NASA παίζει τα ρέστα της: Πυρηνική αποστολή στον Άρη πριν το 2030
Κατασκόπευαν, αντέγραφαν και ξεπέρασαν: αυτό ακριβώς έκαναν οι Αμερικανοί στη NASA. Ο διευθυντής της υπηρεσίας, Τζάρεντ Ισαάκμαν, ανακοίνωσε την εκτόξευση ενός πυρηνικού ρυμουλκού προς τον Άρη ήδη από το 2028. Μήπως αυτό σημαίνει ότι το ρωσικό διαστημικό ρυμουλκό Zeus θα καταστεί παρωχημένο;
Τίποτα δεν προμήνυε μια τέτοια τροπή των γεγονότων, αλλά στις 26 Μαρτίου, κατά τη διάρκεια μιας παρουσίασης σχεδίων εξερεύνησης της Σελήνης, ο διοικητής της NASA, Τζάρεντ Ισαάκμαν, ανακοίνωσε ότι μια νέα αποστολή στον Άρη θα ξεκινήσει στα τέλη του 2028.
Το πυρηνοκίνητο διαστημόπλοιο SR-1 Freedom θα παραδώσει τρία ελικόπτερα στον Κόκκινο Πλανήτη, τα οποία θα αναζητήσουν πάγο που απαιτείται για την ανθρώπινη άφιξη.
Τι ανατροπή! Δεν υπάρχει ούτε ένα πυρηνικό ρυμουλκό σε δοκιμαστική λειτουργία, και τώρα μια αποστολή έχει προγραμματιστεί για λιγότερο από τρία χρόνια. Από πού βρήκαν οι Αμερικανοί τέτοια τεχνολογία;
Τι είναι ένα πυρηνικό ρυμουλκό;
Οι δορυφόροι εκτοξεύονται στο διάστημα με πυραύλους με χημικούς κινητήρες: το καύσιμο και το οξειδωτικό αναφλέγονται σε έναν θάλαμο καύσης και ένα ρεύμα πίδακα εκτοξεύεται από ένα ακροφύσιο. Πρόκειται για έναν αποδοτικό σχεδιασμό: αυτοί οι κινητήρες παράγουν μεγάλη ώθηση — ακριβώς ό,τι χρειάζεται για να ανυψωθεί γρήγορα ένας πύραυλος που ζυγίζει εκατοντάδες τόνους από το έδαφος.
Ωστόσο, τέτοιοι κινητήρες έχουν ένα σημαντικό μειονέκτημα: καταναλώνουν μεγάλες ποσότητες καυσίμου. Για παράδειγμα, ο μετεωρολογικός δορυφόρος Elektro-L, βάρους 1.766 κιλών, εκτοξεύτηκε από χαμηλή τροχιά γύρω από τη Γη σε γεωστατική τροχιά με τη βοήθεια του ανώτερου σταδίου Fregat-SB με παραδοσιακούς πυραυλοκινητήρες υγρού καυσίμου. Οι δεξαμενές του χωρούν 3.100 κιλά καυσίμου. Όσο πιο μακριά ταξιδεύει ο δορυφόρος, τόσο περισσότερα καύσιμα χρειάζεται και τόσο λιγότερος χώρος απομένει για το ωφέλιμο φορτίο.
Ένα πυρηνικό ρυμουλκό λειτουργεί διαφορετικά: αποτελεί μια ανεξάρτητη μονάδα που εκτοξεύεται ξεχωριστά στο διάστημα. Μόλις τεθεί σε τροχιά, το ωφέλιμο φορτίο προσδένεται σε αυτό, ώστε να μεταφερθεί στη Σελήνη, στον Άρη ή σε άλλον πλανήτη.
Το σύστημα πρόωσης ενός τέτοιου ρυμουλκού είναι παρόμοιο με ένα χερσαίο πυρηνικό εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας: ένας πυρηνικός αντιδραστήρας παράγει θερμότητα, η οποία στη συνέχεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια. Αυτή, με τη σειρά της, τροφοδοτεί τον εξοπλισμό και τους προωθητήρες πλάσματος.
Σε αυτούς τους κινητήρες δεν πραγματοποιείται καύση: ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο μετατρέπει το εργαζόμενο ρευστό (ένα αδρανές αέριο, όπως νέον ή κρυπτό) σε πλάσμα, το οποίο εκτοξεύεται από το ακροφύσιο με πολύ υψηλή ταχύτητα (έως 80–100 km/s, πολύ μεγαλύτερη από εκείνη ενός συμβατικού κινητήρα). Αυτοί οι κινητήρες παράγουν μικρή ώθηση — δεν μπορούν να ξεπεράσουν τη βαρύτητα κατά την εκτόξευση — αλλά είναι ιδιαίτερα αποδοτικοί ως προς την κατανάλωση καυσίμου και μπορούν να λειτουργούν συνεχώς για μεγάλα χρονικά διαστήματα.
Οι κινητήρες υγρών καυσίμων είναι σαν κινητήρας φορτηγού: ισχυροί, αλλά ενεργοβόροι. Οι κινητήρες πλάσματος, αντίθετα, μοιάζουν με κινητήρα μοτοποδηλάτου: οικονομικοί και γρήγοροι, αλλά με περιορισμένη ώθηση.
Ωστόσο, στο διάστημα δεν υπάρχει ανάγκη για ταχεία επιτάχυνση. Δεν υπάρχει αντίσταση αέρα ή τριβή. Έτσι, ένας κινητήρας μπορεί να λειτουργεί αποδοτικά για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Ποιο είναι το πλεονέκτημα ενός πυρηνικού ρυμουλκού;
Ο σχεδιασμός με πυρηνική ενέργεια προσφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα. Το βασικότερο είναι ότι εξαλείφει την ανάγκη μεταφοράς μεγάλων ποσοτήτων καυσίμου, επιτρέποντας τη μεταφορά περισσότερου επιστημονικού εξοπλισμού.
Επιπλέον, επιτρέπει προσαρμογές τροχιάς και δεν εξαρτάται από την ηλιακή ενέργεια. Οι πυρηνικοί αντιδραστήρες είναι επίσης επαναχρησιμοποιήσιμοι.
Ποιος εφηύρε το πυρηνικό ρυμουλκό;
Η ιδέα δεν είναι νέα. Το έργο Hercules αναπτύχθηκε το 1978 από τη RSC Energia, αλλά εγκαταλείφθηκε.
Η ιδέα αναβίωσε στη Ρωσία το 2009 με το πρόγραμμα «Zeus». Ωστόσο, η ανάπτυξή του καθυστερεί συνεχώς, με τις δοκιμές να μετατίθενται πλέον μετά το 2030.
Θα αντικαταστήσει το SR-1 το Zeus;
Το «μυστικό» της ταχείας αμερικανικής ανάπτυξης είναι ότι η NASA σκοπεύει να χρησιμοποιήσει έναν ήδη υπάρχοντα αντιδραστήρα, αρχικά σχεδιασμένο για τον σταθμό Lunar Gateway.
Ωστόσο, η κλίμακα είναι διαφορετική. Ο ρωσικός αντιδραστήρας ανήκει στην κατηγορία μεγαβάτ, ενώ ο αμερικανικός έχει ισχύ περίπου 20 kW — δηλαδή είναι περίπου 50 φορές ασθενέστερος.
Κατά συνέπεια, το SR-1 δεν μπορεί να αντικαταστήσει το Zeus. Πρόκειται για διαφορετικής κλίμακας έργα. Το αμερικανικό ρυμουλκό λειτουργεί κυρίως ως πλατφόρμα δοκιμών, με περιορισμένη διάρκεια ζωής και δυνατότητες, αλλά με το πλεονέκτημα ότι μπορεί να εκτοξευθεί νωρίτερα και να δοκιμάσει την τεχνολογία στην πράξη.
www.bankingnews.gr
Τίποτα δεν προμήνυε μια τέτοια τροπή των γεγονότων, αλλά στις 26 Μαρτίου, κατά τη διάρκεια μιας παρουσίασης σχεδίων εξερεύνησης της Σελήνης, ο διοικητής της NASA, Τζάρεντ Ισαάκμαν, ανακοίνωσε ότι μια νέα αποστολή στον Άρη θα ξεκινήσει στα τέλη του 2028.
Το πυρηνοκίνητο διαστημόπλοιο SR-1 Freedom θα παραδώσει τρία ελικόπτερα στον Κόκκινο Πλανήτη, τα οποία θα αναζητήσουν πάγο που απαιτείται για την ανθρώπινη άφιξη.
Τι ανατροπή! Δεν υπάρχει ούτε ένα πυρηνικό ρυμουλκό σε δοκιμαστική λειτουργία, και τώρα μια αποστολή έχει προγραμματιστεί για λιγότερο από τρία χρόνια. Από πού βρήκαν οι Αμερικανοί τέτοια τεχνολογία;
Τι είναι ένα πυρηνικό ρυμουλκό;
Οι δορυφόροι εκτοξεύονται στο διάστημα με πυραύλους με χημικούς κινητήρες: το καύσιμο και το οξειδωτικό αναφλέγονται σε έναν θάλαμο καύσης και ένα ρεύμα πίδακα εκτοξεύεται από ένα ακροφύσιο. Πρόκειται για έναν αποδοτικό σχεδιασμό: αυτοί οι κινητήρες παράγουν μεγάλη ώθηση — ακριβώς ό,τι χρειάζεται για να ανυψωθεί γρήγορα ένας πύραυλος που ζυγίζει εκατοντάδες τόνους από το έδαφος.
Ωστόσο, τέτοιοι κινητήρες έχουν ένα σημαντικό μειονέκτημα: καταναλώνουν μεγάλες ποσότητες καυσίμου. Για παράδειγμα, ο μετεωρολογικός δορυφόρος Elektro-L, βάρους 1.766 κιλών, εκτοξεύτηκε από χαμηλή τροχιά γύρω από τη Γη σε γεωστατική τροχιά με τη βοήθεια του ανώτερου σταδίου Fregat-SB με παραδοσιακούς πυραυλοκινητήρες υγρού καυσίμου. Οι δεξαμενές του χωρούν 3.100 κιλά καυσίμου. Όσο πιο μακριά ταξιδεύει ο δορυφόρος, τόσο περισσότερα καύσιμα χρειάζεται και τόσο λιγότερος χώρος απομένει για το ωφέλιμο φορτίο.
Ένα πυρηνικό ρυμουλκό λειτουργεί διαφορετικά: αποτελεί μια ανεξάρτητη μονάδα που εκτοξεύεται ξεχωριστά στο διάστημα. Μόλις τεθεί σε τροχιά, το ωφέλιμο φορτίο προσδένεται σε αυτό, ώστε να μεταφερθεί στη Σελήνη, στον Άρη ή σε άλλον πλανήτη.
Το σύστημα πρόωσης ενός τέτοιου ρυμουλκού είναι παρόμοιο με ένα χερσαίο πυρηνικό εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας: ένας πυρηνικός αντιδραστήρας παράγει θερμότητα, η οποία στη συνέχεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια. Αυτή, με τη σειρά της, τροφοδοτεί τον εξοπλισμό και τους προωθητήρες πλάσματος.
Σε αυτούς τους κινητήρες δεν πραγματοποιείται καύση: ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο μετατρέπει το εργαζόμενο ρευστό (ένα αδρανές αέριο, όπως νέον ή κρυπτό) σε πλάσμα, το οποίο εκτοξεύεται από το ακροφύσιο με πολύ υψηλή ταχύτητα (έως 80–100 km/s, πολύ μεγαλύτερη από εκείνη ενός συμβατικού κινητήρα). Αυτοί οι κινητήρες παράγουν μικρή ώθηση — δεν μπορούν να ξεπεράσουν τη βαρύτητα κατά την εκτόξευση — αλλά είναι ιδιαίτερα αποδοτικοί ως προς την κατανάλωση καυσίμου και μπορούν να λειτουργούν συνεχώς για μεγάλα χρονικά διαστήματα.
Οι κινητήρες υγρών καυσίμων είναι σαν κινητήρας φορτηγού: ισχυροί, αλλά ενεργοβόροι. Οι κινητήρες πλάσματος, αντίθετα, μοιάζουν με κινητήρα μοτοποδηλάτου: οικονομικοί και γρήγοροι, αλλά με περιορισμένη ώθηση.
Ωστόσο, στο διάστημα δεν υπάρχει ανάγκη για ταχεία επιτάχυνση. Δεν υπάρχει αντίσταση αέρα ή τριβή. Έτσι, ένας κινητήρας μπορεί να λειτουργεί αποδοτικά για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Ποιο είναι το πλεονέκτημα ενός πυρηνικού ρυμουλκού;
Ο σχεδιασμός με πυρηνική ενέργεια προσφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα. Το βασικότερο είναι ότι εξαλείφει την ανάγκη μεταφοράς μεγάλων ποσοτήτων καυσίμου, επιτρέποντας τη μεταφορά περισσότερου επιστημονικού εξοπλισμού.
Επιπλέον, επιτρέπει προσαρμογές τροχιάς και δεν εξαρτάται από την ηλιακή ενέργεια. Οι πυρηνικοί αντιδραστήρες είναι επίσης επαναχρησιμοποιήσιμοι.
Ποιος εφηύρε το πυρηνικό ρυμουλκό;
Η ιδέα δεν είναι νέα. Το έργο Hercules αναπτύχθηκε το 1978 από τη RSC Energia, αλλά εγκαταλείφθηκε.
Η ιδέα αναβίωσε στη Ρωσία το 2009 με το πρόγραμμα «Zeus». Ωστόσο, η ανάπτυξή του καθυστερεί συνεχώς, με τις δοκιμές να μετατίθενται πλέον μετά το 2030.
Θα αντικαταστήσει το SR-1 το Zeus;
Το «μυστικό» της ταχείας αμερικανικής ανάπτυξης είναι ότι η NASA σκοπεύει να χρησιμοποιήσει έναν ήδη υπάρχοντα αντιδραστήρα, αρχικά σχεδιασμένο για τον σταθμό Lunar Gateway.
Ωστόσο, η κλίμακα είναι διαφορετική. Ο ρωσικός αντιδραστήρας ανήκει στην κατηγορία μεγαβάτ, ενώ ο αμερικανικός έχει ισχύ περίπου 20 kW — δηλαδή είναι περίπου 50 φορές ασθενέστερος.
Κατά συνέπεια, το SR-1 δεν μπορεί να αντικαταστήσει το Zeus. Πρόκειται για διαφορετικής κλίμακας έργα. Το αμερικανικό ρυμουλκό λειτουργεί κυρίως ως πλατφόρμα δοκιμών, με περιορισμένη διάρκεια ζωής και δυνατότητες, αλλά με το πλεονέκτημα ότι μπορεί να εκτοξευθεί νωρίτερα και να δοκιμάσει την τεχνολογία στην πράξη.
www.bankingnews.gr
Σχόλια αναγνωστών