موتور های فضایی با پیشران هسته ای

در سفر‌های فضایی به کرات آسمانی در منظومه شمسی‌ بی‌ شک بشر به سوی موتور هایی با پیشران هسته‌ای به دلیل بهره وری بالا خواهد رفت، که همین خود اهمیت دانش فوق مهم هسته‌ای را نشان میدهد که از توسعه و پیشرفت آن در ایران به هیچ وجه نباید کوتاه آمد. در این راستا ناسا قصد دارد برای ماموریت‌های با سرنشین خود به مریخ از موتور‌های هسته‌ای استفاده کند. این موتور ها، پیشران‌های گرما هسته‌ای (NTP) نام دارند.

این پیشران‌ها البته جدید نیستند و کار تحقیق و توسعه آن در دهه ۶۰ میلادی آغاز شد، اما می‌توانند زمان سفر را به میزان قابل توجهی کاهش دهند و محموله‌های بیشتری را نسبت به پیشران های شیمیایی امروزی حمل کنند که به انسان فرصت زیادی برای کاوش در اعماق فضا می‌دهد.سیستم های NTP با پمپاژ یک پیشران مایع، به احتمال زیاد هیدروژن به سوی هسته راکتور کار می کنند. اتم های اورانیوم در داخل هسته از هم شکافته می‌‌شوند و از طریق شکافت گرما آزاد می کنند. این فرآیند فیزیکی، هسته را گرم و مایع را به گاز تبدیل می‌کند که از طریق یک نازل منبسط می‌شود تا نیروی رانش تولید کند.راکت‌های NTP نسبت به راکت‌های شیمیایی چگالی انرژی بیشتری دارند و دو برابر کارآمدتر هستند.

مهندسان این عملکرد را به عنوان ضربه ویژه اندازه گیری می کنند، که مقدار نیروی رانشی است که می توانید از مقدار خاصی از پیشران بدست آورید. ضربه ویژه یک موشک شیمیایی که هیدروژن مایع و اکسیژن مایع را می‌سوزاند ۴۵۰ ثانیه است، دقیقاً نیمی از راندمان پیشران یک راکت هسته‌ای (۹۰۰ ثانیه). این به این دلیل است که گازهای سبک تر شتاب بیشتری می‌ گیرند. هنگامی که راکت های های شیمیایی سوزانده می شوند، بخار آب تولید می کنند که محصول جانبی بسیار سنگین تر نسبت به هیدروژنی است که در یک سیستم NTP استفاده می شود. این منجر به راندمان بیشتر می شود و به راکت اجازه می دهد با سوخت کمتر به مسافت‌های دورتر سفر کند. لازم به ذکر است که سیستم های NTP روی زمین استفاده نخواهند شد. در عوض، قبل از اینکه به کار گرفته بشوند، توسط راکت های شیمیایی به فضا پرتاب می شوند. سیستم های NTP برای تولید مقدار نیروی رانش لازم برای خروج از سطح زمین طراحی نشده اند.سیستم‌های NTP انعطاف‌پذیری بیشتری را برای مأموریت‌های فضایی عمیق ارائه می‌ دهند. آنها می توانند زمان سفر به مریخ را تا ۲۵ درصد کاهش دهند و مهمتر از آن، قرار گرفتن خدمه پرواز در معرض تشعشعات کیهانی را محدود کنند. آنها همچنین می‌توانند پنجره‌های پرتاب گسترده‌تری را فعال کنند که به ترازهای مداری وابسته نیستند و به فضانوردان اجازه می‌دهند تا مأموریت‌ها را متوقف کنند و در صورت لزوم به زمین بازگردند.برای سوخت راکتور درحال حاضر به دنبال سوخت‌های نوین با غنای پایین اورانیوم هستند، اما از دید من به دلیل کوچک و کمپاکت بودن راکتور، نیاز به اورانیوم با غنای ۹۶ درصد است که البته هزینه را نیز بالا خواهد برد، به همین روی ناسا و شرکا در حال امکان سنجی برای دستیابی به سوختهای اورانیومی با غنای پایین هستند. به هر روی طراحی‌ و ساخت راکتور در ابعاد گوناگون و دانش غنی سازی و ایجاد ظرفیت بالای غنی سازی در کشور در هر خلوص ممکن، می‌بینید که از چه اهمیتی بسزایی حتی برای سفر‌های فضایی برخوردار است. مذاکرات مزخرف و مضر برجامی همه این پیشرفت‌ها را نیست و نابود خواهند کرد.