طی کردن فاصله زمین تا مریخ در ۳۹روز؟!

0 468

در رمان‌های علمی-تخلی کلاسیک ۲۰۰۱: ادیسه فضایی و ۲۰۱۰: ادیسه دو، نوشته آرتور سی. کلارک (Arthur C. Clarke)، فضاپیماهایی وجود دارند که مسافت‌های بین سیاره‌ای را به کمک موتورهای پلاسمایی طی می‌کنند. در این موتورها رآکتورهای هسته‌ای، هیدروژن یا آمونیاک را تا رسیدن به حالت پلاسما گرم می‌کنند و در این حالت انرژی زیادی برای تولید نیروی پیشران رها می‌شود. در سال 1983 یکی از فضانوردان شاتل فضایی به نام فرانکلین چانگ دیاز (Franklin Chang Diaz) مفهومی را مطرح کرد که ممکن بود فرضیات و داستان‌های کلارک را به واقعیت تبدیل کند. وی طرح موتوری با عنوان «راکت مگنتوپلاسمایی با ضربه ویژه متغیر» یا به اختصار واسیمر (VASIMR) را ارائه کرد.

در این موتور، یک منبع تغذیه الکتریکی هیدروژن، دتریم یا هلیوم را
یونیزه کرده و با راندن الکترون یک جریان پلاسما را به وجود می‌آورد. سپس میدان
مغناطیسی، ذرات باردار گازی را در جهت مناسب برای تولید نیروی پیشران هدایت می‌کند.
چنگ دیاز می‌گوید: «موتورهای راکت در واقع یک قوطی هستند که گاز فشرده‌شده را درون
خود نگه داشته‌اند. وقتی که سوراخی در یک طرف قوطی ایجاد می‌کنید، گاز از قوطی
بیرون جهیده و در جهت مخالف حرکت می‌کند. هرچقدر که محتویات داخل قوطی داغ‌تر
باشد، سرعت خروج گاز و در نتیجه سرعت حرکت راکت بیشتر می‌شود. اما اگر بیش از حد
داغ باشد، قوطی را ذوب می‌کند.»

وی سپس در مورد موتور ابداعی خود توضیح می‌دهد: « موتو واسیمر متفاوت
است چرا که سوخت به صورت الکتریکی باردار می‌شود. وقتی که دمای گاز به بیش از ۱۰هزار
درجه کلوین برسد به پلاسما (توده‌ای از
ذرات باردار الکتریکی) تبدیل می‌شود و این ذرات می‌توانند توسط یک میدان مغناطیسی
در کنار هم نگه داشته شوند. در این حالت میدان مغناطیسی نقش قوطی را دارد و دیگر
اهمیتی ندارد که پلاسمای تولیدشده چقدر داغ باشد.» چانگ دیاز، هیدروژن را سوختی
مناسب برای واسیمر می‌داند به این دلیل که در صورت استفاده از آن، فضاپیما نیاز ندارد
که تمام سوخت مورد نیاز برای سفر را از زمین با خود حمل کند. وی می‌گوید: «
احتمالا در هر نقطه‌ای از منظومه شمسی بتوانیم هیدروژن پیدا کنیم.»

یک فضاپیمای مجهز به موتورهای شیمیایی مرسوم، حدود ۸ ماه برای رسیدن به
مریخ زمان نیاز دارد اما در صورت عملیاتی شدن موتور واسیمر این زمان می‌تواند به ۳۹
روز کاهش پیدا کند. چانگ دیاز در این باره توضیح می‌دهد: «با موتورهای فعلی برای
سفر به مریخ باید نیمی از مسیر را در حال شتاب‌گیری و نیم دیگر را در حال کاهش
سرعت بود؛ در این صورت می‌توان به مریخ رسید اما نمی‌توان فراتر از آن رفت. بیشینه
سرعت نسبت به خورشید حدود ۵۱.۵ کیلومتر بر ثانیه خواهد بود اما رسیدن به این هدف
نیازمند منبع تغذیه هسته‌ای است که پلاسما را تا دمای مناسب گرم کند.»

موضوع استفاده از قدرت هسته‌ای در فضا همواره با بحث و جدل‌هایی همراه
بوده است. در سال ۱۹۹۷ نگرانی عمومی گسترده‌ای در مورد کاوشگر کاسینی
(Cassini) ناسا وجود داشت که یک باتری
پلوتونیوم  را با خود حمل می‌کرد و در یکی از آزمایش‌ها از فاصله نزدیک زمین
عبور کرد. اگرچه ناسا هرگونه خطر این پرواز برای انسان‌ها را انکار می‌کرد، برخی
دانشمندان اعتقاد داشتند که اگر هم اتفاقی می‌افتاد تهدید جدی‌تری نسبت به منابع
ساطع‌کننده تشعشعات به صورت روزمره در سطح زمین محسوب نمی‌شد. در سال ۱۹۷۰ هم
کمیسیون انرژی اتمی به شدت در مورد بازگشت مأموریت آپولو ۱۳ به زمین نگران بود
زیرا یکی از ماژول‌های این مأموریت با نام آکواریوس

(Aquarius)
به همراه منبع تغذیه پلوتونیومی‌اش داخل
اقیانوس افتاد و گمانه‌زنی‌هایی را در مورد انتشار آلودگی رادیواکتیو به وجود آورد
.

ایلان ماسک (Elon Musk)،  مدیر و موسس اسپیس ایکس (SpaceX)،
در مورد عملیاتی شدن موتور واسیمر مطمئن نیست. یکی از
دلایل وی نیز نگرانی از بابت سقوط زباله‌های رادیواکتیو بر روی زمین در صورت وقوع
یک حادثه است
. ماسک حتی در مورد
این که این موتور نسبت به موتورهای شیمیایی یک پیشرفت محسوب می‌گردد نیز شک دارد.
وی می‌گوید: «واسیمر به هر حال نیاز به یک رآکتور هسته‌ای بزرگ دارد. موتور یونی
می‌تواند اندکی کمک کند اما در نبود یک رآکتور هسته‌ای بزرگ کافی نخواهد بود.»
ماسک همچنین به وزن قابل توجهی که رآکتور هسته‌ای به راکت اضافه خواهد کرد اشاره
می‌کند. چانگ دیاز نگرانی‌های در مورد استفاده از رآکتورهای هسته‌ای در فضا را بی‌مورد
می‌داند. وی اعتقاد دارد که اگر انسان واقعا در صدد اکتشافات فضایی باشد، به هر
حال باید با استفاده از انرژی هسته‌ای در فضا کنار بیاید
.

یکی دیگر از منتقدان موتور واسیمر، رابرت زوبرین (Robert
Zubrin)
، مدیر موسسه Mars Society،  است که در زمینه تشکیل
مستعمره در مریخ مطالعاتی انجام می‌دهد. وی به حدی با پروژه واسیمر مخالف است که
آن را یک فریبکاری می‌خواند. زوبرین در یادداشتی در وبسایت اسپیس نیوز
(SpaceNews) نوشته است: «برای عملی کردن
ادعای سفر ۳۹ روزه به مریخ با موتور واسیمر، چانگ دیاز احتمالا یک رآکتور هسته‌ای
با توان ۲۰۰هزار کیلووات و نسبت توان به جرم ۱۰۰۰ وات بر کیلوگرم را در نظر گرفته
است. در حقیقت بزرگ‌ترین رآکتور هسته‌ای فضایی که تاکنون ساخته شده است، توپاز
(Topaz) بود که توسط شوروی ساخته شده و ۱۰
کیلووات توان داشت و نسبت توان به جرم آن ۱۰ وات بر کیلوگرم بود
. بنابراین ساخت سامانه پیشرانشی فانتزی
چانگ دیاز پایه و اساسی ندارد.»
هرچند چانگ دیاز در مقاله‌هایش اشاره کرده که برای تحقق رآکتور هسته‌ای
لازم، در انتظار پیشرفت‌های علمی بیشتر است
.

موتور واسیمر قابلیت عملیاتی شدن داشته باشد یا نه، در سال ۲۰۱۵ شرکت
اد آسترا
(Ad Astra Rocket Company) متعلق به چانگ دیاز موفق به دریافت بودجه‌ای ۹ میلیون دلاری در قالب
قراردادی ۳ ساله با ناسا شد. تاکنون این موتور موفق شده است در آزمایش‌ها با توان ۵۰
کیلووات به مدت ۱ دقیقه کار کند که البته با هدف ۲۰۰ مگاواتی چانگ دیاز بسیار
فاصله دارد. در حال حاضر از آرگون به عناون سوخت برای واسیمر استفاده می‌شود و در
ویدیو زیر می‌توانید ۱۰ ثانیه از آزمایش آن را مشاهده کنید
:

 

منبع spaceflightinsider
با اشتراک گذاری مطلب از اسپاش حمایت کنید
https://espash.ir/?p=13389
مطالب پیشنهادی اسپاش
اشتراک در
اطلاع از
guest
0 نظرات
بازخورد (Feedback) های اینلاین
مشاهده همه دیدگاه ها