การปล่อยจรวดสู่อวกาศด้วยระเบิดปรมาณูเป็นความคิดบ้าๆ ที่ถูกทิ้งไปเมื่อหลายสิบปีก่อนอย่างน่ายินดี แต่เป็น. ริชาร์ด คอร์ฟิลด์ ค้นพบว่าศักยภาพของการใช้พลังงานจากเครื่องยนต์นิวเคลียร์เพื่อขับเคลื่อนการเดินทางในอวกาศกลับมาอยู่ในวาระการประชุมของ NASA
ในปีพ.ศ. 1914 HG Wells ได้ตีพิมพ์ โลกตั้งเป็นอิสระนวนิยายที่มีพื้นฐานมาจากแนวคิดที่ว่าวันหนึ่งเรเดียมอาจขับเคลื่อนยานอวกาศได้ เวลส์ ซึ่งคุ้นเคยกับงานของนักฟิสิกส์ เช่น เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด รู้ว่าเรเดียมสามารถผลิตความร้อนได้ และจินตนาการว่ามันจะถูกนำมาใช้เพื่อหมุนกังหัน หนังสืออาจจะเป็นนิยายแต่ โลกตั้งเป็นอิสระ มองเห็นศักยภาพของสิ่งที่เรียกว่า "ยานอวกาศปรมาณู" ได้อย่างถูกต้อง
แนวคิดในการใช้พลังงานนิวเคลียร์เพื่อการเดินทางในอวกาศเกิดขึ้นในช่วงทศวรรษ 1950 เมื่อประชาชนทั่วไปซึ่งได้เห็นความน่าสะพรึงกลัวของฮิโรชิมาและนางาซากิ ค่อยๆ เชื่อมั่นในการใช้พลังงานนิวเคลียร์เพื่อจุดประสงค์เชิงสันติ ขอบคุณโปรแกรมต่างๆเช่นอเมริกา อะตอมเพื่อสันติผู้คนเริ่มเห็นว่าพลังงานนิวเคลียร์สามารถนำมาใช้เป็นพลังงานและการขนส่งได้ แต่บางทีการใช้งานที่รุนแรงที่สุดในการบินอวกาศ
หนึ่งในผู้สนับสนุนการเดินทางในอวกาศด้วยพลังงานนิวเคลียร์ที่แข็งแกร่งที่สุดคือนักฟิสิกส์คณิตศาสตร์ผู้มีชื่อเสียง Freeman Dyson. ในปี 1958 เขาได้พักงานหนึ่งปีจากสถาบันการศึกษาขั้นสูงในพรินซ์ตัน เพื่อไปทำงานที่ General Atomics ในซานดิเอโก ในโครงการชื่อรหัส Orion ผลิตผลงานของ Ted Taylor นักฟิสิกส์ที่เคยทำงานในโครงการระเบิดปรมาณูแมนฮัตตันที่ Las Alamos โครงการกลุ่มดาวนายพราน มีเป้าหมายเพื่อสร้างยานอวกาศขนาด 4000 ตัน ซึ่งจะใช้ระเบิดนิวเคลียร์ 2600 ลูกในการขับเคลื่อนยานอวกาศขึ้นสู่อวกาศ
การทิ้งระเบิดปรมาณูลงด้านหลังยานอวกาศฟังดูบ้าบอเมื่อคำนึงถึงสิ่งแวดล้อม แต่ Dyson คำนวณว่าชาวอเมริกัน “เพียง 0.1–1 คนเท่านั้น” ที่จะติดมะเร็งด้วยวิธีนี้ โครงการนี้ได้รับการสนับสนุนจากผู้เชี่ยวชาญด้านจรวดด้วยซ้ำ Braun Wernher ฟอนและทำการบินทดสอบที่ไม่ใช่นิวเคลียร์หลายชุด โชคดีที่ สนธิสัญญาห้ามทดสอบบางส่วน พ.ศ. 1963 ยุติโครงการ Orion และในเวลาต่อมา Dyson เองก็ถอนการสนับสนุนยานอวกาศปรมาณูหลังจากตระหนักถึงอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมอย่างล่าช้า
แม้ว่าโครงการ Orion จะสิ้นสุดลง แต่แรงดึงดูดของการขับเคลื่อนด้วยนิวเคลียร์ก็ไม่เคยหายไปเลย (ดูกรอบ “การเดินทางในอวกาศนิวเคลียร์: ประวัติโดยย่อ”) และตอนนี้กำลังเพลิดเพลินกับการฟื้นตัวอีกครั้ง อย่างไรก็ตาม แทนที่จะใช้ระเบิดปรมาณู แนวคิดก็คือการถ่ายโอนพลังงานจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิชชันไปยังเชื้อเพลิงจรวด ซึ่งจะถูกให้ความร้อนประมาณ 2500 เคลวิน และดีดออกผ่านหัวฉีดในกระบวนการที่เรียกว่า "แรงขับเคลื่อนความร้อนนิวเคลียร์" (NTP) . อีกทางหนึ่ง พลังงานฟิชชันอาจทำให้ก๊าซกลายเป็นไอออนซึ่งจะถูกยิงออกจากด้านหลังของยานอวกาศ ซึ่งเรียกว่า "แรงขับด้วยไฟฟ้านิวเคลียร์" (NEP)
การเดินทางในอวกาศที่ใช้พลังงานนิวเคลียร์เป็นโอกาสที่เป็นจริงหรือไม่ และหากเป็นเช่นนั้น เทคโนโลยีใดจะชนะ
การเดินทางในอวกาศนิวเคลียร์: ประวัติศาสตร์โดยย่อ
แนวคิดเกี่ยวกับการบินอวกาศที่ใช้พลังงานนิวเคลียร์นั้นย้อนกลับไปในทศวรรษ 1950 เมื่อนักฟิสิกส์ฟรีแมน ไดสัน เสนอให้ใช้ระเบิดปรมาณูเพื่อขับเคลื่อนจรวดขึ้นสู่อวกาศ แนวคิดดังกล่าวถูกละทิ้งอย่างรวดเร็วและโชคดี แต่ในทศวรรษ 1960 และ 1970 NASA และคณะกรรมาธิการพลังงานปรมาณูของสหรัฐอเมริกาได้ดำเนินการ เครื่องยนต์นิวเคลียร์สำหรับการใช้งานยานพาหนะจรวด โครงการ NERVA ซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อใช้ความร้อนจากปฏิกิริยาฟิชชันเพื่อขับเคลื่อนจรวดขึ้นสู่อวกาศ แม้ว่าจะไม่เคยมีการเปิดตัวภารกิจนิวเคลียร์ แต่ NERVA ก็นำไปสู่ความก้าวหน้าหลายประการในการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ การผลิต เครื่องจักรเทอร์โบ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
ต่อมาในช่วงทศวรรษ 1980 สหรัฐฯ ได้ตั้งงบประมาณไว้ 200 ล้านเหรียญสหรัฐ การขับเคลื่อนความร้อนนิวเคลียร์อวกาศ โปรแกรม (SNTP) ซึ่งพยายามพัฒนาจรวดที่ใช้พลังงานนิวเคลียร์ซึ่งจะมีพลังมากกว่าเครื่องยนต์จรวดเคมีแบบดั้งเดิมถึงสองเท่า SNTP เป็นส่วนหนึ่งของโครงการริเริ่มการป้องกันเชิงยุทธศาสตร์ของสหรัฐฯ ซึ่งประธานาธิบดีโรนัลด์ เรแกนได้จัดตั้งขึ้นเพื่อปกป้องอเมริกาจากขีปนาวุธนิวเคลียร์ที่เข้ามา SNTP ถูกยกเลิกไปในช่วงต้นทศวรรษ 1990 เนื่องจากองค์ประกอบของเชื้อเพลิงมีแนวโน้มที่จะแตกหักภายใต้ความเครียด และการทดสอบระบบขับเคลื่อนก็ถือว่าแพงเกินไป อย่างไรก็ตาม ในตอนนี้ NASA กำลังมองหาการเดินทางในอวกาศด้วยนิวเคลียร์อีกครั้ง (ดูข้อความหลัก)
การเพิ่มพลังนิวเคลียร์
จรวดธรรมดาส่วนใหญ่ใช้พลังงานจากเชื้อเพลิงเคมีธรรมดา ที่ จรวด Saturn V ที่พานักบินอวกาศไปยังดวงจันทร์ในช่วงปลายทศวรรษ 1960 และต้นทศวรรษ 1970 เช่น ใช้เชื้อเพลิงเหลว ในขณะที่จรวดเสริมที่ล้มเหลวอย่างน่าทึ่งระหว่างการปล่อยกระสวยอวกาศ ผู้ท้าชิง ในปี พ.ศ. 1986 มีเชื้อเพลิงแข็ง
เมื่อเร็ว ๆ นี้ จรวดฟอลคอนของ Space Xเช่นมีการใช้น้ำมันก๊าดผสมออกซิเจน ปัญหาคือ เชื้อเพลิงขับเคลื่อนดังกล่าวทั้งหมดมี "ความหนาแน่นของพลังงาน" ค่อนข้างน้อย (พลังงานที่เก็บไว้ต่อหน่วยปริมาตร) และมี "แรงกระตุ้นจำเพาะ" ต่ำ (ประสิทธิภาพที่พวกมันสามารถสร้างแรงขับได้) ซึ่งหมายความว่าแรงขับโดยรวมของจรวด (แรงกระตุ้นจำเพาะคูณด้วยอัตราการไหลของมวลของก๊าซไอเสียและแรงโน้มถ่วงของโลก) อยู่ในระดับต่ำ
สารขับเคลื่อนด้วยสารเคมีจึงสามารถพาคุณไปได้ไกลเท่านั้น โดยที่ดวงจันทร์ถือเป็นขีดจำกัดแบบดั้งเดิม ในการเข้าถึงดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างไกลและจุดหมายปลายทาง "ห้วงอวกาศ" อื่นๆ ยานอวกาศมักจะใช้ประโยชน์จากแรงดึงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์หลายดวง อย่างไรก็ตาม การเดินทางดังกล่าวมีวงจรและใช้เวลานาน ตัวอย่างเช่น ภารกิจจูโนของ NASA จำเป็น ห้าปี เพื่อไปถึงดาวพฤหัสบดี ในขณะที่ยานโวเอเจอร์ใช้เวลามากกว่า 30 ปีจึงจะไปถึงดาวพฤหัสบดีได้ ขอบของระบบสุริยะ. ภารกิจดังกล่าวยังถูกจำกัดด้วยกรอบการปล่อยยานที่แคบและไม่บ่อยนัก
ยานอวกาศนิวเคลียร์จะใช้พลังงานฟิชชันเพื่อให้ความร้อนแก่เชื้อเพลิงแทน (รูปที่ 1) ซึ่งเป็นไปได้มากว่าไฮโดรเจนเหลวจะถูกกักเก็บด้วยการแช่แข็งซึ่งมีมวลโมเลกุลต่ำและมีความร้อนในการเผาไหม้สูง “การขับเคลื่อนด้วยนิวเคลียร์ ไม่ว่าจะเป็นไฟฟ้าหรือความร้อน สามารถดึงพลังงานจากมวลเชื้อเพลิงที่กำหนดได้มากกว่าที่เป็นไปได้จากการขับเคลื่อนด้วยการเผาไหม้” กล่าว เดลโทมัสอดีตรองผู้อำนวยการศูนย์การบินอวกาศมาร์แชลของ NASA ปัจจุบันอยู่ที่มหาวิทยาลัยอลาบามาในฮันต์สวิลล์
1 ภายในยานอวกาศพลังงานนิวเคลียร์
ในจรวดที่ใช้แรงขับความร้อนนิวเคลียร์ ของไหลใช้งาน ซึ่งมักจะเป็นไฮโดรเจนเหลว จะถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ จากนั้นจะขยายตัวผ่านหัวฉีดเพื่อสร้างแรงผลักดัน เมื่อให้ความเร็วไอเสียที่มีประสิทธิผลสูงกว่า จรวดดังกล่าวจะเพิ่มความจุของน้ำหนักบรรทุกเป็นสองเท่าหรือสามเท่าเมื่อเปรียบเทียบกับจรวดเคมีที่เก็บพลังงานไว้ภายใน
โทมัสกล่าวว่าระบบขับเคลื่อนด้วยสารเคมีที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในปัจจุบันสามารถบรรลุผลสำเร็จได้ แรงกระตุ้นเฉพาะ ประมาณ 465 วินาที ในทางตรงกันข้าม NTP สามารถมีแรงกระตุ้นจำเพาะได้เกือบ 900 วินาที เนื่องจากความหนาแน่นของพลังงานที่สูงกว่าของปฏิกิริยานิวเคลียร์ เมื่อรวมกับอัตราส่วนแรงขับต่อน้ำหนักที่สูงกว่ามาก NTP ก็สามารถส่งจรวดไปยังดาวอังคารได้ภายในเวลาเพียง 500 วัน แทนที่จะเป็น 900 วัน
“อัตราส่วนแรงขับต่อน้ำหนักมีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากจะเป็นตัวกำหนดความสามารถของยานอวกาศในการเร่งความเร็ว ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในระหว่างขั้นตอนภารกิจสำคัญๆ เช่น การหนีจากแรงโน้มถ่วงของโลก หรือการหลบหลีกในห้วงอวกาศ” กล่าว เมาโร ออเจลลีหัวหน้าฝ่ายระบบส่งยานอวกาศขององค์การอวกาศแห่งสหราชอาณาจักร ในทางกลับกัน แรงกระตุ้นที่เฉพาะเจาะจงคือการวัดประสิทธิภาพของจรวดที่ใช้เชื้อเพลิงขับเคลื่อน”
การขับเคลื่อนด้วยนิวเคลียร์ ไม่ว่าจะเป็นไฟฟ้าหรือความร้อน สามารถดึงพลังงานจากมวลเชื้อเพลิงที่กำหนดได้มากกว่าที่เป็นไปได้จากการขับเคลื่อนด้วยการเผาไหม้
Dale Thomas มหาวิทยาลัยอลาบามาใน Huntsville
โดยพื้นฐานแล้ว สำหรับจรวดขับเคลื่อนจำนวนหนึ่ง ยานอวกาศที่ใช้พลังงานนิวเคลียร์สามารถเดินทางได้เร็วกว่าและรักษาแรงขับดันได้นานกว่าจรวดเคมี ดังนั้น จึงเป็นเรื่องดีสำหรับภารกิจที่มีลูกเรือไปยังดาวอังคาร ไม่เพียงแต่นักบินอวกาศจะได้เดินทางเร็วขึ้นเท่านั้น แต่ด้วยเหตุนี้ พวกเขาจึงได้รับรังสีคอสมิกน้อยลง “ยิ่งกว่านั้น ระยะเวลาภารกิจที่สั้นลงจะช่วยลดความท้าทายด้านลอจิสติกส์และการช่วยชีวิต ทำให้การสำรวจอวกาศลึกเป็นไปได้และปลอดภัยยิ่งขึ้น” Augelli กล่าวเสริม
แต่พลังงานนิวเคลียร์ไม่ได้เป็นเพียงการลดระยะเวลาการเดินทางเท่านั้น นาซ่าก็มี โปรแกรมเฉพาะ ที่ดี ศูนย์วิจัย Glenn ในเมืองคลีฟแลนด์ รัฐโอไฮโอ เพื่อใช้นิวเคลียร์ฟิชชัน แทนพลังงานแสงอาทิตย์หรือเชื้อเพลิงเคมี เพื่อเป็นพลังงานให้กับยานอวกาศเมื่อไปถึงจุดหมายปลายทางแล้ว “พลังงานนิวเคลียร์ให้ประโยชน์ที่เป็นเอกลักษณ์สำหรับการดำเนินงานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงและภูมิภาคในพื้นที่ที่ระบบพลังงานแสงอาทิตย์และเคมีไม่เพียงพอหรือเป็นไปไม่ได้ที่จะเป็นแหล่งพลังงานสำหรับการดำเนินงานที่ยาวนานขึ้น” ผู้จัดการโครงการกล่าว ลินด์ซีย์ คาลดอน.
กลับมาใช้งานจริง
ในปี 2020 รัฐบาลสหรัฐฯ ได้นำยานอวกาศนิวเคลียร์กลับมาอยู่ในวาระการประชุมอีกครั้งโดย มอบรางวัลเกือบ 100 ล้านเหรียญ ให้กับสามบริษัท ได้แก่ General Atomics, Lockheed Martin และ Blue Origin พวกเขาจะใช้เงินในการทำงานในการ จรวดสาธิตสำหรับปฏิบัติการ Agile Cislunar (DRACO) ซึ่งได้รับทุนสนับสนุนผ่านทาง DARPA หน่วยงานวิจัยของกระทรวงกลาโหมสหรัฐฯ ในระยะแรกบริษัทต่างๆ มีเป้าหมายที่จะแสดงให้เห็นว่า NTP สามารถใช้บินจรวดเหนือวงโคจรโลกต่ำได้ โดย DARPA มุ่งเป้าไปที่อัตราส่วนแรงขับต่อน้ำหนักที่เทียบเท่ากับระบบจรวดเคมีที่มีอยู่
ทาบิธา ดอดสันผู้จัดการโปรแกรม DARPA ของ DRACO คิดว่าการเปิดตัวและการบินของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ประสบความสำเร็จโดยโปรแกรม DRACO จะปฏิวัติการบินในอวกาศ “ไม่เหมือนกับระบบเคมีในปัจจุบันที่พัฒนาไปถึงขีดจำกัดแล้ว เทคโนโลยีนิวเคลียร์ถูกตั้งทฤษฎีให้พัฒนาเป็นระบบต่างๆ เช่น ฟิวชันและอื่นๆ” เธอกล่าว “ยานอวกาศที่พัฒนาให้ควบคุมและขับเคลื่อนโดยเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์จะช่วยให้มนุษยชาติไปได้ไกลยิ่งขึ้น โดยมีโอกาสรอดชีวิตและประสบความสำเร็จมากขึ้นสำหรับภารกิจทุกประเภท”
ในโครงการ DRACO บริษัท General Atomics จะออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ NTP และร่างพิมพ์เขียวสำหรับระบบย่อยการขับเคลื่อน ในขณะที่ Blue Origin และ Lockheed Martin จะวางแผนยานอวกาศด้วยตัวเอง เครื่องปฏิกรณ์ฟิชชันจะใช้เครื่องปฏิกรณ์พิเศษ ยูเรเนียมเสริมสมรรถนะต่ำทดสอบสูง (HALEU) ซึ่งสามารถทำได้โดยใช้เชื้อเพลิงรีไซเคิลจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่มีอยู่ มียูเรเนียมเสริมสมรรถนะเพียง 20% จึงไม่เหมาะที่จะนำไปใช้เป็นอาวุธนิวเคลียร์
เครื่องปฏิกรณ์จะไม่ถูกเปิด (เช่น เข้าขั้นวิกฤติ) จนกว่ายานจะถึงวงโคจรที่ "ปลอดภัยจากนิวเคลียร์" ในกรณีที่เกิดเหตุฉุกเฉินซึ่งไม่น่าจะเกิดขึ้นได้ การปนเปื้อนใดๆ ก็ตามจะกระจายไปในอวกาศอย่างไม่เป็นอันตราย บริษัท Lockheed Martin ได้ผนึกกำลังกับ เทคโนโลยี BWX แห่งเมืองลินช์เบิร์ก รัฐเวอร์จิเนีย เพื่อพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์และผลิตเชื้อเพลิง HALEU BWX บอกว่าจรวด DRACO สามารถยิงได้ ทันทีที่2027.
เครื่องยนต์จรวดหายใจ: อนาคตของการบินอวกาศ
ที่อื่น ๆ นักวิจัยจากห้องปฏิบัติการแห่งชาติไอดาโฮ ในสหรัฐอเมริกากำลังช่วย NASA พัฒนาและทดสอบวัสดุที่จำเป็นสำหรับจรวดนิวเคลียร์ การทดสอบเครื่องปฏิกรณ์ชั่วคราว (TREAT) สิ่งอำนวยความสะดวกใกล้น้ำตกไอดาโฮ พวกเขาได้ดำเนินการฝึกซ้อมเมื่อปีที่แล้วเพื่อตรวจสอบโมเดลคอมพิวเตอร์และทดสอบเซ็นเซอร์และแคปซูลทดลองตัวใหม่ จุดมุ่งหมายในระยะยาวคือการระบุว่าวัสดุ โครงสร้างคอมโพสิต และสารประกอบยูเรเนียมชนิดใดทำงานได้ดีที่สุดในสภาวะที่ร้อนจัดของเครื่องปฏิกรณ์ NTP
ความร้อนจากเครื่องปฏิกรณ์จะทำให้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนร้อนขึ้น ซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความเร็วที่ใหญ่ที่สุด ซึ่งเป็นสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์จรวดเรียกว่า Δv – สำหรับมวลที่กำหนด ข้อเสียของไฮโดรเจนคือมีความหนาแน่นต่ำ และจรวดต้องใช้ถังขนาดใหญ่ สารขับดันอื่นๆ เช่น แอมโมเนีย จะมีค่า Δ ต่ำกว่าv ต่อกิโลกรัมของจรวด แต่มีความหนาแน่นมากกว่ามาก ที่ฮันต์สวิลล์ โทมัสได้แสดงให้เห็นว่าแอมโมเนียจะเป็นเชื้อเพลิงในอุดมคติในการส่งนักดาราศาสตร์จาก NASA ไปยังดาวอังคาร ประตูทางจันทรคติ – สถานีอวกาศที่จะโคจรรอบดวงจันทร์
มีการเผยแพร่ ทบทวนเทคโนโลยี NTP สำหรับสถาบันการบินและอวกาศแห่งอเมริกาในปี 2020 โทมัสได้สรุปว่าระบบ NTP ปกติซึ่งมีแรงขับจำนวนมากสำหรับการเผาไหม้ระยะสั้นประมาณ 50 นาที จะเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการบินผ่านและภารกิจนัดพบ แต่ยังมีระบบ "สองกิริยา" ซึ่งรวม NTP กับ NEP (ดูกล่อง "ความท้าทายของการขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้านิวเคลียร์") แบบแรกให้แรงขับสูงอย่างรวดเร็วในขณะที่แบบหลังให้แรงขับต่ำเป็นระยะเวลานาน เหมาะสำหรับภารกิจไปกลับที่ยาวนาน
เคท แฮกเกอร์ตี้ เคลลี่ผู้อำนวยการฝ่ายอวกาศและวิศวกรรมของ BWX Technologies กล่าวว่าการขับเคลื่อนด้วยความร้อนนิวเคลียร์โดยรวมสามารถมีประสิทธิภาพมากกว่าระบบขับเคลื่อนด้วยสารเคมีถึงสองถึงห้าเท่า ขณะเดียวกันก็ให้แรงขับสูงด้วย “[ในทางตรงกันข้าม] ระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้านิวเคลียร์สามารถให้ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นแต่มีแรงขับต่ำกว่า และพลังงานที่เกิดจากการแยกตัวของนิวเคลียร์สามารถเปลี่ยนเป็นไฟฟ้าเพื่อจ่ายพลังงานให้กับระบบย่อยบนยานอวกาศได้”
ความท้าทายของการขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้านิวเคลียร์
การขับเคลื่อนความร้อนนิวเคลียร์ (NTP) เกี่ยวข้องกับการใช้พลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์เพื่อให้ความร้อนแก่เชื้อเพลิงที่ถูกยิงออกจากด้านหลังของจรวด เช่นเดียวกับอากาศจากบอลลูนของเล่น แต่ด้วยระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้านิวเคลียร์ (NEP) พลังงานฟิชชันจะถูกนำมาใช้เพื่อทำให้ก๊าซแตกตัวเป็นไอออนแทน “จรวดที่ถูกขับออกโดยระบบ NEP อาจเป็นก๊าซเฉื่อย เช่น ซีนอนหรือคริปทอน แต่ไอโอดีน ลิเธียม หรือไฮโดรเจนสามารถเป็นทางเลือกได้ ขึ้นอยู่กับประเภทของคันเร่งไฟฟ้า” Lindsay Kaldon ผู้จัดการโครงการของ พลังงานพื้นผิวฟิชชัน ที่ศูนย์วิจัย Glenn ของ NASA
เมื่อจรวดถูกไอออนไนซ์ ก๊าซจะถูกนำทางและเร่งความเร็วได้โดยใช้อุปกรณ์แม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อให้ยานอวกาศเคลื่อนที่ไปข้างหน้า คาลดอนยอมรับว่าปริมาณแรงขับน้อยกว่าที่คุณได้รับจากจรวด NTP มาก “ให้คิดว่า NEP เป็นเรือใบที่มีลมพัดเบาๆ เมื่อเทียบกับเรือเร็ว” เธอกล่าว “อย่างไรก็ตาม นี่คือทั้งหมดที่เราต้องการสำหรับการเดินทางสู่ห้วงอวกาศอย่างมั่นคงและเชื่อถือได้”
ความท้าทายสำหรับคาลดอนและเพื่อนร่วมงานของเธอที่เกล็นน์คือต้องแน่ใจว่าเครื่องปฏิกรณ์กำลังผลิตกระแสไฟฟ้าเพียงพอที่จะทำให้ตัวขับเคลื่อนแตกตัวเป็นไอออนและตัวขับดันทำงานได้อย่างราบรื่น ทางเลือกหนึ่งคือการใช้ “เครื่องยนต์สเตอร์ลิง”ซึ่งใช้การบีบอัดแบบวนและการขยายตัวของก๊าซระหว่างปลายร้อนและเย็นของเครื่องยนต์เพื่อผลิตไฟฟ้า อีกทางเลือกหนึ่งคือก “ทรัสเตอร์ฮอลเอฟเฟกต์”ซึ่งสร้างแรงดันไฟฟ้าโดยการรวมตัวนำไฟฟ้าเข้ากับสนามแม่เหล็กตั้งฉากกับตัวนำ
NTP หรือ NEP จะดีกว่าสำหรับการปฏิบัติการในห้วงอวกาศหรือไม่ ตามคำกล่าวของ Thomas มันจะขึ้นอยู่กับประเภทของภารกิจ “สำหรับภารกิจในระดับหนึ่ง เช่น ยานอวกาศวิทยาศาสตร์เหนือมวลที่กำหนด หรือภารกิจที่มีลูกเรือ หรือสำหรับจุดหมายปลายทางบางแห่ง NTP จะเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด ในขณะที่ภารกิจอื่นๆ NEP จะดีที่สุด เช่นเดียวกับการเดินทางด้วยรถยนต์ ขึ้นอยู่กับระยะทาง ปริมาณสัมภาระที่คุณบรรทุก ตารางเวลาของคุณ และอื่นๆ”
อนาคตนิวเคลียร์
NASA กำลังพิจารณาภารกิจอวกาศที่ใช้พลังงานนิวเคลียร์หลายภารกิจอยู่แล้ว ตาม รายงานที่เผยแพร่ในเดือนมิถุนายน 2021ซึ่งอาจรวมถึงยานที่จะโคจรรอบดวงจันทร์ต่างๆ ของดาวยูเรนัสและดาวพฤหัสบดี และยานอื่นๆ ที่จะโคจรและลงจอดบนดวงจันทร์ไทรทันของดาวเนปจูน รายงานยังจินตนาการถึงจรวดที่ใช้พลังงานนิวเคลียร์เข้าสู่วงโคจรขั้วโลกรอบดวงอาทิตย์ และอาจถึงขั้นปฏิบัติภารกิจในอวกาศระหว่างดวงดาวด้วยซ้ำ
ในการวิเคราะห์ขั้นสุดท้าย การขับเคลื่อนด้วยนิวเคลียร์บางประเภทจะเป็นส่วนสำคัญของความพยายามในอวกาศในอนาคตของมนุษยชาติ ไม่ว่าจะโดยลำพังหรือรวมกับการขับเคลื่อนประเภทอื่น NASA, UK Space Agency และ European Space Agency ต่างมองหาการบินอวกาศที่ใช้พลังงานนิวเคลียร์ เดิมพันของฉันก็คือว่า ภายในทศวรรษ 2030 ภารกิจที่มีลูกเรือชุดแรกไปยังดาวอังคารจะใช้เทคโนโลยีนี้รูปแบบหนึ่ง ฉันมั่นใจว่าความฝันของ Freeman Dyson จะได้เห็นแสงสว่างแห่งวันในไม่ช้า
- เนื้อหาที่ขับเคลื่อนด้วย SEO และการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์ รับการขยายวันนี้
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai เพิ่มพลังให้กับตัวเอง เข้าถึงได้ที่นี่.
- เพลโตไอสตรีม. Web3 อัจฉริยะ ขยายความรู้ เข้าถึงได้ที่นี่.
- เพลโตESG. คาร์บอน, คลีนเทค, พลังงาน, สิ่งแวดล้อม แสงอาทิตย์, การจัดการของเสีย. เข้าถึงได้ที่นี่.
- เพลโตสุขภาพ เทคโนโลยีชีวภาพและข่าวกรองการทดลองทางคลินิก เข้าถึงได้ที่นี่.
- ที่มา: https://physicsworld.com/a/nuclear-powered-spacecraft-why-dreams-of-atomic-rockets-are-back-on/
- :มี
- :เป็น
- :ไม่
- :ที่ไหน
- $ ขึ้น
- 1
- 2020
- 30
- 50
- 500
- 90
- a
- ความสามารถ
- เกี่ยวกับเรา
- ข้างบน
- เร่งความเร็ว
- เร่ง
- ตาม
- บรรลุ
- เพิ่ม
- สูง
- ความก้าวหน้า
- วิชาการบิน
- หลังจาก
- อีกครั้ง
- บริษัท ตัวแทน
- ระเบียบวาระการประชุม
- เปรียว
- มาแล้ว
- จุดมุ่งหมาย
- มีวัตถุประสงค์เพื่อ
- การเล็ง
- AIR
- อลาบาม่า
- ทั้งหมด
- เกือบจะ
- คนเดียว
- แล้ว
- ด้วย
- แม้ว่า
- am
- สหรัฐอเมริกา
- อเมริกัน
- ชาวอเมริกัน
- สารแอมโมเนีย
- จำนวน
- an
- การวิเคราะห์
- และ
- อื่น
- ใด
- การใช้งาน
- หอจดหมายเหตุ
- เป็น
- รอบ
- AS
- ภาคี
- At
- อะตอม
- ไป
- กลับ
- ถอย
- ห้าม
- ตาม
- BE
- กลายเป็น
- เพราะ
- รับ
- เริ่ม
- กำลัง
- ประโยชน์ที่ได้รับ
- ที่ดีที่สุด
- เดิมพัน
- ดีกว่า
- ระหว่าง
- เกิน
- ที่ใหญ่ที่สุด
- สีน้ำเงิน
- ต้นกำเนิดสีน้ำเงิน
- พิมพ์เขียว
- หนังสือ
- บูสเตอร์
- กล่อง
- สร้าง
- การเผาไหม้
- แต่
- by
- คำนวณ
- โทรศัพท์
- ที่เรียกว่า
- CAN
- โรคมะเร็ง
- ความจุ
- รถ
- ดำเนินการ
- การปฏิบัติ
- ศูนย์
- บาง
- ท้าทาย
- ความท้าทาย
- โอกาส
- เปลี่ยนแปลง
- สารเคมี
- ทางเลือก
- ชั้น
- คลีฟแลนด์
- คลิก
- ผู้สมัครที่ไม่รู้จัก
- เพื่อนร่วมงาน
- รวมกัน
- รวม
- การรวมกัน
- คณะกรรมาธิการ
- บริษัท
- เมื่อเทียบกับ
- ส่วนประกอบ
- คอมพิวเตอร์
- สรุป
- เงื่อนไข
- ตัวนำ
- พิจารณา
- ที่มีอยู่
- สัญญา
- ตรงกันข้าม
- ตามธรรมเนียม
- แปลง
- ความเชื่อมั่น
- ได้อย่างถูกต้อง
- ได้
- หัตถกรรม
- บ้า
- สร้าง
- สร้าง
- วิกฤติ
- สำคัญมาก
- ตัด
- DARPA
- วันที่
- วัน
- วัน
- ทศวรรษที่ผ่านมา
- ถือว่า
- ลึก
- ป้องกัน
- ความต้องการ
- หนาแน่น
- แผนก
- กระทรวงกลาโหม
- ขึ้นอยู่กับ
- ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับ
- ขึ้นอยู่กับ
- ออกแบบ
- ปลายทาง
- สถานที่ท่องเที่ยว
- แน่นอน
- พัฒนา
- อุปกรณ์
- แผนภาพ
- DID
- ดิเอโก
- ต่าง
- ผู้อำนวยการ
- ค้นพบ
- ระยะทาง
- ไกล
- สอง
- ข้อเสีย
- วาด
- ฝัน
- ความฝัน
- ขับรถ
- สอง
- ในระหว่าง
- e
- ก่อน
- ผล
- มีประสิทธิภาพ
- มีประสิทธิภาพ
- ประสิทธิภาพ
- อย่างมีประสิทธิภาพ
- ที่มีประสิทธิภาพ
- ความพยายาม
- ทั้ง
- ติดตั้งระบบไฟฟ้า
- กระแสไฟฟ้า
- อิเล็กทรอนิกส์
- องค์ประกอบ
- กรณีฉุกเฉิน
- ทำให้สามารถ
- ปลาย
- สิ้นสุด
- พลังงาน
- เครื่องยนต์
- ชั้นเยี่ยม
- เครื่องยนต์
- เพลิดเพลินกับ
- พอ
- อุดม
- ทำให้มั่นใจ
- การป้อน
- สิ่งแวดล้อม
- สภาพแวดล้อม
- โดยเฉพาะอย่างยิ่ง
- ในทวีปยุโรป
- องค์การอวกาศยุโรป
- แม้
- เหตุการณ์
- คาย
- วิวัฒน์
- ตัวอย่าง
- ที่มีอยู่
- ขยาย
- การขยายตัว
- แพง
- การทดลอง
- ชำนาญ
- เอาเปรียบ
- การสำรวจ
- ที่เปิดเผย
- ขยาย
- สารสกัด
- สุดโต่ง
- อย่างยิ่ง
- สิ่งอำนวยความสะดวก
- ล้มเหลว
- เหยี่ยวนกเขา
- ฟอลส์
- คุ้นเคย
- ไกล
- เร็วขึ้น
- เป็นไปได้
- นิยาย
- สนาม
- รูป
- สุดท้าย
- ธรรมชาติ
- ยิง
- แน่นหนา
- บริษัท
- ชื่อจริง
- ห้า
- เที่ยวบิน
- เที่ยวบิน
- ไหล
- ของเหลว
- สำหรับ
- กองกำลัง
- ฟอร์ม
- อดีต
- ออกมา
- ข้างหน้า
- กระดูกหัก
- ราคาเริ่มต้นที่
- เชื้อเพลิง
- เชื้อเพลิง
- การทำงาน
- ได้รับทุนสนับสนุน
- การผสม
- อนาคต
- GAS
- General
- สร้าง
- สร้าง
- ได้รับ
- ให้
- กำหนด
- จะช่วยให้
- Go
- รัฐบาล
- ค่อยๆ
- แรงโน้มถ่วง
- แรงดึงดูด
- ยิ่งใหญ่
- แนะนำ
- มี
- มือ
- มี
- มี
- he
- หัว
- หัวข้อ
- การช่วยเหลือ
- เธอ
- จุดสูง
- สูงกว่า
- ตัวเขาเอง
- ของเขา
- ถือ
- ร้อน
- สรุป ความน่าเชื่อถือของ Olymp Trade?
- อย่างไรก็ตาม
- HTML
- ที่ http
- HTTPS
- มนุษยชาติ
- ไฮโดรเจน
- เชื้อเพลิงไฮโดรเจน
- i
- ความคิด
- ในอุดมคติ
- แยกแยะ
- if
- ภาพ
- จินตนาการ
- สำคัญ
- เป็นไปไม่ได้
- in
- ในอื่น ๆ
- ประกอบด้วย
- ขาเข้า
- ข้อมูล
- Initiative
- ภายใน
- แทน
- สถาบัน
- ภายใน
- ระหว่างดวงดาว
- เข้าไป
- ที่เกี่ยวข้องกับการ
- ปัญหา
- IT
- ITS
- ตัวเอง
- เข้าร่วม
- การเดินทาง
- เส้นทางท่องเที่ยว
- jpg
- มิถุนายน
- จูโน
- ดาวพฤหัสบดี
- เพียงแค่
- คีย์
- ที่รู้จักกัน
- คริปทอน
- ที่ดิน
- ใหญ่
- LAS
- ชื่อสกุล
- ปีที่แล้ว
- ปลาย
- ต่อมา
- เปิดตัว
- เปิดตัว
- ปู
- นำ
- น้อยลง
- เบา
- กดไลก์
- น่าจะ
- LIMIT
- ของเหลว
- ลิเธียม
- มาร์ตินล็อกฮีด
- นาน
- เวลานาน
- ระยะยาว
- อีกต่อไป
- ที่ต้องการหา
- จำนวนมาก
- ต่ำ
- ลด
- ทำ
- สนามแม่เหล็ก
- หลัก
- การทำ
- ผู้จัดการ
- หลาย
- ดาวอังคาร
- นกนางแอ่น
- มวล
- วัสดุ
- คณิตศาสตร์
- ความกว้างสูงสุด
- วิธี
- วัด
- วิธี
- อาจ
- นาที
- ขีปนาวุธ
- ภารกิจ
- ภารกิจ
- ผสม
- โมเดล
- โมเลกุล
- เงิน
- ดวงจันทร์
- ดวงจันทร์
- ข้อมูลเพิ่มเติม
- มีประสิทธิภาพมากขึ้น
- มากที่สุด
- การเคลื่อนไหว
- มาก
- หลาย
- คูณ
- my
- นาซา
- แห่งชาติ
- ใกล้
- จำเป็นต้อง
- จำเป็น
- ไม่เคย
- ใหม่
- ความคิด
- นวนิยาย
- ตอนนี้
- นิวเคลียร์
- พลังงานนิวเคลียร์
- พลังงานนิวเคลียร์
- อาวุธนิวเคลียร์
- of
- เสนอ
- การเสนอ
- เสนอ
- โอไฮโอ
- on
- ครั้งเดียว
- ONE
- เพียง
- เปิด
- การดำเนินงาน
- การดำเนินการ
- การดำเนินการ
- ตัวเลือกเสริม (Option)
- Options
- or
- โคจร
- สามัญ
- ที่มา
- อื่นๆ
- ผลิตภัณฑ์อื่นๆ
- ออก
- เกิน
- ทั้งหมด
- ออกซิเจน
- ส่วนหนึ่ง
- เพียงบางส่วน
- รูปแบบไฟล์ PDF
- คน
- ต่อ
- สมบูรณ์
- บางที
- งวด
- ขั้นตอน
- นักฟิสิกส์
- ฟิสิกส์
- โลกฟิสิกส์
- แผนการ
- ดาวเคราะห์
- เพลโต
- เพลโตดาต้าอินเทลลิเจนซ์
- เพลโตดาต้า
- ขั้วโลก
- เป็นไปได้
- อาจ
- ที่มีศักยภาพ
- อำนาจ
- ขับเคลื่อน
- ที่มีประสิทธิภาพ
- การปฏิบัติ
- ประธาน
- พรินซ์ตัน
- กระบวนการ
- ก่อ
- การผลิต
- โครงการ
- โปรแกรม
- โครงการ
- ขับเคลื่อน
- ผู้เสนอ
- เสนอ
- แรงขับ
- โอกาส
- ป้องกัน
- ให้
- ให้
- การให้
- สาธารณะ
- การตีพิมพ์
- วัตถุประสงค์
- ใส่
- รวดเร็ว
- ได้เร็วขึ้น
- การแผ่รังสี
- หัวรุนแรง
- คะแนน
- ค่อนข้าง
- อัตราส่วน
- อัตราส่วน
- มาถึง
- ถึง
- ปฏิกิริยา
- ปฏิกิริยา
- เครื่องปฏิกรณ์
- เหมือนจริง
- จริงๆ
- เมื่อเร็ว ๆ นี้
- ตระหนักถึง
- ใช้แล้ว
- ลด
- ภูมิภาค
- ปกติ
- สัมพัทธ์
- การเผยแพร่
- น่าเชื่อถือ
- รายงาน
- การวิจัย
- หวงห้าม
- ผล
- ทบทวน
- ปฏิวัติ
- จรวด
- ลวก
- วิ่ง
- ปลอดภัย
- ปลอดภัยมากขึ้น
- ซาน
- ซานดิเอโก
- พูดว่า
- กำหนด
- วิทยาศาสตร์
- นักวิทยาศาสตร์
- วินาที
- เห็น
- เซ็นเซอร์
- ชุด
- ชุด
- หลาย
- เธอ
- สั้น
- โชว์
- การแสดง
- แสดง
- เล็ก
- อย่างราบรื่น
- So
- จนถึงตอนนี้
- โซลา
- พลังงานแสงอาทิตย์
- ของแข็ง
- บาง
- บางสิ่งบางอย่าง
- ในไม่ช้า
- แสวงหา
- เสียง
- แหล่งที่มา
- ช่องว่าง
- สถานีอวกาศ
- Space Travel
- ยานอวกาศ
- spaceflight
- ปา
- พิเศษ
- โดยเฉพาะ
- สถานี
- คงที่
- จัดเก็บ
- เก็บไว้
- ยุทธศาสตร์
- ความเครียด
- นฤดม
- โครงสร้าง
- ศึกษา
- ความสำเร็จ
- ที่ประสบความสำเร็จ
- อย่างเช่น
- ดวงอาทิตย์
- สนับสนุน
- แน่ใจ
- พื้นผิว
- การอยู่รอด
- อย่างรวดเร็ว
- ระบบ
- ระบบ
- เอา
- ถัง
- เทย์เลอร์
- เทคโนโลยี
- เทคโนโลยี
- เท็ด
- ทดสอบ
- การทดสอบ
- ข้อความ
- กว่า
- ขอบคุณ
- ที่
- พื้นที่
- ก้าวสู่อนาคต
- สหราชอาณาจักร
- ของพวกเขา
- แล้วก็
- ที่นั่น
- ดังนั้น
- ร้อน
- ล้อยางขัดเหล่านี้ติดตั้งบนแกน XNUMX (มม.) ผลิตภัณฑ์นี้ถูกผลิตในหลายรูปทรง และหลากหลายเบอร์ความแน่นหนาของปริมาณอนุภาคขัดของมัน จะทำให้ท่านได้รับประสิทธิภาพสูงในการขัดและการใช้งานที่ยาวนาน
- พวกเขา
- คิดว่า
- นี้
- สาม
- ตลอด
- แรงผลักดัน
- ภาพขนาดย่อ
- เวลา
- ครั้ง
- ไปยัง
- วันนี้
- เกินไป
- เอา
- ของเล่น
- แบบดั้งเดิม
- โอน
- การขนส่ง
- การเดินทาง
- รักษา
- การเดินทาง
- ทริปเปิ
- ไทรทัน
- ปัญหา
- จริง
- กังหัน
- กลับ
- หัน
- สองครั้ง
- สอง
- ชนิด
- Uk
- ภายใต้
- เป็นเอกลักษณ์
- หน่วย
- มหาวิทยาลัย
- ไม่แน่
- จนกระทั่ง
- ดาวมฤตยู
- us
- กระทรวงกลาโหมสหรัฐฯ
- รัฐบาลเรา
- ใช้
- มือสอง
- ใช้
- การใช้
- มักจะ
- ประโยชน์
- ตรวจสอบความถูกต้อง
- ต่างๆ
- พาหนะ
- ความเร็ว
- ผ่านทาง
- virginia
- แรงดันไฟฟ้า
- ปริมาณ
- ของ
- ผู้เดินทาง
- คือ
- we
- อาวุธ
- เวลส์
- ไป
- คือ
- อะไร
- เมื่อ
- แต่ทว่า
- ที่
- ในขณะที่
- WHO
- ทำไม
- วิกิพีเดีย
- จะ
- ชนะ
- หน้าต่าง
- กับ
- ร่วมเป็นสักขีพยาน
- คำ
- งาน
- ทำงาน
- การทำงาน
- โลก
- จะ
- X's
- ปี
- ปี
- อัตราผลตอบแทน
- เธอ
- ของคุณ
- ลมทะเล