נאס"אוצבא ארה"ב מתכנן לבחון מנוע רקטי המונע על ידי גרעינימֶרחָבכבר בשנת 2027, עשוי לחולל מהפכה באופן שבו אנשים מטיילים בקוסמוס בעשורים הקרובים.

שתי הסוכנויות יעבדו על אהנעה תרמית גרעיניתמערכת, טכנולוגיה ש-NASA רוצה להשתמש כדי לשלוח בני אדם למאדים בסוף שנות ה-2030. אבל משימת הניסוי - הידועה בשם "רקטת הדגמה למבצעי Cislunar זריזים", אותוכנית DRACO- לא יכלול אסטרונאוטים.

תומכי הרקטות המונעות על ידי גרעיני הדגישו זמן רב את היתרונות: מתן אפשרות לחללית לנוע מהר יותר, לשאת מטענים כבדים יותר של אנשים ומטענים, ולהשתמש בדלק בצורה יעילה יותר מאשר הרקטות המבוססות על כימיקלים של ימינו. לאחרונה, הרעיון התגבר, עם תקציב של 110 מיליון דולר לפרויקט השנה.

לא ברור כמה אנשים רגילים יודעים על הטכנולוגיה והאם הפרויקט יחדש את החששות לגבי אסונות גרעיניים. נאס"א ומנהיגי ההגנה אומרים כי הרקטה תהיה בטוחה לאנשים על הקרקע, ובסופו של דבר תהפוך את מסע החלל לבטוח יותר עבור אסטרונאוטים: נסיעות מהירות יותר אומרות שהם יהיו פחות חשיפה לקרניים קוסמיות מזיקות.

אבל בוועידת המכון האמריקאי לאווירונאוטיקה ואסטרונאוטיקה, שם הוכרז על שיתוף הפעולה החדש בוושינגטון הבירה ביום שלישי, ייתכן שהמנחה דיבר בשם המצפון הקולקטיבי כשאמר, "ברור שהציבור הולך להגיד 'אתה' מתכוון לשים לי כור מעל הראש?'"

"אנחנו מכניסים חומרים רדיואקטיביים לחלל, אבל תכננו את כל התהליך כדי שיהיה בטוח", אמרה סטפני טומפקינס, מנהלת הסוכנות לפרויקטים מתקדמים למחקר הגנה, זרוע המחקר והפיתוח של הצבא, שמובילה את התוכנית הכוללת. "חלק מהסיבה לעשות את זה בחלל בהרבה דרכים היא שזה בטוח יותר מהצורך לעשות את זה על כדור הארץ."

ייתכן שהציוץ נמחק

איך רקטות גרעיניות ישנו את מסע החלל?

מומחים תיארו ל-Mashable רקטות מונעות גרעיניות כטכנולוגיות קפיצת מדרגה, ברמה של מאמן במה של סוס וכרכרה לקטר קיטור או טלפון קווי לסמארטפון. נכון לעכשיו, מהנדסים מסתמכים על התנדנדות סביב כוכבי לכת כדי להגיעכוח הכבידה מגביר, העומפ הנוסף הדרוש כדי לשלוח בדיקות חלל עמוק לתוך מערכת השמש. אבל כוח גרעיני ישחרר משימות מהצורך לחכות לפעמים שנים לתזמון הנכון של מסלולים.

"אתה פותח את מערכת השמש החיצונית לחקירה מדעית. אתה לא צריך לחכות עד שכוכבי הלכת יתיישרו. יהיו לך הזדמנויות שיגור בכל שנה", אמר דייל תומס, סגן מנהל אוניברסיטת אלבמה בהאנטסוויל. מרכז מחקר הנעה. "ודרך אגב, מכיוון שאנחנו מדברים על מסלולים ישירים, אתה מגיע לשם בערך בחצי מהזמן."

עם הנעה גרעינית-תרמית, ההגעה למאדים עשויה להימשך כחודשיים במקום תשעה, תלוי בנתיב שנלקח, אמרו המהנדסים. ולצמצום זמן הנסיעה יהיה יתרון של הגבלת האספקה ​​הדרושה למסע כזה.

למה ארה"ב הפסיקה לנסות רקטות גרעיניות?

הניסויים האחרונים של ארצות הברית במנועי רקטות תרמיות גרעיניות אירעו לפני יותר מ-50 שנה. במהלך אותה תקופה, המעבדה הלאומית של לוס אלמוס בניו מקסיקו סייעה לבנות רקטות גרעיניות עבור תוכנית Project Rover של נאס"א. ההתוכנית הסתיימה ב-1972כאשר הנשיא ריצ'רד ניקסון קיבל את ההחלטה הפוליטית לקצץ במימון משימות אנושיות למאדים ובמקום זאת להתמקד בהוצאות על מעבורת החלל ומחקר במסלול נמוך סביב כדור הארץ.

מערכת הנעה תרמית גרעינית תשאוב מימן נוזלי דרך כור, שם יתפצלו אטומי אורניום וישחררו חום. תהליך זה,המכונה ביקוע, ימיר את המימן לגז ויפלוט אותו דרך זרבובית, יוצר דחף להנעת ספינת חלל.

"מחליף המשחק" בפיתוח הטכנולוגיה כיום הוא צורה חדשה של אורניום, שאינה נחשבת לחומר בדרגת נשק. זה פותח את הדלת לחברות חלל מסחריות לעבוד על ספין-אוף לאחר משימת הניסוי, אמרה פאם מלרוי, סגנית המנהל של נאס"א.

אבל זהאורניום מועשר נמוךמהווה את אחד האתגרים הגדולים ביותר עבור נאס"א. חומרים הנמצאים במגע ישיר עם דלק הכור צריכים לעמוד בפני מעל 4,600 מעלות פרנהייט, כמחצית מהטמפרטורה של פני השמש.

האם רקטות המונעות בכוח גרעיני בטוחות?

מבחינת בטיחות, המהנדסים אומרים שהמערכות הגרעיניות לא ישמשו כלל במנחת השיגור. למעשה, זו אחת התפיסות השגויות הנפוצות ביותר לגבי הטכנולוגיה. במעין גישה היברידית, רקטות כימיות יורידו את החללית מהקרקע. ואז, לאחר שהספינה טיפסה לגובה בחלל בין 400 ל-1,300 מייל - הרבה מעל ה-תחנת החלל הבינלאומית- המנועים המונעים על ידי גרעין ישתלטו. זה קריטי כדי להבטיח שהחומר כבר לא רדיואקטיבי עד שהוא ייכנס מחדש לאטמוספירה של כדור הארץ, אמר מלרוי.

אם מסיבה כלשהי הרקטה הכימית תתפוצץ והמנוע המונע על ידי גרעיני יסתיים בים, החומרה הגרעינית עדיין לא יכולה "להיות קריטית", אמר תומס. מערכת הרקטות בחלל לא עובדת עד שהיא מגיעה למסלול.

אולי הסיכונים הבטיחותיים הגדולים ביותר באים לידי ביטוי במהלך בדיקות הקרקע, צעד חיוני לפני ההשקה. מהנדסים יצטרכו מתקנים ענקיים שעדיין לא קיימים כדי ללכוד את האגזוז, המלצה שיצאה ב-דוח עצמאי לשנת 2021נאס"א ביקשה מהאקדמיות הלאומיות לחקור הנעה גרעינית. בנייה חדשה או שינויים במתקנים קיימים עשויים לעלות מיליארדי דולרים.

מתקני בדיקה בטוחים הם שיקול שלא קרה לפני עשרות שנים כאשר מהנדסים עבדו על גרסאות קודמות של מערכות אלו, אמר רוג'ר מאיירס, יועץ תעופה וחלל שהיה שותף בראש המחקר של האקדמיות הלאומיות.

"ממשלת ארה"ב ירתה מנועי רקטות גרעיניות במדבר בנבאדה בלילה, בסוף שנות ה-60 ותחילת שנות ה-70, והם ירו אותם באוויר הפתוח", אמר מאיירס. "אנחנו הרבה יותר זהירים היום".

רוצה עודמַדָעוחדשות טכנולוגיות מועברות ישירות לתיבת הדואר הנכנס שלך? הירשם לניוזלטר הסיפורים המובילים של Mashableהַיוֹם.

ייתכן שהציוץ נמחק

סיכוני חשיפה לקרינה עבור אסטרונאוטים

אולי באופן מפתיע, מומחים אומרים שאסטרונאוטים עתידיים לא יהיו בסיכון גדול יותר לחשיפה לקרינה בגלל המנוע - הדאגה הגדולה יותר שלהם עדיין תהיהקרינת חלל עמוקמהשמש. זה נובע מהעיצוב של הספינה, אמר תומס. לנאס"א יש מענק מחקר כדי לדגמן כיצד ניתן לעצב חללית לעבודה עם מנועי רקטות המונעים על ידי גרעיני.

הצוות יהיה מלפנים והמנוע מאחור, עם מיכל מימן גדול ביניהם. מימן הוא במקרה בולם נויטרונים יוצא דופן. תרגום: "זה כאילו הדלק שלך הוא המגן שלך," אמר תומס. "הייתי אומר שאתה למעשה במצב טוב יותר עם הרקטה הגרעינית-תרמית" מאשר מערכת כימית מדור קודם.

בונוס נוסף לאסטרונאוטים הוא שרקטות המונעות בכוח גרעיני מעניקות לצוות סיכוי להפסיק משימת חלל עמוקה. במנועים כימיים, ברגע שחללית הייתה מכוונת למאדים, לא תהיה חזרה עד שכוכבי הלכת יעמדו שוב בשורה.

תרמית גרעינית מול רקטות חשמליות גרעיניות

אַחֵרסוגים של הנעה גרעיניתאינם מפותחים בתוכנית DRACO השיתופית, כגון כוח גרעיני-חשמלי. רקטה גרעינית-חשמלית תשתמש בכור כדי ליצור חשמל כמו תחנת כוח קטנה. מאיירס מאמין שנאס"א צריכה להשקיע בכולם כי יש להם יתרונות שונים למסע בחלל. אבל ההצטרפות למחלקת ההגנה בפרויקט הניסוי הגרעיני-תרמי הזה הייתה חכמה לשלב משאבים, אמר.

יש בכל זה משהו גם לאנשים שרגליהם נטועות על כדור הארץ. אם מדענים ומהנדסים יכולים לפתח דלק וכור שיכולים לשאת טמפרטורה גבוהה במיוחד, זה עלול להוביל לתחנות כוח גרעיניות בטוחות יותר על הקרקע.

"דלקי הכור שיעבדו שם, אם תשים אותם בכור יבשתי, הם יהפכו את הכור הזה לחסין כדורים", אמר.