Rakiety silnikowe nuklearne dostarczą ludzi na Marsa znacznie szybciej: ale wszystko nie jest takie łatwe

Według naukowców projekcja reaktorów jądrowych dla rakiet, które mogą szybko dotrzeć do Marsa, jest trudnym zadaniem. NASA ma zamiar wysłać do Marsa Astronautów w latach 30. XX wieku. Ten sposób może potrwać od 6 do 9 miesięcy, jeśli używasz tradycyjnych pocisków chemicznych.

Teraz NASA, we współpracy z Departamentem Prospektywnych Projektów Badawczych Departamentu Obrony Stanów Zjednoczonych (DARPA), zajmuje się tworzeniem silnika rakiet jądrowego, który pomoże rakietom 2 razy szybciej dostarczyć ludzi na Czerwoną Planetę. Ale rozwój reaktorów jądrowych dla takich rakiet jest trudnym zadaniem, pisze Phys. W ognisku. Technologia pojawiła się w kanale telegramowym.

Subskrybuj, aby nie przegapić najnowszych i najbardziej natrętnych wiadomości ze świata nauki! Technologia nuklearnych silników rakietowych opiera się na reakcji jądra jądra atomu, gdy uzyskuje się dużo energii, gdy jądro jądra jest neutronem. Reakcja podziału okazała się dobrze w wytwarzaniu energii do NPP. Zastosowanie reakcji podziału jądra do ruchomej rakiety kosmicznej jest szybszą i mocniejszą alternatywą dla rakiet chemicznych.

NASA planuje zademonstrować prototyp pierwszego silnika nuklearnego w przestrzeni w 2027 r. Ale ta technologia jest nadal w trakcie rozwoju. Dan Kotlyar i jego koledzy z Georgia's Technology Institute, Stany Zjednoczone, tworzą teraz modele ulepszające i optymalizację silników rakietowych. Według naukowca ma nadzieję, że wysiłki te pomogą stworzyć rakietę nuklearną, która będzie w stanie dostarczyć ludzi na Marsa 2 razy szybciej.

Konwencjonalne chemiczne silniki rakietowe wykorzystują reakcję chemiczną z udziałem paliwa lekkiego, takiego jak wodór i utleniacz. Po wymieszaniu te dwa komponenty migają, powodując, że paliwo bardzo szybko wydostało się z dyszy, która napędza rakietę. Ale te pociski powinny przenosić tlen w kosmos, co czyni je cięższymi.

W przeciwieństwie do chemicznych silników rakietowych, silniki rakietowe nuklearne polegają na reakcji ogrzewania paliwa, która jest następnie wyrzucana z dyszy w celu stworzenia ciągu. W wielu reakcjach podziału naukowcy wysyłają neutron do lżejszego izotopu uranu, uran-235. Uran pochłania neutron, tworząc uran-236. Następnie Uran-236 jest podzielony na produkty podziału. Reaktory jądrowe na NPP wykorzystują wodę do spowolnienia neutronów i ich wchłaniania oraz ogrzewania.

Woda może wytwarzać parę bezpośrednio w aktywnym obszarze reaktora, który napędza turbinę do wytwarzania energii elektrycznej. Kotlyar twierdzi, że silniki rakiet nuklearnych działają w podobny sposób, ale wykorzystują inne paliwo jądrowe, w którym więcej uranu-235. Pracują również w znacznie wyższej temperaturze, czyniąc je niezwykle potężnymi i kompaktowymi. Silnik jądrowy bardzo szybko wyrzuci paliwo z dyszy, tworząc wielki ciąg. Umożliwi to szybciej latać rakietą.

Naukowcy pracują obecnie nad korzystaniem z bezpieczniejszego paliwa w wyrzutniach rakiet jądrowych, które zawierają dużo uranu, ale jest niskie. Ale takie paliwo zawiera mniej materiału zdolnego do podzielenia. Dlatego rakieta silnika jądrowego będzie miała dużo paliwa do noszenia, więc będzie cięższy. Kotlyar twierdzi, że aby rozwiązać ten problem, naukowcy badają specjalne materiały, które będą skuteczniej wykorzystać paliwo w reaktorach jądrowych.

Przyszłe silniki nuklearne dla rakiet, nad którymi pracują naukowcy, będą musiały spełniać określone standardy wydajności i bezpieczeństwa. Konieczne jest uczynienie silnika niewielką masą, ale tworzy bardzo duży ciąg, tak że jest 2 razy szybciej, aby dostać się na Marsa „Zanim inżynierowie mogą zaprojektować silnik, który spełnia wszystkie te standardy, musisz zacząć od modeli. Te modele.

Pomóż naukowcom zrozumieć badaczy, w jaki sposób silnik poradzi sobie z uruchomieniem i zatrzymaniem. Ale zarządzanie takim silnikiem wymaga dużej mocy obliczeniowej. Dlatego naukowcy z Gruzji pracują nad tworzeniem nowych narzędzi, które nie wykorzystują dużej zdolności obliczeniowej. Jak już napisał, nieoczekiwany ruch był głęboko pod powierzchnią księżyca.