in

NASA-ს ახალი ბირთვული რაკეტა მარსამდე 45 დღეში მიაღწევს

ჩვენ კოსმოსის კვლევის ახალ ეპოქაში ვცხოვრობთ, სადაც მომდევნო წლებში ასტრონავტების მთვარეზე გაგზავნა იგეგმება, რასაც მოჰყვება ჩინეთისა და ნასას მისია მარსზე, რომელიც წითელ პლანეტაზე ეკიპაჟს გაგზავნის… 

M2
M2

ამ და სხვა მისიებს, რომლებიც ასტრონავტებს დედამიწის დაბალი ორბიტისა (LEO) და დედამიწისა და მთვარის მიღმა წაიყვანენ, ბუნებრივია, ახალი ტექნოლოგიებიც სჭირდება, რომელიც სიცოცხლის მხარდაჭერასა და რადიაციისგან დაცვას მოახერხებს. ამ უკანასკნელისთვის კი Nuclear Thermal and Nuclear Electric Propulsion (NTP/NEP) საუკეთესო კანდიდატია. 

საინტერესოა ისიც, რომ რამდენიმე წლის წინ ნასამ ბიმოდალური ბირთვული ძრავის განვითარების მიზნით ბირთვული პროგრამა განაახლა. იგი NTP და NEP ელემენტებისგან შედგება და მარსზე გადაყვანის საშუალებას 100 დღეში გვაძლევს. NIAC 2023-ის ფარგლებში კი ნასამ პირველი ფაზის განვითარებისთვის ბირთვული კონცეფციები აირჩია. ბიმოდალური ბირთვული ძრავა ამ შემთხვევაში კონკრეტული მაჩვენებლის 45-დღემდე შემცირებას გვპირდება. 

Bimodal NTP/NEP და Wave Rotor Topping Cycle პროფესორ რაიან გუსს ეკუთვნის, რომელმაც მისი განვითარებისთვის პირველ ეტაპზე 12500-დოლარიანი გრანტი მოიპოვა. ბირთვული ძრავის საკითხი კი კონკრეტულად ორ კონცეფციამდე დაიყვანება: ბირთვული თერმული ძრავის (NTP) შემთხვევაში თხევადი წყალბადის (LH2) გამაცხელებელი ბირთვული რეაქტორი მას იონიზებულ წყალბადის გაზად (პლაზმა) აქცევს, რომელიც შემდგომ ბიძგის წარმოსაქმნელად ბოლოსკენ გადაინაცვლებს.

მეორე მხრივ კი, Nuclear-Electric Propulsion (NEP) ეყრდნობა ბირთვულ რეაქტორს Hall-Effect thruster-ისთვის (იონური ძრავა) ელექტროენერგიის მისაწოდებლად, წარმოქმნის ელექტრომაგნიტურ ველს, რომელიც იონიზირდება და აჩქარებს ინერტულ აირს, რათა შექმნას ბიძგი.

ქიმიურ ძრავასთან შედარებით, ორივე მათგანს მნიშვნელოვანი უპირატესობები აქვს, რაც მოიცავს უფრო მაღალი სპეციფიკური იმპულსების მაჩვენებლებს, საწვავის ეფექტურობასა და შეუზღუდავ ენერგიის სიმკვრივეს. მართალია, NEP კონცეფციები 10000 წამზე მეტი Isp-ის მიწოდებით გამოირჩევა, რაც ნიშნავს, რომ ბიძგის შენარჩუნება 3 საათის მანძილზე შეუძლია, მაგრამ ეს მაინც დაბალი მაჩვენებელია რაკეტებთან შედარებოთ. 

ელეტროძრავის წყაროს საჭიროება კოსმოსში სითბოს უარყოფის საკითხს წარმოშობს, სადაც თერმული ენერგიის კონვერტაცია იდეალურ პირობებში 30-40%-ს უდრის. მართალია, NTP NERVA მარსზე ეკიპაჟის გადასაყვანად ყველაზე სასურველ მოდელს წარმოადგენს, მაგრამ მასაც აქვს ადეკვატური საწყისი და საბოლოო მასის ფრაქციების უზრუნველყოფის პრობლემა კონკრეტული მისიებისთვის.

სწორედ ამიტომ არჩევენ ძრავის ბიმოდალურ მოდელებს. გუსის დიზაინს, რომელიც NERVA-ს რეაქტორს ეფუძნება, შეუძლია 900 წამის სპეციფიკური იმპულსების წარმოება, რაც ქიმიურ რაკეტებზე 2-ჯერ მეტია. შემოთავაზებული ციკლი კი Wave Rotor-ს (WR) მოიცავს — ტექნოლოგია, რომელიც გამოიყენება შიდა წვის ძრავებში, აძლიერებს წნევის ტალღებს, რომლებიც შემავალი ჰაერის შეკუმშვისას მიღებული რეაქციების შედეგად წარმოიქმნება. NTP ძრავასთან ერთად WR გამოიყენებდა წნევას, რომელიც წარმოიქმნება რეაქტორის მიერ LH2 საწვავის გაცხელებით, რეაქციის მასის შემდგომი შეკუმშვისთვის.

ეს ბიმოდალური დიზაინი იძლევა სწრაფი ტრანზიტის საშუალებას პილოტირებული მისიებისთვის (45 დღე მარსამდე) და რევოლუციას ახდენს კოსმოსის შესწავლის ისტორიაში, — განმარტავს გუსი.

გამოდის, ჩვეულებრივი ძრავის ტექნოლოგიაზე დაყრდნობით, შეიძლება მარსის მისია 3 წლამდე გაგრძელდეს, მისიები კი ყოველ 26 თვეში დაიწყება, როცა დედამიწა და მარსი უახლოეს წერტილში იქნებიან და ტრანზიტს 6-9 თვეს დაუთმობენ. ამ უკანასკნელის 45 დღემდე შემცირება კი მისიას რამდენიმე თვიანს გახდის, რაც მნიშვნელოვანი მიღწევაა არსებული რისკების გათვალისწინებით — რადიაციის ზემოქმედება, მიკროგრავიტაციაში გატარებული დრო და ჯანმრთელობასთან დაკავშირებული სხვა პრობლემები. 

ბრენდი, რომელიც მუდამ მხარს გვიჭერს — The North Face-ის ახალი კამპანია

შინაური ცხოველების ჯანმრთელობის მონიტორინგისთვის AI აპლიკაცია შექმნეს