برنامه ناسا برای رادیاتور فضایی به اندازه زمین فوتبال برای سفینه هسته‌ای مریخ

یکی از بزرگترین اهداف در کاوش فضایی، رساندن انسان‌ها به سیاره دوردست، مریخ است. با این حال، رسیدن به مریخ تنها شامل یک چالش نیست بلکه مجموعه‌ای از چالش‌های مهندسی متعددی، از جمله مسافت طولانی، را در بر می‌گیرد.

ماموریت‌های مریخ در حال حاضر به مدت تقریبی ۲ تا ۳ سال برای یک سفر رفت و برگشت برآورد می‌شوند - زمانبندی که با توجه به مسافت ۱۴۰ میلیون مایل از زمین محاسبه شده است.

پیشرانه الکتریکی هسته‌ای می‌تواند این سفر را سریعتر کند و احتمالا زمان آن را کوتاه‌تر نماید.

پژوهشگران در ناسا لانگلی در حال توسعه سیستمی به نام MARVL (رادیاتورهای مدولار مونتاژ شده برای وسایل نقلیه پیشرانه الکتریکی هسته‌ای) هستند که هدف آن پیشرفت قابلیت پیشرانه الکتریکی هسته‌ای برای سفرهای فضایی است.

پروژه MARVL به توسعه یک سیستم ماژولار تخلیه حرارت برای پیشرانه الکتریکی هسته‌ای تمرکز دارد. جالب اینجاست که این سیستم از قطعات کوچکتری تشکیل شده که می‌توانند توسط ربات‌ها در فضا مونتاژ شوند، که این موضوع آن را برای ماموریت‌های فضایی بزرگ مقیاس عملی‌تر می‌سازد.

آماندا استارک، مهندس انتقال حرارت در ناسا لانگلی و محقق اصلی پروژه MARVL گفت: 'با انجام این کار، ما تلاش می کنیم تا کل سیستم را در یک فیرینگ راکت جا دهیم. این به ما اجازه می‌دهد تا طراحی را کمی سست‌تر کرده و بهینه‌سازی بیشتری انجام دهیم.'

مونتاژ رباتیک

پیشرانه الکتریکی هسته‌ای از یک رآکتور هسته‌ای برای تولید برق استفاده می‌کند. سپس این برق برای یونیزه کردن و شتاب دادن گازها به کار می‌رود، که یک نیروی پیشران قوی برای فضاپیما ایجاد می‌کند.

با این حال، یک رآکتور هسته‌ای نیاز به تولید حرارت عظیمی برای سفرهای فضایی طولانی دارد.

طرح‌های سنتی رادیاتورهای بسیار بزرگی را در نظر داشتند که ممکن است در نوک یک راکت جا نشوند.

زمانی که کاملاً باز شود، آرایه رادیاتور تخلیه حرارت می‌تواند به مساحتی تقریباً معادل یک زمین فوتبال بکشد. در نتیجه، جا دادن آن در یک راکت به عنوان یک چالش طراحی بزرگ شناخته شده است.

اینجاست که پروژه MARVL وارد می‌شود. رادیاتورهای مدولار مونتاژ شده هدفشان حل این مشکل با امکان‌پذیر کردن مونتاژ سیستم رادیاتور در فضا است. به جای ارسال کل سیستم به یکباره، می‌توان اجزای منفرد را منتقل کرد. این رویکرد انعطاف‌پذیری بیشتری در طراحی و تدارکات حمل و نقل ایجاد می‌کند.

ناسا برنامه دارد تا با استفاده از ربات‌ها صفحات رادیاتور سیستم پیشرانه الکتریکی هسته‌ای را سرهم کند. طبق اعلام ناسا اطلاعیه ، این صفحات جریان یک خنک‌کننده فلز مایع مانند آلیاژ سدیم-پتاسیم را تسهیل می‌کنند تا حرارت مؤثرتر تخلیه شود.

جولیا کلاین، مربی پروژه در بخش تحقیقات ناسا لانگلی، گفت: 'وسایل نقلیه امروزی در طول فرایند طراحی، مونتاژ در فضا را در نظر نگرفته بودند، بنابراین ما این فرصت را داریم تا بگوییم، "ما می‌خواهیم این وسیله نقلیه را در فضا بسازیم. چگونه آن را انجام دهیم؟ و وسیله نقلیه چه شکلی می‌شود اگر چنین کنیم؟" فکر می‌کنم این موضوع آنچه که درباره پیشرانه هسته‌ای در ذهن داریم را توسعه خواهد داد.'

نمونه کوچک مقیاس در دو سال آماده خواهد شد

پروژه MARVL از طریق ابتکار شغلی ناسا در بخش فناوری فضایی تأمین مالی شده است.

تیم، شامل همکارانی از Boyd Lancaster, Inc.، ناسا Glenn و ناسا Kennedy، دو سال زمان دارند تا مفهوم را توسعه دهند. آنها هدف دارند تا یک نمایشی کوچک مقیاس از طراحی MARVL را بعد از این دوره انجام دهند.

چندین آژانس فضایی و نهادهای تجاری در حال بررسی استفاده از پیشرانه هسته‌ای برای ماموریت‌های سریعتر به مریخ هستند.

در دسامبر ۲۰۲۴، شرکت‌های آمریکایی، Ad Astra Rocket Company و The Space Nuclear Power Corporation (SpaceNukes)، یک همکاری برای پیشرفت فناوری پیشرانه الکتریکی هسته‌ای (NEP) قدرت بالا ایجاد کردند.

این همکاری باشیدن در جهت سرعت بخشیدن به توسعه سفرهای فضایی سریعتر و مطمئن‌تر برای ماموریت‌های انسانی و رباتیک به مریخ است.