NASA, DOE ให้ทุนสนับสนุนแนวคิดการขับเคลื่อนพื้นที่ความร้อนนิวเคลียร์สามแนวคิด

ศิลปิน

แนวคิดของศิลปินเกี่ยวกับยานอวกาศที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานความร้อนนิวเคลียร์ (เครดิตภาพ: นาซ่า)





ยานอวกาศที่ใช้พลังงานนิวเคลียร์สำหรับการเดินทางอย่างรวดเร็วไปยังดาวอังคารอาจเข้าใกล้ความเป็นจริงมากขึ้นอีกก้าวหนึ่ง

NASA และกระทรวงพลังงานสหรัฐ (DOE) ได้ร่วมมือกันสนับสนุนแนวคิดการออกแบบสามประการสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ที่อาจกลายเป็นส่วนหนึ่งของระบบขับเคลื่อนด้วยความร้อนนิวเคลียร์ ซึ่งเป็นเทคโนโลยียุคหน้าที่สามารถช่วยให้การสำรวจห้วงอวกาศเร็วขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้น

ตัวอย่างเช่น ยานอวกาศที่ขับเคลื่อนด้วยจรวดความร้อนนิวเคลียร์สามารถไปถึงดาวอังคารได้ในเวลาเพียงสามถึงสี่เดือน ผู้เชี่ยวชาญกล่าว — ประมาณครึ่งหนึ่งของเวลาที่ต้องใช้ในการใช้จรวดเคมีแบบเดิม



ที่เกี่ยวข้อง: แนวคิดการขับเคลื่อนยานอวกาศที่เร็วมาก (ภาพ)

'ด้วยการทำงานร่วมกันทั่วทั้งรัฐบาลและกับอุตสาหกรรม สหรัฐอเมริกากำลังก้าวหน้าในการขับเคลื่อนนิวเคลียร์ในอวกาศ' Jim Reuter ผู้ดูแลระบบร่วมของ Space Technology Mission Directorate ของ NASA กล่าวในแถลงการณ์ . 'สัญญาการออกแบบเหล่านี้เป็นขั้นตอนสำคัญต่อฮาร์ดแวร์เครื่องปฏิกรณ์ที่จับต้องได้ซึ่งวันหนึ่งสามารถขับเคลื่อนภารกิจใหม่และการค้นพบที่น่าตื่นเต้น'

สัญญาที่ประกาศใหม่จะได้รับรางวัลผ่านห้องปฏิบัติการแห่งชาติไอดาโฮ (INL) ซึ่งเป็นไซต์หลักของ DOE สำหรับการวิจัยพลังงานนิวเคลียร์ สัญญาแต่ละฉบับมีมูลค่าสูงถึง 5 ล้านเหรียญสหรัฐ เงินจะนำไปใช้เป็นทุนในการพัฒนา 12 เดือน ซึ่งจะมีผลสูงสุดในการผลิตแนวคิดการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ ผู้เชี่ยวชาญของ INL จะประเมินแนวคิดเหล่านั้น แล้วให้คำแนะนำแก่ NASA เกี่ยวกับวิธีการดำเนินการ เจ้าหน้าที่หน่วยงานกล่าว



บริษัทสามแห่งที่ได้รับสัญญาคือ BWX Technologies, Inc. ซึ่งตั้งอยู่ในเวอร์จิเนีย ซึ่งจะทำงานร่วมกับ Lockheed Martin ในโครงการนี้ General Atomics Electromagnetic Systems แห่งซานดิเอโก ซึ่งจะร่วมมือกับ X-energy LLC และ Aerojet Rocketdyne; และเทคโนโลยี Ultra Safe Nuclear ในซีแอตเทิล ซึ่งมีพันธมิตรคือ Ultra Safe Nuclear Corporation Blue Origin , General Electric Hitachi พลังงานนิวเคลียร์, การวิจัย General Electric, Framatome และ Materion

พลังงานนิวเคลียร์ได้ขับเคลื่อนยานอวกาศตั้งแต่เช้าตรู่ของยุคอวกาศ ช่วยหุ่นยนต์เช่นความอยากรู้อยากเห็นของนาซ่าและ ความเพียร ยานสำรวจบนดาวอังคาร ยานสำรวจ Cassini Saturn และยานโวเอเจอร์แฝดทำหน้าที่บุกเบิก

เทคโนโลยีนิวเคลียร์ประเภทนั้นควบคุมความร้อนที่เกิดจากการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีของพลูโทเนียม -238 โดยแปลงเป็นไฟฟ้าที่ให้พลังงานแก่เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์และอุปกรณ์อื่นๆ ระบบขับเคลื่อนความร้อนนิวเคลียร์เป็นสิ่งที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง พวกเขาจะถ่ายเทความร้อนที่เกิดจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ไปยังสารขับเคลื่อนของเหลว เช่น ไฮโดรเจน ซึ่งจะเปลี่ยนไปเป็นเฟสของแก๊ส ขยายตัว และถูกกรวยผ่านหัวฉีด ทำให้เกิดแรงขับ



เจ้าหน้าที่ของ NASA กล่าวว่าระบบขับเคลื่อนด้วยความร้อนนิวเคลียร์จะมีแรงขับที่สูงขึ้นและประสิทธิภาพในการขับเคลื่อนของจรวดเคมีแบบเดิมถึง 2 เท่า ข้อดีเหล่านี้ค่อนข้างน่าสนใจสำหรับหน่วยงานอวกาศซึ่งกำลังทำงานเพื่อส่งนักบินอวกาศไปยังดาวอังคารในช่วงปี 2030 และต้องการลดเวลาเดินทางไปและกลับจากดาวเคราะห์แดง

เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ยังสามารถช่วยมนุษยชาติตั้งร้านค้าในโลกอื่นหลังจากที่พวกเขาไปถึงที่นั่น ตัวอย่างเช่น NASA กำลังทำงานเกี่ยวกับ a ระบบไฟแบบฟิชชันสำหรับใช้งานบนดวงจันทร์และดาวอังคาร .

'นาซ่าตั้งใจที่จะร่วมมือกับ DOE และ INL เพื่อปล่อยคำขอข้อเสนอที่ขอให้อุตสาหกรรมออกแบบเบื้องต้นของระบบระดับ 10 กิโลวัตต์ที่ NASA สามารถแสดงให้เห็นบนพื้นผิวดวงจันทร์ได้' เจ้าหน้าที่ของหน่วยงานเขียนในแถลงการณ์ 'พลังงานพื้นผิวฟิชชันที่สุกเต็มที่ยังสามารถช่วยแจ้งระบบขับเคลื่อนไฟฟ้านิวเคลียร์ซึ่งเป็นเทคโนโลยีการขับเคลื่อนของผู้สมัครอื่นสำหรับจุดหมายปลายทางที่ห่างไกล'

Mike Wall เป็นผู้เขียน ' ข้างนอกนั้น ' (Grand Central Publishing, 2018; ภาพประกอบโดย Karl Tate) หนังสือเกี่ยวกับการค้นหาชีวิตมนุษย์ต่างดาว ติดตามเขาบน Twitter @michaeldwall ติดตามเราบน Twitter @Spacedotcom หรือ Facebook