עד שנת 2027, נאס"א שואפת להדגים מערכת הנעה תרמו גרעינית המבוססת על ביקוע גרעיני של דלק אורניום המועשר בדרגות נמוכות
נאס"א ודארפ"א מפתחות טכנולוגיית הנעה תרמו-גרעינית (NTP) על מנת לאפשר משימות מאוישות מהירות יותר למאדים. טכנולוגיה זו, שיכולה להיות שימושית גם לפלטפורמות חלל הגנתיות, צפויה להיות מוצגת עם אב טיפוס להדגמה בחלל בשנת 2027. מחקרים מתמשכים מתמקדים בשיפור יעילות ההנעה והבטיחות, קריטיים לשאיפה להגיע למאדים.
נאס"א מתכננת לשגר משימות מאוישות למאדים בעשור הקרוב. עם זאת, המסע בן 225 מיליון קילומטרים לכוכב הלכת האדום, באמצעות דלק רקטי כימי קונבנציונלי, עשוי להימשך מספר חודשים עד שנים. כדי לקצר זמן זה, נאס"א בוחנת הנעה תרמית גרעינית, טכנולוגיה חדשנית המשתמשת בביקוע גרעיני, שעשויה להניע רקטות שיחצו את זמן המסע למחצה למאדים.
הנעה גרעינית: העתיד של המסע בחלל?
ביקוע גרעיני הוא תהליך בו משחררים אנרגיה רבה כשאטום מתפצל על ידי ביקוע. טכנולוגיה זו מבוססת היטב בייצור אנרגיה ובצוללות גרעיניות, ויישומה להנעת רקטות עשוי לספק לנאס"א חלופה מהירה ועוצמתית יותר לרקטות כימיות. נאס"א וסוכנות פרויקטי המחקר המתקדמים של ההגנה (DARPA) מפתחות יחד טכנולוגיית הנעה תרמית גרעינית, ומתכננות להציג את יכולות המערכת באב טיפוס בחלל בשנת 2027.
מערכות הנעה גרעיניות יכולות גם בעתיד להניע פלטפורמות חלל שנועדו להגן על לוויינים אמריקאים במסלול כדור הארץ ומעבר לו. אך הטכנולוגיה עדיין בפיתוח. כפרופסור עוזר להנדסה גרעינית במכון הטכנולוגי של ג'ורג'יה, קבוצת המחקר שלי יוצרת מודלים וסימולציות לשיפור אופני התכנון של מערכות הנעה תרמית גרעינית. מטרתי היא לעזור בעיצוב המנוע הגרעיני שישוגרו משימות מאוישות למאדים.
השוואת מערכות הנעה גרעיניות למערכות הנעה כימיות
מערכות הנעה כימיות קונבנציונליות משתמשות בתגובה כימית עם בין מימן וחומר מחמצן. בעת ההצתה, החומר שנוצר יוצא מהנחיר במהירות גבוהה. אלה מערכות אמינות, אך הן חייבות חמצן שמכביד על הרקטה. לעומת זאת, מערכות הנעה תרמית גרעינית נשענות על תגובות ביקוע לחימום הדלק הרקטי, שמייצר דחף בעת שחרור בלחץ מהנחיר.
בביקוע גרעיני, נייטרון נשלח לכיוון איזוטופ קל של אורניום (אורניום-235), והאורניום שלוכד את הנייטרון מתפצל לאורניום-236 שמתפצל עוד ליחידות של תוצרי ביקוע ומפיק חום רב.
יותר מ-400 כורים גרעיניים פועלים בעולם ומשתמשים בטכנולוגיית ביקוע. הכורים לרוב מתבססים על מים להאטת נייטרונים והעברת חום, ויוצרים קיטור להפעיל טורבינות. מערכות הנעה תרמית גרעינית פועלות בצורה דומה, אך משתמשות בדלק גרעיני עשיר יותר באורניום-235 ועובדות בטמפרטורה גבוהה יותר, שמקנה להן עוצמה וקומפקטיות רבה. למערכות אלה צפיפות עוצמה גבוהה פי 10 מכור מים קל רגיל.
הנעה גרעינית מספקת יתרונות ביחס להנעה כימית. מערכות אלו מייצרות דחף גבוה שמוביל להאצה מהירה יותר. כך, הן עשויות לצמצם את זמן הנסיעה ליעד מחצית לעומת רקטות כימיות.
תכנית DRACO: חלוצים בחקר החלל
מזה עשורים, הממשל האמריקאי מתמרץ פיתוח טכנולוגיית הנעה תרמית גרעינית, כשבין השנים 1955-1973 נוסו ונבדקו 20 מנועים כאלו. אך אלו התבססו על דלק אורניום מועשר מאוד שאינו בשימוש עוד בשל סכנות הפצתו. יוזמת הפחתת האיום העולמי ממשרד האנרגיה שואפת להמיר את הכורים המחקריים לאורניום מועשר בדרגה נמוכה.
דלק HALEU מכיל פחות חומר שבדרכו לבצע ביקוע, ולכן נדרש יותר דלק כזה, מה שמכביד על המנוע. חוקרים בוחנים חומרי דלק יעילים יותר במערכות הללו כדי לשלוט בבעיה זו.
תוכנית DRACO של נאס"א ודארפ"א מתכוונת להשתמש בדלק HALEU במערכת ההנעה שיצורכה בשנת 2027. חברת לוקהיד מרטין שותפה ביחד עם BWX טכנולוגיות לפיתוח הכור ותכנון הדלק.
מנועי הנעה תרמית גרעינית הנמצאים בפיתוח צריכים לעמוד בדרישות ייחודיות לביצועים ולבטיחות, כולל תפקוד מצוין במהלך משימה ומאפשרות תמרון מהיר למאדים.
לפני היכולת לעצב מנועים שיעמדו בסטנדרטים אלה, מהנדסים חייבים להתחיל עם מודלים וסימולציות על מנת להבין איך המנוע מתמודד עם התנעה וכיבוי, וזמני שינויי טמפרטורה ולחץ מהירים.
מנוע הנעה תרמו-גרעינית יהיה שונה מכוחות ביקוע אחרים הקיימים, ולכן מערכות תוכנה מותאמות החדשות הללו יהיו מחויבות לפעולה. קבוצתי עוסקת בעיצוב והערכת מנועים גרעיניים תוך סימולציות, לשיפור בטיחות המנוע ומערכות החשמל.
עוד בנושא באתר הידען:
17 תגובות
עד 2027 אילון מאסק יטיס 100 טונות של ציוד למאדים.
אמנם במסלול האיטי, אבל עם הסטארשיפ החדש שלו.
ייתכן שהוא ינסה להנחית אותה, ואולי אפילו להמריא בחזרה.
היה נחמד גם לציין שהמאמר המקורי בTheConversation נכתב ע"י פרופסור דן קוטליאר מג'ורג'ייהטק (סוג של טכניון בארה"ב), ישראלי לשעבר שעשה את הדוקטורט בבן גוריון בבאר שבע וקבוצתו עומדת בחזית המדע בתחום זה.
עוד שימוש בביקוע גרעיני שיתווסף לכורים גרעיניים ולצוללות גרעיניות.
במצב של תקלות או התקפה צבאית על מתקנים כאלו, נקבל זיהום רדיואקטיבי
גדול שיישאר לעשרות שנים….
אכן, כשמנהלי השיווק של כל האוניברסיטאות החליטו ב-2014 לא לתת אגורה לאתר הידען, הם לא חשבו שצריך עורכים לשוניים ועוד כלל מיני דברים קטנים שעם הכנוסת של 2,000 שקל מגוגל קשה ליישם.
ושהחלטה רעה כזו תמשיך להיות מקויימת עשור אחרי זו גם בעיה.
אכן צודק. אוסיף את הקישור. בכל מקרה נתתי קישור לאתר עצמו והכתבה מובאת לפי רשיון CC 4.O. הסיבה היתה פשוטה – שכחתי. יש המון דברים שצריך לעשות כשמעלים כתבה.
מה, אין כסף לעורך ומידען?
לא ברור מי הכותב של המאמר המקורי, וקישור יכול לעזור גם כן
חחחח, תפסיקו עם הטמטום! לירח לא הגעתם !!!! תפסיקו לחלוב הון מהאזרח האמריקאי.
נראה שהכתבה הזאת הועתקה במלואה ממקור אחר, האם יש סיבה טובה שנמנעת מלפרסם את המקור ולתת לכותב המקורי קרדיט?
המקור:
https://theconversation.com/nuclear-rockets-could-travel-to-mars-in-half-the-time-but-designing-the-reactors-that-would-power-them-isnt-easy-236463
לא מספיק זיהום בעולם, כבר דואגים לזהם את החלל ,מה נותן כל העפת טילים לחלל גם ע"י גורמים פרטיים וטיולים בחלל ? רק זיהום עוד חולי עוד שינוי י אקלים לרעה .
אנרגיה ותרמו גרעינית זו בעצם התכה גרעינית התמזגות של גרעיני אטומים לגרעין גדול יותר היוצר פליטה מגטונית תהליך המתבצע בשמש ובפצצות מימן
אנרגיה ותרמו גרעינית זו בעצם התכה גרעינית התמזגות של גרעיני אטומים לגרעין גדול יותר היוצר פליטה עוצמתית פי כמה מתהליך של ביקוע אטומים
בושה להעתיק טקסט בלי מתן קרדיט
https://theconversation.com/nuclear-rockets-could-travel-to-mars-in-half-the-time-but-designing-the-reactors-that-would-power-them-isnt-easy-236463?
מחצית – של מה?
במקום שנתיים – אז המסע ייארך רק שנה?
במקום 3 חודשים – אז חודש וחצי?
אתם לא יודעים?
שכחתם לשאול?
או שכל הכתבה הזאת,
על בעיות התרגום וחוסר ההגהה של התרגום, פשוט לא מעזה להתחייב?
ביקוע אינו תחליך תרמו גרעיני.
התהליך התרמו גרעיני מתחיל בביקוע בדרך כלל של פלוטונים אבל רוב האנרגיה היא מתהליך היתוך של איזוטופים של מימן.
"… ויש להן יחודיות ספציפית גבוהה יותר שמודדת יעילות ניצול דלק רקטי."
מה המשפט הזה אומר?
זה מרגיש כמו קופי פייסט מגוגל טרנסלייט. מynet מדור מדע, לא אתפלא.. אבל מהידען מצפה ליותר
לא ברור מה המנוע גרעיני יניע ידחוף בחלל?!
מדחף פרופלור לא יעזור בחלל…
אז מה בדיוק המנועים יעשו?