Bilim adamı kaynıyor! Dünya'dan Mars'a sadece 100 gün mü? Nükleer roketlerin gücü harika
Güneş sistemi çok büyük bir yer ve bir dünyadan diğerine geleneksel kimyasal roketlerle uçmak uzun zaman alıyor. Ancak, 1960'larda geliştirilen bir teknoloji seyahat süremizi büyük ölçüde kısaltmanın bir yolunu sağlayabilir: nükleer roketler.
Geleneksel kimyasal roket
Geleneksel kimyasal roketlerin çalışma prensibi, belirli bir yanıcı kimyasal maddeyi ateşlemek ve ardından roketin kuyruğundaki nozuldan egzoz gazını sıkıştırmaktır. Newton'un üçüncü yasasını kullanarak, yani her kuvvet için eşit ve zıt bir tepki vardır, roket egzoz gazından ters yönde itilecek ve sonra fırlatılacaktır.
Mars'ı ziyaret etmek için geleneksel bir kimyasal roket kullandığımızı varsayalım, önce Dünya'dan alçak Dünya yörüngesine fırlatacağız. Ardından, yörüngemize kademeli olarak yükselmek için doğru zamanda roketi fırlatın. Yeni eliptik yörüngemiz Mars ile kesişene kadar 8 aylık uçuştan sonra.
Bu, bildiğimiz en etkili uzay yolculuğu yöntemi olan, en az itici yakıtı kullanan ve en büyük yükü taşıyan sözde Homan transferidir. Elbette sorun gerekli zamandır. Yolculuk boyunca astronotlar yiyecek, su, hava tüketecek ve derin uzayda uzun süreli radyasyona maruz kalacak. Ardından göreve geri dönmek, kaynak talebini ikiye katlar ve radyasyon yükünü ikiye katlar.
Nükleer roket
Bu yüzden hızlanmalıyız. NASA, yaklaşık 50 yıldır kimyasal roketlere alternatifler, yani nükleer termal roketler hakkında düşünüyor. Roketin uzay yolculuğunu hızlandırıyorlar, ama aynı zamanda kendi riskleri de var, bu yüzden şimdiye kadar benimsenmemişler, ama belki de zamanları dolmuştur.
1961'de NASA ve Atom Enerjisi Komisyonu ortaklaşa nükleer enerjili tahrik (NTP) kavramını inceledi. Bu, 1980'lerde insan misyonlarının nükleer roketlerin gücüyle Mars'a uçabileceğini ümit eden Werner von Braun tarafından başlatıldı. Bu olmamasına rağmen. Ancak bazı başarılı nükleer güç testleri yaptılar ve bunun mümkün olduğunu kanıtladılar.
Bir nükleer roketin çalışma prensibi, geleneksel bir kimyasal roketin çalışma prensibi ile benzerdir, ancak bir güç kaynağı olarak nükleer enerjiyi kullanır. Bu, bir parça hidrojeni 2500 santigrat dereceye kadar ısıtacak ve ardından onu çok yüksek bir hızda roketin kuyruğundan dışarı atacaktır. Çok, çok yüksek bir hız elde edilebilir, böylece roketin itme verimliliği kimyasal bir roketin iki ila üç katı olur Bu bilim camiasını kaynatmalıdır! Bir kimyasal roketin Mars'a 8 ayda ulaştığını hatırlıyor musunuz? Nükleer enerjiyle çalışan bir roket, Mars'a olan süreyi yarı yarıya, hatta 100 gün kısaltabilir. Bu, astronotların daha az kaynak tükettiği ve daha düşük radyasyon yüküne sahip olduğu anlamına gelir.
Diğer bir büyük avantaj, Dünya ve Mars tamamen hizalanmadığında, nükleer roketin güçlü itişinin görevin sorunsuz ilerlemesini sağlayabilmesidir. Kimyasal bir roket kullanılırsa, doğru zaman kaçırıldığında, iki yıl daha beklemek gerekir, ancak bir nükleer roket gecikme sorununu çözmek için ekstra itme sağlayabilir. Bu nedenle, nükleer roketlerin güç ve dayanıklılık açısından geleneksel roketlere göre benzersiz avantajları vardır ve gelecekteki roketler için yeni bir yoldur. Elbette radyoaktif madde ile çalışan bu tür roketlerin de kendi riskleri vardır.
1955'te Los Alamos Bilimsel Laboratuvarı'nın "Project Rover" projesi ilk nükleer roket testini başlattı. Temel gelişme, reaktörün bir rokete kurulabilmesi için minyatürleştirilmesidir. Önümüzdeki birkaç yıl içinde, mühendisler farklı boyutlarda ve güç çıkışlarında bir düzine reaktör inşa etti ve test etti.
"Rover" programının başarısı ile Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi (NASA), Apollo ay iniş aracını (Apollo iniş aracını) aya kadar takip edecek olan Mars'a insan görevlerini dikecek. Mesafe ve uçuş süresi nedeniyle, görevi daha yetenekli hale getirmek için nükleer roketlerin anahtar olacağına karar verdiler. Ancak nükleer roketler risksiz değildir. Uzay aracındaki bir reaktör, astronotlar için azalan uçuş süresi ile dengelenecek küçük bir radyasyon kaynağıdır. Uzayın kendisi çok büyük bir radyasyon tehlikesidir ve sürekli galaktik kozmik radyasyon astronotların DNA'sına zarar verecektir.
1960'ların sonlarında, Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi (NASA), insanlı bir Marslı nükleer rokete dönüşecek teknolojiyi geliştirmek için Nükleer Motor Roket Aracı Uygulama programını (NERVA) kurdu.
Nevada çölünde daha büyük ve daha güçlü nükleer roketleri test ettiler.O zamanki çevre yasaları şimdi olduğundan çok daha rahat olduğundan, yüksek hızlı hidrojeni doğrudan atmosfere boşalttılar, ancak proje 1973'te kapatıldı. O zamandan beri kimse nükleer roketi test etmedi.
Bununla birlikte, son teknolojik gelişmeler nükleer termal tahrik sistemini daha da çekici hale getirmiştir. 1960'ların başlarında, kullanabilecekleri tek yakıt kaynağı oldukça zenginleştirilmiş uranyumdu. Ancak şimdi mühendisler, sorunu çözmek için düşük oranda zenginleştirilmiş uranyum kullanabileceklerini düşünüyor. Bu, bu araştırmayı daha güvenli hale getirecek ve daha fazla roket tesisinin testler yapmasına izin verecektir. Ayrıca egzoz gazındaki radyoaktif partiküllerin yakalanması ve uygun şekilde bertaraf edilmesi daha kolay olacaktır. Bu, teknolojiyi kullanmanın genel maliyetini azaltacaktır.
22 Mayıs 2019'da ABD Kongresi, nükleer enerjili roketlerin geliştirilmesi için 125 milyon dolarlık finansmanı onayladı. Bu projenin NASA'nın Artemis'in 2024'teki ay görevine dönüşü üzerinde hiçbir etkisi olmamasına rağmen, gelecekteki bir yönü temsil ediyor.
