Αναζήτηση αυτού του ιστολογίου

Πέμπτη, 5 Φεβρουαρίου 2015

Επανάσταση στη διαστημική εξερεύνηση υπόσχονται οι πυρηνικοί κινητήρες




ΝΑΣΑ / MSFC / Έμετ Γκίβεν
Ένα πλεονέκτημα των κινητήρων με πυρηνική ενέργεια είναι πως, με την προσθαφαίρεση υποσυστημάτων, προσαρμόζονται σχετικά εύκολα στις προδιαγραφές οποιασδήποτε διαστημικής πτήσης.



Το επόμενο «κεφάλαιο» κατάκτησης του διαστήματος, το οποίο προβλέπει πιο μακρινούς στόχους για εξερεύνηση, είναι ξεκάθαρο πως θα χρειασθεί νέες ιδέες και τεχνολογίες για τη γρήγορη μετάβαση σε αυτούς τους προορισμούς.

Ανάμεσα στις προτεραιότητες για τέτοιες καινούριες τεχνολογίες, ξεχωρίσει η ανάγκη για καλύτερους τρόπους κίνησης των διαστημοπλοίων, οι οποίοι θα είναι πιο οικονομικοί στην κατασκευή και πιο αποτελεσματικοί στην κατανάλωση καυσίμων, παρέχοντας όμως παράλληλα την ισχύ που χρειάζεται ώστε τα πληρώματα, οι προμήθειες ή τα μη επανδρωμένα σκάφη να εκπληρώσουν την αποστολή τους.
Σύμφωνα με έκθεση του Μάικλ Χουτς, από το Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Μάρσαλ της ΝΑΣΑ, όλες αυτές οι προδιαγραφές πληρούνται από τους κινητήρες πυρηνικής σύντηξης. Μάλιστα, όπως συμπεραίνει σε πρόσφατη έκθεσή του για το θέμα, «οι κινητήρες με πυρηνική ενέργεια θα μπορούσαν να αλλάξουν τα δεδομένα στη διαστημική εξερεύνηση».
Ένας μικρός πυρηνικός αντιδραστήρας μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε έναν πύραυλο, για να παράγει Πυρηνική Θερμική Πρόωση (ΝΤΡ). 
Σε έναν πύραυλο αυτού του τύπου, αντιδράσεις δευτέριου και τριτίου χρησιμοποιούνται για τη θέρμανση υδρογόνου μέσα στον αντιδραστήρα, το οποίο διοχετεύεται με τη μορφή πλάσματος στην έξοδο του πυραύλου για να προκαλέσει πρόωση.
Μια δεύτερη εναλλακτική κατηγορία, γνωστή ως Πυρηνική Ηλεκτρική Πρόωση (NEC), προβλέπει έναν παρόμοιο αντιδραστήρα, που μετατρέπει την παραγόμενη θερμότητα και ηλεκτρική ενέργεια σε ηλεκτρικό ρεύμα, το οποίο με τη σειρά του θέτει σε λειτουργία έναν ηλεκτροκινητήρα.
Συγκρινόμενοι με την παραδοσιακή τεχνική πρόωσης, που βασίζεται σε χημικά καύσιμα, οι δύο παραπάνω κατηγορίες κινητήρων έχουν αρκετά πλεονεκτήματα. 
Το πρώτο και πιο προφανές είναι πως, για δεδομένη ποσότητα καυσίμου, η ενέργεια που παράγουν είναι πολύ περισσότερη, με συνέπεια να μπορούν να διατηρήσουν το σκάφος σε κίνηση για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα.
Επιπλέον, ανά μονάδα καυσίμου, ένας πυρηνικός κινητήρας παράγει αρκετά μεγαλύτερη προωστική ισχύ. Κάτι που σημαίνει πως ένα πυρηνοκίνητο διαστημόπλοιο θα έφτανε πιο γρήγορα στον προορισμό του.
Ωστόσο, δεν λείπουν τα εμπόδια: για παράδειγμα, ορισμένοι τύποι κινητήρων πυρηνικής ενέργειας χρειάζεται να κατασκευασθούν από υλικά τα οποία αντέχουν σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες. Άλλοι τύποι δεν αντιμετωπίζουν αυτό το πρόβλημα, όμως έχουν πιο περίπλοκη σχεδίαση, και επομένως είναι πιο δύσκολοι και πιο ακριβοί στην κατασκευή.
Ωστόσο, όπως σημειώνει ο Χουτς στην έκθεσή του, μία από τη μεγάλη παρακαταθήκη που υπάρχει για τις τεχνολογίες κίνησης με πυρηνικά καύσιμα είναι πως υπάρχει μακροχρόνια τεχνογνωσία, αφού εδώ και δεκαετίες έχουν ναυπηγηθεί πλωτά, όπως αεροπλανοφόρα και υποβρύχια, που αξιοποιούν τέτοιους κινητήρες. 
Επίσης, η ίδια η ΝΑΣΑ έχει χρησιμοποιήσει ανάλογες γεννήτριες, αν και μικρότερους μεγέθους και ισχύος, σε οχήματα εξερεύνησης πλανητών και μη επανδρωμένα τροχιακά σκάφη.
Για να δείξει τις προοπτικές που ανοίγει η πυρηνοκίνηση, στην έκθεσή του ο Χουτς περιλαμβάνει στις πιθανές εφαρμογές δορυφόρους μακράς εμβέλειας για τη μελέτη του εξώτερου ηλιακού συστήματος και της ζώνης αστεροειδών του Κόιπερ, επανδρωμένες αποστολές στα πέρατα του ηλιακού συστήματος, ακόμη και εγκαταστάσεις για τη διαβίωση ανθρώπων στη Σελήνη και τον Άρη.
Ένα σενάριο αφορά επίσης το Σύστημα Διαστημικών Εκτοξεύσεων της ΝΑΣΑ – με κινητήρες χημικών καυσίμων στο κατώτερο στάδιο του πυραύλου, και μια γεννήτρια πυρηνικών καυσίμων στο ανώτερο, η οποία θα τίθεται σε εφαρμογή μόνον όταν ο πύραυλος βρεθεί εκτός της γήινης ατμόσφαιρας.
Η ιδέα ενός τέτοιου «υβριδικού» πυραύλου θα μπορούσε να γίνει ο κανόνας για τη ΝΑΣΑ και άλλες δημόσιες διαστημικές υπηρεσίες, σύμφωνα με τον Χουτς, λόγω της πολύ βελτιωμένης επίδοσης που αναμένεται να έχουν.
Τέτοιοι πύραυλοι, ανασχεδιασμένοι για να προσφέρουν μεγαλύτερη ταχύτητα αντί για τη μεταφορά της μέγιστης δυνατής ποσότητας φορτίου, θα μπορούσαν να ταξιδέψουν μια ομάδα αστροναυτών στον Άρη στον μισό περίπου χρόνο συγκριτικά με τους συμβατικούς κινητήρες. Κάτι που θα σήμαινε όχι μόνο μικρότερο κόστος, αλλά και μικρότερη έκθεση των αστροναυτών στην ηλιακή ακτινοβολία, κατά τη διάρκεια του «ταξιδιού» τους.
Για να ποσοτικοποιήσουν αυτά τα πλεονεκτήματα στην πράξη, ο Χουτς με την ομάδα του από το Κέντρο πραγματοποιούν πειράματα εδώ και μερικά χρόνια, τα οποία αναμένεται να ολοκληρωθούν το επόμενο καλοκαίρι.
Έτσι, θα θέσουν τις βάσεις για επίγειες δοκιμές μεγάλης κλίμακας, στην επόμενη φάση, και τελικά για δοκιμές σε πραγματικές συνθήκες στο διάστημα. 
Το χρονικό ορόσημο που έχουν ορίσει είναι η δεκαετία του 2030, και η επανδρωμένη αποστολή στον Άρη που προγραμματίζεται για τότε.
Παρ’ όλα αυτά, εκτιμούν πως η ερευνητική τους δουλειά θα έχει πιθανόν εφαρμογή και σε μελλοντικές αποστολές στη Σελήνη, σε ταξίδια αστροναυτών σε αστεροειδείς όσο αυτοί βρίσκονται στη «γειτονιά» της Γης, ακόμη και σε αποστολές ρομπότ στον Δία.
Εξάλλου, ένα πλεονέκτημα των κινητήρων με πυρηνική ενέργεια είναι πως, με την προσθαφαίρεση υποσυστημάτων, προσαρμόζονται σχετικά εύκολα στις προδιαγραφές οποιασδήποτε διαστημικής πτήσης.
Παρά τις ένδοξες σελίδες που έχει γράψει μέχρι σήμερα ο άνθρωπος στην εξερεύνηση του διαστήματος, η «γνωριμία» του είδους μας με κόσμους έξω από τη Γη παραμένει ακόμη σε πρώιμο στάδιο. 
Στην προσπάθεια εξεύρεσης των τεχνολογιών που χρειάζονται για τις επόμενες σελίδες αυτής της εποποιίας, υπάρχουν και άλλες εναλλακτικές λύσεις, όπως παραδέχεται ο Χουτς. Συγκριτικά με αυτές όμως, προσθέτει, η πυρηνική σύντηξη είναι εφικτή, πρακτική και εύκολα εφαρμόσιμη στο εγγύς μέλλον.


Πηγή; Ναυτερμπορική

Δεν υπάρχουν σχόλια :

Δημοσίευση σχολίου

Φεισμπουκ

Τουιτερ