НАСА Ангараг гаригт ердөө 45 хоногийн дотор хүрэх цөмийн пуужин бүтээж байна

Бид ойрын жилүүдэд сансрын нисгэгчдээ сар руу илгээхээр төлөвлөж байгаа сансар судлалын эрин үед амьдарч байна. Ойрын арван жилд НАСА, Хятад хоёр Ангараг гараг руу багийнхан илгээх ба бусад улс орнууд удахгүй тэдэнтэй нэгдэж магадгүй байна. Сансрын нисгэгчдийг дэлхийн нам дор тойрог зам (LOO) болон Дэлхий-Сарны системээс цааш авч явах эдгээр болон бусад номлолд амьдралын дэмжлэг, цацрагийн хамгаалалтаас эхлээд эрчим хүч, хөдөлгөгч хүч хүртэл шинэ технологи шаардлагатай. Сүүлчийн тухай ярихад цөмийн дулааны болон цөмийн цахилгаан хөдөлгүүр (NTP/NEP) нь ялалтын гол өрсөлдөгч юм!

НАСА-гийн 2023 оны Innovative Advanced Concepts (NIAC) хөтөлбөрийн хүрээнд НАСА хөгжлийн эхний үе шатанд хэрэгжүүлэх цөмийн концепцийг сонгон авчээ. Энэхүү шинэ ангиллын хоёр модуль цөмийн цахилгаан станц нь "роторын хурдатгалын долгионы цикл"-ийг ашигладаг бөгөөд Ангараг гараг руу нисэх хугацааг 45 хоног хүртэл бууруулах боломжтой.

Долгионы роторын хурдатгалын цикл бүхий Bimodal NTP/NEP гэж нэрлэгддэг саналыг Флоридагийн Их Сургуулийн гиперсоникийн хөтөлбөрийн захирал, Флоридагийн Инженерийн Хэрэглээний Судалгааны Хөтөлбөрийн (FLARE) багийн гишүүн, профессор Райан Госсе дэвшүүлсэн. Госсегийн санал бол NAIC-аас энэ жил бүтээн байгуулалтын эхний үе шатанд сонгогдсон 14 саналын нэг бөгөөд төсөлтэй холбоотой технологи, аргыг хөгжүүлэхэд туслах 12 долларын буцалтгүй тусламжийг багтаасан юм. Бусад саналууд нь шинэлэг мэдрэгч, багаж хэрэгсэл, үйлдвэрлэлийн технологи, эрчим хүчний систем гэх мэт.

Цөмийн эрчим хүч нь үндсэндээ хоёр ойлголттой бөгөөд хоёулаа сайтар туршиж, баталгаажуулсан технологид тулгуурладаг. Цөмийн дулааны хөдөлгүүрийн (NTP) хувьд цикл нь шингэн устөрөгчийг (LH2) халааж, ионжуулсан устөрөгчийн хий (плазм) болгон хувиргадаг цөмийн реактороос бүрддэг бөгөөд дараа нь түлхэлт үүсгэхийн тулд хошуугаар дамжуулдаг. Энэхүү хөдөлгүүрийн системийн туршилтын хувилбарыг бий болгохыг хэд хэдэн оролдлого хийсэн бөгөөд үүнд төсөл багтсан болно Ровер, АНУ-ын Агаарын цэргийн хүчин болон Цөмийн энергийн комиссын хамтарсан төсөл 1955 онд хэрэгжиж эхэлсэн.

1959 онд НАСА АНУ-ын Агаарын цэргийн хүчнийг хүлээн авч, хөтөлбөр нь сансрын нислэгийн хэрэглээнд зориулагдсан шинэ үе шатанд орсон. Энэ нь эцэст нь пуужингийн тээврийн хэрэгслийн цөмийн хөдөлгүүрт (NERVA) хатуу цөмт цөмийн реакторыг амжилттай туршсан. 1973 онд Аполлоны эрин үе дуусч, хөтөлбөрийн санхүүжилт эрс буурч, нислэгийн туршилт явуулахаас өмнө цуцлахад хүргэсэн.

Нөгөө талаас цөмийн цахилгаан хөдөлгөгч хүч нь цөмийн реакторт тулгуурладаг бөгөөд Холл эффектийн түлхэгчийг (ион түлхэгч) тэжээж, цахилгаан соронзон орон үүсгэдэг бөгөөд ионжуулж, түлхэлт үүсгэхийн тулд идэвхгүй хийг (ксенон гэх мэт) хурдасгадаг. Энэхүү технологийг хөгжүүлэх хүчин чармайлтад НАСА-гийн Цөмийн системийн санаачилга (NSI) хүрээнд хэрэгжүүлсэн Прометей төсөл багтаж байна.

Энэ хоёр систем нь илүү өндөр хувийн импульс (Isp), түлшний хэмнэлт, бараг хязгааргүй эрчим хүчний нягтрал зэрэг уламжлалт химийн хөдөлгүүрүүдээс ихээхэн давуу талтай. Хэдийгээр ойлголтууд нь 10 мянга гаруй секундын тодорхой импульс өгдөг, өөрөөр хэлбэл тэд шахалтыг бараг гурван цагийн турш хадгалах чадвартай гэдгээрээ ялгаатай боловч ердийн пуужин болон NTP-тэй харьцуулахад түлхэлтийн түвшин нэлээд доогуур байна.

Цахилгаан эрчим хүчний эх үүсвэрийн хэрэгцээ нь хамгийн тохиромжтой нөхцөлд дулааны энергийн хувирал 30-40% байдаг сансар огторгуйд дулаан ялгарах асуудлыг хөндөж байна гэж Госсе хэлэв. NERVA-ийн NTP загварууд нь Ангараг гариг ​​болон түүнээс цааш нисдэг нисгэгчтэй нислэгийн хамгийн сайн арга боловч энэ арга нь өндөр дельта долгионтой нислэгийн анхны болон эцсийн массын фракцуудыг хангахтай холбоотой асуудалтай байдаг.

Ийм учраас хоёулангийнх нь давуу талыг хослуулсан тул хөдөлгөөний хоёр аргыг (бимодал) агуулсан саналыг илүүд үздэг. Госсегийн саналд NERVA хатуу түлшний реактор дээр суурилсан хоёр модаль загварыг багтаасан бөгөөд энэ нь 900 секундын тодорхой импульс (Isp) өгөх бөгөөд энэ нь химийн пуужингийн одоогийн гүйцэтгэлээс хоёр дахин их юм.

Госсегийн санал болгож буй циклд мөн долгионы даралтыг нэмэгдүүлэгч буюу долгионы ротор (WR) багтсан бөгөөд энэ технологи нь дотоод шаталтат хөдөлгүүрт ашиглагддаг бөгөөд энэ нь агаарын шахалтын урвалаас үүссэн даралтын долгионыг ашигладаг.

NTP хөдөлгүүртэй хосолсон WR нь реактор дахь LH2 түлшийг халааснаар үүссэн даралтыг ашиглан урвалын массыг шахах болно. Госсегийн амласанчлан энэ нь NERVA ангиллын NTP концепцтэй харьцуулахуйц түлхэлтийн түвшинг өгөх боловч хөөргөх хугацаа 1400-2000 секунд болно. Госсе хэлэхдээ, NEP-ийн мөчлөгтэй хослуулах үед дур хүслийн түвшин улам бүр нэмэгддэг.

Хэрэв ердийн хөдөлгүүрийг ашиглавал Ангараг гараг руу нисдэг хүн гурван жил хүртэл үргэлжлэх боломжтой. Эдгээр номлолууд нь Дэлхий болон Ангараг гараг хамгийн ойр зайд (Ангараг гаригийн сөрөг хүчин гэж нэрлэгддэг) байх үед 26 сар тутамд хөөргөх бөгөөд дор хаяж - сар дамжин өнгөрөх болно.

45 хоног (зургаан долоо хоног) дамжин өнгөрөх нь номлолын нийт хугацааг жил биш сар болгон бууруулна. Энэ нь Ангараг гараг руу аялахтай холбоотой цацраг туяа, бичил таталцалд зарцуулсан цаг хугацаа, эрүүл мэндийн холбоотой асуудлууд зэрэг гол эрсдэлийг эрс багасгах болно.

Цахилгаан станцуудаас гадна нарны болон салхины эрчим хүчийг ашиглах боломжгүй газар дээрх урт хугацааны нислэгийг тогтвортой эрчим хүчээр хангах шинэ реакторын дизайны саналууд байна.

Тухайлбал, NASA-ийн Sterling Technology (KRUSTY) ашигласан киловаттын реактор болон NASA-гийн NAIC 2023 хөтөлбөрийн хүрээнд NASA-гийн хөгжлийн эхний үе шатанд сонгогдсон Fission/Fusion Hybrid реакторууд орно.Эдгээр болон бусад цөмийн технологи нь хэзээ нэгэн цагт Ангараг гариг ​​болон сансарын гүн дэх бусад газруудад нисэгчтэй нислэг үйлдэх боломжийг олгоно. , магадгүй бидний бодсоноос хурдан!

Мөн сонирхолтой:

• НАСА яагаад Сугар гаригийг дэлхийн "муу ихэр" гэж нэрлэсэн бэ?
• НАСА-гийн Уэбб телескоп анхны экзопанетаа нээлээ