تمول الوكالة الأميركية لمشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة DARPA، ذراع البحث والتطوير في البنتاغون، بناء أول نظام دفع حراري نووي في العالم، الذي يشار إليه اختصارًا بـNTP، لتسيير المركبات الفضائية.
أسرع وأكثر كفاءة
وفقًا لما نشرته مجلة Popular Mechanics الأميركية، يستخدم النظام، الذي يُطلق عليه اختصارًا DRACO ويعني برنامج صاروخ أجايل لعمليات الفضاء المحاذي للقمر، الانشطار النووي بدلاً من وقود الصواريخ التقليدي، مما يجعل نظام الدفع الفضائي أسرع وأكثر كفاءة. وتتوقع وكالة أبحاث الفضاء الأميركية ناسا أن نظام NTP سيمكنه نقل البشر إلى المريخ وما وراءه.
في وقت سابق من الأسبوع الجاري، أعلنت DARPA عن اختيارها لشركة جنرال أتوميكس ولوكهيد مارتن وبلو أوريجن لبناء نظام DRACO، بهدف إرساله إلى مدار أرضي منخفض في عام 2025.
منذ أربعينيات القرن الماضي
مفهوم NTP ليس جديدًا وبحسب شرح وزارة الطاقة الأميركية فإن أنظمة NTP تعمل عن طريق ضخ مادة دافعة سائلة، على الأرجح الهيدروجين، من خلال قلب المفاعل. تنقسم ذرات اليورانيوم داخل القلب وتطلق الحرارة من خلال الانشطار. تعمل هذه العملية الفيزيائية على تسخين المادة الدافعة وتحويلها إلى غاز، يتم توسيعه من خلال فوهة لإنتاج قوة دفع بكفاءة تصل إلى ضعفي كفاءة الصواريخ الكيميائية، نظرًا لحقيقة أن الغازات الأخف تكون أسهل في التسريع.
إلى ذلك، كشف العلماء النقاب عن NTP لأول مرة في الأربعينيات من القرن الماضي. وبحلول الستينيات، كانت وكالة ناسا ولجنة الطاقة الذرية قد أجريتا أبحاثًا وتجاربًا تهدف إلى استخدام صواريخ NTP مع برنامج المحرك النووي لتطبيق المركبات الصاروخية NERVA، لكنهما ألغتا المشروع قبل أن يتمكن المهندسون من بناء صاروخ عامل، وتعزى الأسباب إلى القلق بشأن إطلاق مفاعل باليورانيوم عالي التخصيب - أو البلوتونيوم - إلى المدارات الفضائية، علاوة على أنه كان هناك قناعة سائدة بأن الصواريخ الكيميائية جيدة بما يكفي لبرنامج فضائي بطيء.
يورانيوم منخفض التخصيب
لكن بحسب ما أعلنته داربا فإنه قد آن الأوان للاعتماد على نظام NTP. في السابق، لم يمكن الدفاع أو التشجيع على استخدام نظم الدفع النووية الحرارية لأنه كان هناك احتمال انفجار مركبة فضائية تعمل بالطاقة النووية أثناء الإقلاع وتناثر المواد المشعة بشكل خطير في جميع أنحاء الولايات المتحدة، أو على نطاق أسوأ يشمل بعض البلدان الأخرى. ولكن تعتمد التصميمات الحديثة على يورانيوم منخفض التخصيب أكثر أمانًا، والذي لا يمكن تحويله إلى سلاح إذا وقع في الأيدي الخطأ. كما أن اليورانيوم لن يكون أيضًا مشعًا أثناء الإقلاع، حيث يتم تشغيل المفاعل فقط عندما يصل نظام DRACO بأمان في الفضاء، بحيث أنه إذا وقع حادث وتعرض الصاروخ للسقوط من المدار، فإن الأمر سيستغرق وقتًا طويلاً حتى يتحلل النشاط الإشعاعي.
الفضاء القمري والرحلات المدنية
يضغط البنتاغون أيضًا من أجل إنتاج وتطوير مركبات فضائية، يمكن إعادة وضعها في الفضاء بشكل أسرع من تلك المجهزة بصواريخ كيميائية. وكما يوحي الاسم، فإن داربا تتوقع أن يعمل DRACO بشكل أساسي في الفضاء القمري، أو منطقة الفضاء بين الأرض والقمر. ستسمح نسبة الدفع إلى الوزن الأعلى في NTP للمركبات الفضائية بالتحرك بشكل أسرع عبر مساحة أوسع من الفضاء. إذا نجح نظام DRACO، فسيمكن استخدام تقنيتها في قطاع الفضاء المدني، حيث تعتقد ناسا أن برنامج NTP يمكن أن يخفض الفترات الإجمالية لبعثات المريخ إلى النصف.
أسرع وأكثر كفاءة
وفقًا لما نشرته مجلة Popular Mechanics الأميركية، يستخدم النظام، الذي يُطلق عليه اختصارًا DRACO ويعني برنامج صاروخ أجايل لعمليات الفضاء المحاذي للقمر، الانشطار النووي بدلاً من وقود الصواريخ التقليدي، مما يجعل نظام الدفع الفضائي أسرع وأكثر كفاءة. وتتوقع وكالة أبحاث الفضاء الأميركية ناسا أن نظام NTP سيمكنه نقل البشر إلى المريخ وما وراءه.
في وقت سابق من الأسبوع الجاري، أعلنت DARPA عن اختيارها لشركة جنرال أتوميكس ولوكهيد مارتن وبلو أوريجن لبناء نظام DRACO، بهدف إرساله إلى مدار أرضي منخفض في عام 2025.
منذ أربعينيات القرن الماضي
مفهوم NTP ليس جديدًا وبحسب شرح وزارة الطاقة الأميركية فإن أنظمة NTP تعمل عن طريق ضخ مادة دافعة سائلة، على الأرجح الهيدروجين، من خلال قلب المفاعل. تنقسم ذرات اليورانيوم داخل القلب وتطلق الحرارة من خلال الانشطار. تعمل هذه العملية الفيزيائية على تسخين المادة الدافعة وتحويلها إلى غاز، يتم توسيعه من خلال فوهة لإنتاج قوة دفع بكفاءة تصل إلى ضعفي كفاءة الصواريخ الكيميائية، نظرًا لحقيقة أن الغازات الأخف تكون أسهل في التسريع.
إلى ذلك، كشف العلماء النقاب عن NTP لأول مرة في الأربعينيات من القرن الماضي. وبحلول الستينيات، كانت وكالة ناسا ولجنة الطاقة الذرية قد أجريتا أبحاثًا وتجاربًا تهدف إلى استخدام صواريخ NTP مع برنامج المحرك النووي لتطبيق المركبات الصاروخية NERVA، لكنهما ألغتا المشروع قبل أن يتمكن المهندسون من بناء صاروخ عامل، وتعزى الأسباب إلى القلق بشأن إطلاق مفاعل باليورانيوم عالي التخصيب - أو البلوتونيوم - إلى المدارات الفضائية، علاوة على أنه كان هناك قناعة سائدة بأن الصواريخ الكيميائية جيدة بما يكفي لبرنامج فضائي بطيء.
يورانيوم منخفض التخصيب
لكن بحسب ما أعلنته داربا فإنه قد آن الأوان للاعتماد على نظام NTP. في السابق، لم يمكن الدفاع أو التشجيع على استخدام نظم الدفع النووية الحرارية لأنه كان هناك احتمال انفجار مركبة فضائية تعمل بالطاقة النووية أثناء الإقلاع وتناثر المواد المشعة بشكل خطير في جميع أنحاء الولايات المتحدة، أو على نطاق أسوأ يشمل بعض البلدان الأخرى. ولكن تعتمد التصميمات الحديثة على يورانيوم منخفض التخصيب أكثر أمانًا، والذي لا يمكن تحويله إلى سلاح إذا وقع في الأيدي الخطأ. كما أن اليورانيوم لن يكون أيضًا مشعًا أثناء الإقلاع، حيث يتم تشغيل المفاعل فقط عندما يصل نظام DRACO بأمان في الفضاء، بحيث أنه إذا وقع حادث وتعرض الصاروخ للسقوط من المدار، فإن الأمر سيستغرق وقتًا طويلاً حتى يتحلل النشاط الإشعاعي.
الفضاء القمري والرحلات المدنية
يضغط البنتاغون أيضًا من أجل إنتاج وتطوير مركبات فضائية، يمكن إعادة وضعها في الفضاء بشكل أسرع من تلك المجهزة بصواريخ كيميائية. وكما يوحي الاسم، فإن داربا تتوقع أن يعمل DRACO بشكل أساسي في الفضاء القمري، أو منطقة الفضاء بين الأرض والقمر. ستسمح نسبة الدفع إلى الوزن الأعلى في NTP للمركبات الفضائية بالتحرك بشكل أسرع عبر مساحة أوسع من الفضاء. إذا نجح نظام DRACO، فسيمكن استخدام تقنيتها في قطاع الفضاء المدني، حيث تعتقد ناسا أن برنامج NTP يمكن أن يخفض الفترات الإجمالية لبعثات المريخ إلى النصف.
