ከተዋሃዱ የሮኬት ሞተሮች ጀርባ አዲስ የቦታ አሰሳ ዘመን

2024 ደራሲ ደራሲ: Seth Attwood | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2023-12-16 15:56

ናሳ እና ኢሎን ማስክ ስለ ማርስ ያልማሉ፣ እና ጥልቅ የጠፈር ተልእኮዎች በቅርቡ እውን ይሆናሉ። ምናልባት ትገረማለህ ነገር ግን ዘመናዊ ሮኬቶች ካለፉት ሮኬቶች ትንሽ በፍጥነት ይበራሉ.

ፈጣን የጠፈር መርከቦች ለተለያዩ ምክንያቶች የበለጠ አመቺ ናቸው, እና ለማፋጠን ምርጡ መንገድ በኒውክሌር ኃይል የተደገፉ ሮኬቶች ነው. ከተለመዱት የነዳጅ ሮኬቶች ወይም ከዘመናዊ የፀሐይ ኃይል ማመንጫ ኤሌክትሪክ ሮኬቶች ብዙ ጥቅሞች አሏቸው ነገርግን ባለፉት 40 ዓመታት ውስጥ ዩናይትድ ስቴትስ በኒውክሌር ኃይል የሚንቀሳቀሱ ስምንት ሮኬቶችን ብቻ ነው የወረወረችው።

ይሁን እንጂ ባለፈው ዓመት የኑክሌር ቦታ ጉዞን በተመለከተ ሕጎች ተለውጠዋል, እና በሚቀጥለው የሮኬቶች ላይ ሥራ ተጀምሯል.

ፍጥነት ለምን ያስፈልጋል?

ወደ ጠፈር በሚደረግ ማንኛውም በረራ የመጀመሪያ ደረጃ ላይ የማስጀመሪያ ተሽከርካሪ ያስፈልጋል - መርከቧን ወደ ምህዋር ይወስዳል። እነዚህ ትላልቅ ሞተሮች የሚሠሩት በሚቀጣጠል ነዳጆች ነው - እና አብዛኛውን ጊዜ ሮኬቶችን ወደመተኮስ ሲመጣ እነሱ ማለት ነው። በቅርቡ የትም አይሄዱም - ልክ እንደ የስበት ኃይል።

ነገር ግን መርከቧ ወደ ጠፈር ስትገባ, ነገሮች የበለጠ አስደሳች ይሆናሉ. የምድርን ስበት ለማሸነፍ እና ወደ ጥልቅ ጠፈር ለመሄድ መርከቧ ተጨማሪ ፍጥነት ያስፈልገዋል. እዚህ ላይ ነው የኒውክሌር ሲስተም ስራ የሚጀመረው። የጠፈር ተመራማሪዎች ከጨረቃ በላይ የሆነን ወይም ከዚያ በላይ የሆነን ማርስን ለመፈለግ ከፈለጉ በፍጥነት መሄድ አለባቸው። ኮስሞስ በጣም ትልቅ ነው, እና ርቀቶቹ በጣም ትልቅ ናቸው.

ፈጣን ሮኬቶች ለረጅም ርቀት የጠፈር ጉዞ የተሻለ የሚሆኑበት ሁለት ምክንያቶች አሉ፡ ደህንነት እና ጊዜ።

ወደ ማርስ በሚወስደው መንገድ ላይ የጠፈር ተመራማሪዎች ከፍተኛ የሆነ የጨረር ጨረር ያጋጥማቸዋል, ካንሰር እና መካንነትን ጨምሮ ከባድ የጤና ችግሮች ያጋጥሟቸዋል. የጨረር መከላከያ ሊረዳ ይችላል, ነገር ግን እጅግ በጣም ከባድ ነው እና ተልእኮው ረዘም ላለ ጊዜ, የበለጠ ኃይለኛ መከላከያ ያስፈልጋል. ስለዚህ የጨረር መጠንን ለመቀነስ ምርጡ መንገድ በቀላሉ ወደ መድረሻዎ በፍጥነት መድረስ ነው።

ነገር ግን የሰራተኞች ደህንነት ጥቅሙ ብቻ አይደለም። ባቀድናቸው የርቀት በረራዎች፣ ከሰው ካልሆኑ ተልእኮዎች በቶሎ መረጃ እንፈልጋለን። ቮዬጀር ኔፕቱን ለመድረስ 2 12 ዓመታት ፈጅቶበታል - እና ሲበር አንዳንድ አስገራሚ ምስሎችን አንስቷል። ቮዬገር የበለጠ ኃይለኛ ሞተር ቢኖረው፣ እነዚህ ፎቶግራፎች እና መረጃዎች ቀደም ብለው በሥነ ፈለክ ተመራማሪዎች ውስጥ ይገለጡ ነበር።

ስለዚህ ፍጥነት ጥቅም ነው. ግን ለምን የኑክሌር ስርዓቶች ፈጣን ናቸው?

የዛሬ ስርዓቶች

የስበት ኃይልን በማሸነፍ መርከቧ ሶስት አስፈላጊ ገጽታዎችን ግምት ውስጥ ማስገባት አለበት.

መገፋፋት- መርከቧ ምን ዓይነት ፍጥነት ይቀበላል.

የክብደት ቅልጥፍና- ስርዓቱ ለአንድ የተወሰነ መጠን ያለው ነዳጅ ምን ያህል ግፊት ሊፈጥር ይችላል።

የተወሰነ የኃይል ፍጆታ- አንድ የተወሰነ የነዳጅ መጠን ምን ያህል ኃይል ይሰጣል።

ዛሬ በጣም የተለመዱት የኬሚካል ሞተሮች የተለመዱ ነዳጅ-ነዳጅ ሮኬቶች እና በፀሐይ ኃይል የሚሠሩ የኤሌክትሪክ ሮኬቶች ናቸው.

የኬሚካል ማበረታቻ ስርዓቶች ብዙ ግፊትን ይሰጣሉ, ነገር ግን በተለይ ውጤታማ አይደሉም, እና የሮኬት ነዳጅ በጣም ሃይል አይጨምርም. ጠፈርተኞችን ወደ ጨረቃ ያደረሰው ሳተርን 5 ሮኬት 35 ሚሊዮን ኒውቶን ሃይል በማውጣት 950,000 ጋሎን (4,318,787 ሊትር) ነዳጅ ተሸክሟል። አብዛኛው ሮኬቱን ወደ ምህዋር ለማስገባት ገብቷል፣ ስለዚህ ውስንነቱ ግልጽ ነው፡ የትም ብትሄድ ብዙ ከባድ ነዳጅ ያስፈልግሃል።

የኤሌክትሪክ ኃይል ማመንጫ ዘዴዎች ከፀሃይ ፓነሎች ኤሌክትሪክን በመጠቀም ግፊትን ያመነጫሉ. ይህንን ለማግኘት በጣም የተለመደው መንገድ ionዎችን ለማፋጠን የኤሌትሪክ መስክን መጠቀም ነው, ለምሳሌ እንደ አዳራሽ ኢንዳክሽን ግፊት. እነዚህ መሳሪያዎች ሳተላይቶችን ለማብራት ያገለግላሉ, እና የክብደት ብቃታቸው ከኬሚካላዊ ስርዓቶች በአምስት እጥፍ ይበልጣል. ግን በተመሳሳይ ጊዜ በጣም ያነሰ ግፊት ይሰጣሉ - ወደ 3 ኒውተን።ይህም መኪናውን በሰአት ከ0 እስከ 100 ኪሎ ሜትር ለማፍጠን በሁለት ሰዓት ተኩል ጊዜ ውስጥ ብቻ በቂ ነው። ፀሐይ በመሠረቱ ዝቅተኛ የኃይል ምንጭ ናት, ነገር ግን መርከቧ ከራሷ ራቅ ባለ መጠን, ጠቃሚነቱ ይቀንሳል.

በተለይ የኒውክሌር ሚሳኤሎች ተስፋ ሰጭ ከሆኑባቸው ምክንያቶች አንዱ አስደናቂው የኢነርጂ ጥንካሬያቸው ነው። በኒውክሌር ኃይል ማመንጫዎች ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውለው የዩራኒየም ነዳጅ ከሃይድሮዚን 4 ሚሊዮን እጥፍ የኢነርጂ ይዘት አለው፣ የተለመደው የኬሚካል ሮኬት ነዳጅ። እና አንዳንድ ዩራኒየም ወደ ጠፈር ማስገባት በመቶ ሺዎች ከሚቆጠር ጋሎን ነዳጅ በጣም ቀላል ነው።

ስለ መጎተት እና ክብደት ቅልጥፍናስ?

ሁለት የኑክሌር አማራጮች

ለጠፈር ጉዞ መሐንዲሶች ሁለት ዋና ዋና የኒውክሌር ስርዓቶችን ፈጥረዋል።

የመጀመሪያው ቴርሞኑክሌር ሞተር ነው. እነዚህ ስርዓቶች በጣም ኃይለኛ እና በጣም ውጤታማ ናቸው. ጋዝ ለማሞቅ (እንደ ሃይድሮጂን) ትንሽ የኒውክሌር ፊስሽን ሬአክተር - በኑክሌር ሰርጓጅ መርከቦች ላይ እንዳሉት ይጠቀማሉ። ይህ ጋዝ ግፊትን ለማቅረብ በሮኬት አፍንጫው በኩል ይጣደፋል። የናሳ መሐንዲሶች በቴርሞኑክሌር ሞተር በመጠቀም ወደ ማርስ የሚደረገው ጉዞ ከኬሚካል ሞተር ካለው ሮኬት ከ20-25% ፈጣን እንደሚሆን አስሉ።

Fusion ሞተሮች ከኬሚካላዊው ሁለት እጥፍ የበለጠ ውጤታማ ናቸው. ይህም ማለት ለተመሳሳይ የነዳጅ መጠን - እስከ 100,000 ኒውተን ግፊት ድረስ ያለውን ግፊት ሁለት ጊዜ ያደርሳሉ. ይህ በሰዓት 100 ኪሎ ሜትር ፍጥነት መኪናውን በሩብ ሰከንድ ውስጥ ለማፋጠን በቂ ነው.

ሁለተኛው ስርዓት የኑክሌር ኤሌክትሪክ ሮኬት ሞተር (NEPE) ነው. ከእነዚህ ውስጥ አንዳቸውም እስካሁን አልተፈጠሩም, ነገር ግን ሃሳቡ ኃይለኛ ፊስዮን ሬአክተርን በመጠቀም ኤሌክትሪክ ለማመንጨት ነው, ይህም የኤሌክትሪክ ኃይልን እንደ ሆል ሞተር ያመነጫል. ያ በጣም ውጤታማ ይሆናል - ከተዋሃድ ሞተር በሦስት እጥፍ የበለጠ ቀልጣፋ። የኑክሌር ሬአክተር ኃይል በጣም ትልቅ ስለሆነ የተለያዩ የኤሌክትሪክ ሞተሮች በአንድ ጊዜ ሊሠሩ ይችላሉ, እና ግፊቱ ጠንካራ ይሆናል.

የኑክሌር ሮኬት ሞተሮች ምናልባት እጅግ በጣም ረጅም ርቀት ለሚያስኬዱ ተልእኮዎች ምርጥ ምርጫ ሊሆኑ ይችላሉ፡ የፀሐይ ኃይል አይጠይቁም፣ በጣም ቀልጣፋ እና በአንጻራዊነት ከፍተኛ ግፊት ይሰጣሉ። ነገር ግን ለሁሉም ተስፋ ሰጭ ባህሪያቸው የኒውክሌር ሃይል ማስተላለፊያ ስርዓቱ ወደ ስራ ከመጀመሩ በፊት ብዙ ቴክኒካል ችግሮች አሉበት።

ለምንድነው አሁንም በኑክሌር የሚንቀሳቀሱ ሚሳኤሎች የሉም?

ቴርሞኑክለር ሞተሮች ከ1960ዎቹ ጀምሮ ጥናት ቢደረግም እስካሁን ወደ ህዋ አልበረሩም።

እ.ኤ.አ. በ1970ዎቹ ቻርተር መሠረት እያንዳንዱ የኒውክሌር ቦታ ፕሮጀክት ለብቻው ተደርጎ ይወሰድ ነበር እናም የበርካታ የመንግስት ኤጀንሲዎች እና የፕሬዚዳንቱ እውቅ እውቅና ከሌለ ከዚህ በላይ መሄድ አይችልም። ይህ ለኒውክሌር ሚሳኤል ሲስተም ምርምር የሚሆን የገንዘብ እጥረት ጋር ተዳምሮ፣ ይህ በህዋ ላይ ጥቅም ላይ የሚውሉ የኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች ተጨማሪ እድገት እንዳይኖር አድርጓል።

ነገር ግን ያ ሁሉ በነሀሴ 2019 የትራምፕ አስተዳደር የፕሬዝዳንት ማስታወሻ ሲያወጣ ተለወጠ። ከፍተኛውን የኒውክሌር ጅምሮች ደህንነት ላይ አጥብቆ ሲገልጽ፣ አዲሱ መመሪያ አሁንም ቢሆን የኒውክሌር ተልእኮዎችን አነስተኛ መጠን ያለው ራዲዮአክቲቭ ንጥረ ነገር ያለ ውስብስብ የኢንተር ኤጀንሲ ፈቃድ ይፈቅዳል። እንደ ናሳ ባሉ የስፖንሰር ኤጀንሲዎች ተልዕኮው የደህንነት ምክሮችን እንደሚያከብር ማረጋገጥ በቂ ነው። ትላልቅ የኑክሌር ተልእኮዎች ልክ እንደበፊቱ ተመሳሳይ ሂደቶችን ያልፋሉ.

ከዚህ የሕጎቹ ማሻሻያ ጋር ናሳ ከ 2019 የቴርሞኑክሌር ሞተሮች ልማት 100 ሚሊዮን ዶላር አግኝቷል። የመከላከያ የላቀ የምርምር ፕሮጀክቶች ኤጀንሲ ከመሬት ምህዋር በላይ ለሀገር አቀፍ ደህንነት ስራዎች ቴርሞኑክለር የጠፈር ሞተር በማዘጋጀት ላይ ነው።

ከ60 አመታት ቆይታ በኋላ የኒውክሌር ሮኬት በአስር አመታት ውስጥ ወደ ህዋ ሊገባ ይችላል። ይህ አስደናቂ ስኬት አዲስ የጠፈር ምርምር ዘመን ያመጣል። የሰው ልጅ ወደ ማርስ ይሄዳል, እና ሳይንሳዊ ሙከራዎች በመላው የፀሐይ ስርዓት እና ከዚያ በላይ አዳዲስ ግኝቶችን ያስገኛሉ.