Η εξερεύνηση του Διαστήματος εισέρχεται σε μια νέα εποχή, καθώς μηχανικοί του Ohio State University αναπτύσσουν έναν καινοτόμο τύπο πυραυλικού κινητήρα που θα μπορούσε να αλλάξει ριζικά τον τρόπο με τον οποίο ταξιδεύουμε σε πλανήτες όπως ο Άρης. Το σχέδιο βασίζεται στη χρήση υγρού ουρανίου για την απευθείας θέρμανση προωθητικού, προσφέροντας ταχύτητα, αποδοτικότητα και μεγαλύτερες δυνατότητες μεταφοράς φορτίου σε σχέση με τις σημερινές τεχνολογίες.
Η NASA και οι ιδιωτικοί της συνεργάτες έχουν θέσει ως προτεραιότητα την επιστροφή στη Σελήνη και την αποστολή ανθρώπων στον Άρη, με στόχο τη δημιουργία μόνιμης παρουσίας σε ουράνια σώματα πέρα από τη Γη. Για να καταστεί αυτό εφικτό, χρειάζονται νέες μέθοδοι πρόωσης που θα συντομεύσουν τη διάρκεια των ταξιδιών και θα επιτρέψουν τη μεταφορά βαρύτερου εξοπλισμού. Η πυρηνική θερμική πρόωση θεωρείται ήδη μία από τις πιο ελπιδοφόρες λύσεις και το νέο αυτό σχέδιο έρχεται να ενισχύσει ακόμη περισσότερο τις προσδοκίες.
Η βασική αρχή της πυρηνικής πρόωσης είναι ότι ένας πυρηνικός αντιδραστήρας θερμαίνει υγρό προωθητικό σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες, μετατρέποντάς το σε αέριο το οποίο εκτοξεύεται από το ακροφύσιο για να παραχθεί ώση. Το νέο σχέδιο, γνωστό ως φυγοκεντρικός πυρηνικός θερμικός πύραυλος (CNTR), διαφοροποιείται χρησιμοποιώντας υγρό ουράνιο, το οποίο θερμαίνει άμεσα το προωθητικό. Η προσέγγιση αυτή υπόσχεται μεγαλύτερη απόδοση και αποτελεσματικότητα από ό,τι οι χημικοί πύραυλοι αλλά και από προηγούμενα σχέδια πυρηνικών κινητήρων, σύμφωνα με μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Acta Astronautica.
Οι παραδοσιακοί χημικοί κινητήρες έχουν ειδική ώση περίπου 450 δευτερολέπτων, μέτρο που αποτυπώνει την αποδοτικότητα στη χρήση καυσίμου. Οι κινητήρες πυρηνικής πρόωσης διπλασιάζουν σχεδόν αυτόν τον αριθμό, φτάνοντας γύρω στα 900 δευτερόλεπτα, ενώ ο CNTR θα μπορούσε να σπάσει ακόμα και αυτό το όριο. Αυτό σημαίνει ότι ένα ταξίδι προς τον Άρη θα μπορούσε να μειωθεί σε περίπου έξι μήνες, αντί για έναν ολόκληρο χρόνο.
Όπως εξηγεί ο Spencer Christian, υποψήφιος διδάκτορας στο Ohio State και επικεφαλής της κατασκευής του πρωτοτύπου, «ο πύραυλος CNTR μας φέρνει πιο κοντά στο μέλλον, επιτρέποντας ασφαλή και γρήγορα ταξίδια στον Άρη». Η προοπτική δεν αφορά μόνο την ταχύτητα: το σχέδιο θα μπορούσε να λειτουργήσει και με διαφορετικά προωθητικά, όπως αμμωνία, μεθάνιο, υδραζίνη ή προπάνιο, υλικά που θεωρητικά μπορούν να βρεθούν σε αστεροειδείς ή άλλα ουράνια σώματα. Έτσι, οι αποστολές θα μπορούσαν να αξιοποιούν τοπικούς πόρους αντί να μεταφέρουν τεράστιες ποσότητες καυσίμου από τη Γη.
Παρά τις εντυπωσιακές δυνατότητες, το σχέδιο βρίσκεται ακόμα σε πρώιμο στάδιο. Οι μηχανικοί αντιμετωπίζουν τεχνικές προκλήσεις που σχετίζονται με την εκκίνηση, τη διακοπή και τη σταθερή λειτουργία του κινητήρα, ώστε να αποφευχθούν αστάθειες. Ένα από τα μεγαλύτερα ζητήματα είναι η απώλεια υγρού ουρανίου, την οποία η ομάδα προσπαθεί να ελαχιστοποιήσει.
Ο Dean Wang, αναπληρωτής καθηγητής μηχανολογίας και αεροδιαστημικής στο Ohio State και βασικό μέλος της ερευνητικής ομάδας, τονίζει:
Κατανοούμε πολύ καλά τη φυσική πίσω από τον σχεδιασμό μας, αλλά εξακολουθούν να υπάρχουν τεχνικά εμπόδια που πρέπει να ξεπεράσουμε. Είναι κρίσιμο να παραμείνει η πυρηνική πρόωση στο επίκεντρο των διαστημικών προτεραιοτήτων, ώστε η τεχνολογία να ωριμάσει.
Η έρευνα αυτή δεν αφορά απλώς ένα ακόμα εναλλακτικό σχέδιο. Αν επιβεβαιωθεί στην πράξη, θα μπορούσε να φέρει μια πραγματική επανάσταση στη διαστημική εξερεύνηση. Ένα ταξίδι μετ’ επιστροφής στον Άρη μέσα σε έναν χρόνο θα έκανε δυνατή τη συνεχή παρουσία ανθρώπων στον πλανήτη, επιτρέποντας επιστημονικές αποστολές μεγάλης κλίμακας και ίσως τη δημιουργία των πρώτων βάσεων. Παράλληλα, η χρήση πυρηνικής πρόωσης θα επέτρεπε τη μεταφορά βαρύτερου εξοπλισμού, κάτι απαραίτητο για τη μελλοντική διαστημική αποικιοποίηση.
[via]
