เหมาะสม
ผลกระทบสำหรับการสำรวจเชิงพื้นที่ในอนาคต
ผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากการขับเคลื่อนความร้อนนิวเคลียร์ต่อการสำรวจอวกาศนั้นยิ่งใหญ่ ด้วยการเสนอการผลักดันอย่างมากสูงกว่าเครื่องยนต์เคมีเทคโนโลยีนี้สามารถเปลี่ยนวิธีการที่เรามองเห็นภารกิจระหว่างดาวเคราะห์ ตัวอย่างเช่นมันจะช่วยให้ภารกิจที่เร็วขึ้นไปยังจุดหมายปลายทางที่ห่างไกลลดเวลาการเดินทางและเพิ่มความเป็นไปได้ของภารกิจที่อาศัยอยู่ในดาวอังคาร
เชื้อเพลิงใหม่ทนต่อเงื่อนไขเครื่องปฏิกรณ์แบบขับเคลื่อนความร้อนนิวเคลียร์
โดยu / inpecialist6598ในเทค
นอกจากนี้ความสามารถในการปรับเปลี่ยนวงโคจรอย่างรวดเร็วอาจเป็นสิ่งสำคัญสำหรับภารกิจที่ต้องมีการปรับวิถีวิถีอย่างรวดเร็ว สิ่งนี้จะให้ความยืดหยุ่นอย่างไม่เคยปรากฏมาก่อนในการวางแผนและดำเนินการภารกิจอวกาศ ด้วยการขับเคลื่อนความร้อนด้วยนิวเคลียร์มันเป็นไปได้ที่จะออกแบบภารกิจที่ทะเยอทะยานและซับซ้อนมากขึ้นซึ่งจะเป็นการขยายขอบเขตของเราในระบบสุริยจักรวาล
ความร่วมมือในอนาคตเพื่อปรับปรุงเทคโนโลยี
GA-EMS ในความร่วมมือกับ NASA ยังคงทำงานเพื่อปรับปรุงเทคโนโลยีการปฏิวัตินี้ ดร. คริสตินากลับรองประธานฝ่ายเทคโนโลยีและวัสดุนิวเคลียร์ GA-EMS แสดงความกระตือรือร้นต่อศักยภาพในอนาคตของเทคโนโลยีนี้ การทดสอบในปัจจุบันมีจุดมุ่งหมายเพื่อปรับแต่งเชื้อเพลิงเพื่อตอบสนองความต้องการด้านประสิทธิภาพของโครงการอวกาศในอนาคตรวมถึงภารกิจ Cislunaire และสู่ดาวอังคาร
การทำงานร่วมกันระหว่าง GA-EMS และ NASA เป็นสิ่งสำคัญในการพัฒนาเทคโนโลยีนี้ พวกเขาสำรวจวิธีการใหม่ ๆ เพื่อปรับปรุงความยั่งยืนและประสิทธิภาพของเชื้อเพลิงในขณะที่มั่นใจว่าสามารถอยู่รอดได้ในสภาพที่รุนแรงในอวกาศ ความร่วมมือนี้เป็นตัวอย่างของการเป็นหุ้นส่วนระหว่างองค์กรภาครัฐและเอกชนที่สามารถกระตุ้นนวัตกรรมในภาคอวกาศได้อย่างไร
ตารางด้านล่างสรุปลักษณะหลักและข้อดีของการขับเคลื่อนความร้อนนิวเคลียร์เมื่อเทียบกับมอเตอร์เคมีแบบดั้งเดิม:
| ลักษณะ | แรงขับเคลื่อนเคมี | การขับเคลื่อนความร้อนนิวเคลียร์ |
|---|---|---|
| ประสิทธิภาพ | จำกัด โดยเคมี | มีประสิทธิภาพมากขึ้น 2 ถึง 3 เท่า |
| อุณหภูมิการทำงาน | ต่ำกว่า | สูงถึง 3,000 ° K |
| ความยืดหยุ่นของภารกิจ | ถูก จำกัด | ความยืดหยุ่นสูง |
ในการสังเคราะห์การขับเคลื่อนความร้อนด้วยนิวเคลียร์นำเสนอตัวเองเป็นเทคโนโลยีที่มีแนวโน้มซึ่งสามารถเปลี่ยนวิธีการสำรวจพื้นที่ของเราได้อย่างรุนแรง ด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพและความยืดหยุ่นของภารกิจอวกาศทำให้เกิดความเป็นไปได้ใหม่สำหรับการเดินทางระหว่างดาวเคราะห์ อย่างไรก็ตามถนนสู่การใช้งานจริงยังคงยาวนานต้องมีการทดสอบและการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง
ในขณะที่เราเข้าใกล้ยุคของการขับเคลื่อนนิวเคลียร์คำถามยังคงอยู่: เทคโนโลยีนี้จะมีอิทธิพลต่อความสามารถของเราในการสำรวจโลกที่ห่างไกลได้อย่างไร เราอยู่ในช่วงเวลาแห่งยุคใหม่ของการสำรวจเชิงพื้นที่ที่ระยะทางจะไม่เป็นอุปสรรคอีกต่อไปหรือไม่?
คุณชอบไหม4.4/5 (22)
