Mars’a uçmak istiyorsanız, kalkış tarihinizi dikkatlice seçmelisiniz. İdeal fırlatma pencereleri yalnızca 26 ayda bir gelir ve bu fırlatma pencereleri dardır çünkü gezegenlerin hizada olması gerekir. Gerçekten.
Hızlı bir roket bu pencereleri genişletebilir, yolculuk süresini kısaltabilir ve yolcuların yanı sıra zamana duyarlı kargoları da boşa çıkarabilir. Sorun şu ki, günümüzün kimyasal roketlerinin hızı taşıyabilecekleri yakıt ve oksijenle sınırlı.
Bunun yerine, nükleer enerji kullanabilirsiniz – uzun vadeli bir uzay sondasının zayıf iyon tahrikine güç sağlayabilecek türden yalnızca bir radyoaktif ısı kaynağı değil, gerçek bir fisyon reaktörü. Böyle bir fırın, 20 kelvinlik bir sıvı hidrojen damlasını 2.700 kelvinlik bir gaz kasırgasına genişleterek, yönetilebilir miktarda itici gücün Mars’a yarı yolda güçlü bir itme gücü sağlamasına ve ardından itişi tersine çevirerek yavaşlatmasına olanak sağlayabilir.
Bu tam olarak NASA ve DARPA’nın önce bir prototip, sonra bir ay roketi ve son olarak gezegenler arası bir araç olarak inşa etmek istediği şey. 26 Temmuz’da ajanslar, Lockheed Martin ve Lynchburg, Va merkezli bir reaktör şirketi olan BWX Technologies ile bir ortaklık olan projenin ayrıntılarını açıkladılar. Çevik Cislunar Operasyonları için Gösteri Roketi için projeye Harry Pottervari DRACO adını verdiler.
Plan, prototipi 2026’nın sonlarından itibaren uzayda test etmektir. Bu çok kısa bir süre ve normalde geliştirmenin ikinci ve üçüncü aşamalarını birleştirerek kısmen kolaylaştırıldı. DARPA’daki DRACO program yöneticisi Tabitha Dodson, prototipin “geçmiş derin uzay görevlerinden çok sayıda eski donanım içermesi” nedeniyle hızlandırmanın mümkün olduğunu söylüyor. “Motor dışındaki her şeyin düşük riskli olduğu, son derece güvenilir bir uzay platformuna sahip olmak istedik.”
Eski program reaktöre silah sınıfı uranyum-235 koyuyordu ki bu da artık gündemden çıktı.
Yeni reaktör tasarımına ilişkin geliştirmenin ilk aşaması, henüz açıklanmayan bir maliyetle tamamlandı. Sonraki iki aşama birlikte 499 milyon ABD doları olarak bütçelenmiştir.
Prototip işe yararsa, bir sonraki adım, hızı Ay’da bir üs inşa etmeyi ve tedarik etmeyi kolaylaştıracak bir Ay roketi yapmak olacaktır. Ancak asıl kazanç, Mars’a gitme emri verildiğinde gelecekti.
Bu arada, kim bilir hangi askeri temettüler akabilir. DARPA, bir gün kullanılabilecek deneysel teknolojileri, bu kullanımın ne olabileceğini belirtmeden finanse eder. Belki bir nükleer roket, uyduları dünyanın bir yerinden diğerine fırlatabilir.
Nükleer enerjili bir roket fikri ilk olarak 1950’lerde Orion Projesi olarak araştırıldı ve sonunda yerde motor testlerine yol açtı. Bu pek de ideal değil—belirli problemler en iyi şekilde boşlukta, sıfırın altında incelenir.G koşullar. Ancak, her halükarda, zemin testi artık gündemde değil. Günümüzün güvenlik gerekliliklerine göre, araştırmacıların egzozu tutması, radyoaktif maddeleri çıkarması ve imha etmesi gerekir. Bu nedenle, plan, prototipi 700 kilometre yükseklikte bir yörüngeye yerleştirmek ve oradan yaklaşık 300 yıl daha Dünya’ya düşmemek.
Eski program reaktöre silah sınıfı uranyum-235 koyuyordu ki bu da artık gündemden çıktı. Bunun yerine, tasarım çok daha az zenginleştirilmiş U-235’i belirtir. “Etrafta çalışmak güvenlidir; etrafta olmak güvenlidir; NASA’da bir malzeme ve yapı bilimcisi olan Anthony Calomino, plütonyum için bir yer olması gereken koruma önlemlerine ihtiyacı yok” diyor.
Roket fırlatma rampasındayken, fisyon zincirleme reaksiyonu ve bunun sonucunda ortaya çıkan radyoaktivite, nötron soğuran tarafları içeri doğru, reaktör çekirdeğine bakan dönen tamburlar tarafından bastırılacaktır. Ardından, motor güvenli bir şekilde yörüngede olduğunda, tamburlar, nötronları çekirdeğe geri döndüren nötron yansıtan taraflarını ortaya çıkarmak için dönecekti. Bu yansıma, nötron yoğunluğunu artırarak fisyonu uyarır. Diğer güvenlik önlemleri arasında, zincir reaksiyonunu geri çekilene kadar “zehirleyen” çekirdeğin içindeki nötron emici teller yer alır.
Uçuş testi, özellikle motorun itme kuvveti (binlerce pound olarak ölçülür) ve özgül itkisi gibi bir dizi özelliği ölçecektir. Bu, motorun ve itici gazın kendi kütlesini 1 standart yerçekimi oranında (saniyede 9,8 metre kare) hızlandırması için gereken süredir. Lockheed Martin tarafından üretilen bir roket animasyonu burada görülebilir.
Boşlukta çalışan kimyasal roketlerin yaklaşık 400 saniyelik bir özgül itkisi vardır, ancak nükleerin “‘700’ün ötesinde, 900’e kadar’ saniyesi vardır, ‘NASA’nın insanları Mars’a götürmek için bahsettiği şey de budur'”, Lisa May, Lockheed Martin’den Derin Uzay Keşif Stratejisi yöneticisi, söyledi Ulusal Savunma geçen ay.
Prototip ayrıca, sıvı hidrojenin (bu durumda yaklaşık 2.000 kilogram) yörüngede ne kadar süreyle depolanabileceğini de test edecek. Umut, bunun birkaç ay sürmesini sağlamaktır ki bu, şimdiye kadar elde edilenden iki kat daha uzundur. Yörüngedeki bir nükleer motora yıllarca kullanılabilmesi için yakıt ikmali yapmanın bir yolu bulunsa daha da iyi olurdu. Günümüzün üst düzey roketleri, çok daha fazla uzay çöplüğü haline gelmeden önce belki 12 saat dayanıyor.
Sitenizdeki Makalelerden
Web Çevresindeki İlgili Makaleler
Source: spectrum.ieee.org