آموزشگاه تخصصی ریاضی ویژن
چند سال زمان لازم است تا به یک ستاره سفر کنیم؟ (موتور الکترومغناطیسی)

یکی از دیگر روش‌های ارائه شده برای سفرهای بین ستاره‌ای استفاده از “پیشرانه‌ی حفره‌ی رزونانس فرکانس رادیویی” است که با نام درایو الکترومغناطیسی یا EM شناخته می‌شود. این طرح اولین بار در سال ۲۰۰۱ توسط راجر شایر، دانشمند انگلیسی پیشنهاد شد. تا قبل از آن تصور می‌شود که از انرژی الکتریکی نمی‌توان برای ایجاد رانش در فضاپیماها استفاده کرد.

چنین طرحی بسیار با تردید مواجه شده است. دلیل عمده‌ی آن هم این است که قانون بقای مومنتوم را نقض می‌کند. هرچند که آزمایش‌های جدید بر روی این تکنولوژی ظاهراً به نتایج مثبتی منجر شده است. در جولای سال ۲۰۱۴ محققان بخش تحقیقات پیشرفته‌ی پیشرانش ناسا ادعا کردند که با موفقیت طرح جدیدی از درایو پیشرانش الکترومغناطیسی را آزمایش کرده‌اند.

در آوریل ۲۰۱۵ هم محققان ناسا اعلام کردند که با موفقیت موتور EM را در شرایط خلاء آزمایش کرده‌اند که نشان می‌دهد این موتور می‌تواند در فضا هم کار کند. در جولای همان سال، تیم تحقیقاتی دپارتمان سیستم‌های فضایی دانشگاه درسدن آلمان نسخه‌ی خودشان از موتور را ساختند و رانش قابل تشخیصی را مشاهده کردند.

بر اساس محاسبات نمونه‌ی ساخت ناسا، (که قدرت تخمینی ۰.۴ نیوتن بر کیلو وات دارد) فضاپیمایی که با درایو الکترومغناطیسی تجهیز شده باشد، می‌تواند در کمتر از ۱۸ ماه به پلوتو سفر کند، چیزی حدود یک ششم زمانی که نیوهورایزنز (با سرعتی نزدیک ۵۸ هزار کیلومتر بر ساعت) طول کشید تا به پلوتو برسد.

هرچند این افزایش سرعت پیشرفت قابل ملاحظه‌ای است، اما حتی با این سرعت هم فضاپیمایی که به موتور EM مجهز باشد بیش از ۱۳ هزار سال برای رسیدن به پروکسیما قنطورس به زمان احتیاج دارد.

پیشرانش حرارتی هسته‌ای (NTP) و پیشرانش الکتریکی هسته‌ای (NEP)

راه محتمل دیگر برای سفرهای بین ستاره‌ای استفاده از فضاپیماهای مجهز به موتورهای هسته‌ای است. ناسا چندین دهه است که بر روی چنین طرح مفهومی کار می‌کند.

در موشک‌های با نیروی پیشرانش حرارتی هسته‌ای (NTP)، از واکنش‌ اورانیوم یا دوتریوم برای گرم کردن هیدروژن مایع درون رآکتور استفاده می‌شود. هیدروژن مایع بر اثر دمای بسیار بالای ناشی از واکنش هسته‌ای به گاز هیدروژن یونیزه شده (پلاسما) تبدیل شده و سپس از طریق نازل موشک به بیرون هدایت شده و رانش تولید می‌کند.

موشک‌های با نیروی پیشرانش الکتریکی هسته‌ای (NEP) هم همان اصول کلی رآکتورهای هسته‌ای را دارند، با این تفاوت که در آن‌ها با تبدیل گرما به انرژی الکتریکی، قدرت مورد نیاز یک موتور الکتریکی تامین می‌شود. در هر دو صورت، موشک برای تامین نیروی پیشرانش خود، به جای پیشرانه‌های شیمیایی که تا به امروز تکیه‌گاه اصلی ناسا و دیگر آژانس‌های فضایی به شمار می‌روند، به شکافت یا همجوشی هسته‌ای متکی است.

NTP و NEP در مقایسه با پیشرانه‌های شیمیایی مزیت‌های زیادی دارند. اولین و مهمترین این مزیت‌ها چگالی انرژی تقریباً بی‌نهایت در مقایسه با سوخت متداول موشک است. علاوه بر این، موتوری که از سوخت هسته‌ای استفاده می‌کند پیشرانش بیشتری به نسبت مقدار سوخت مصرفی تولید می‌کند. این ویژگی سبب کاهش میزان سوخت مورد نیاز و در نتیجه کاهش وزن و هزینه‌ی پرتاب فضاپیما می‌شود.

هرچند تا به حال در هیچ ماموریتی از موتور هسته‌ای استفاده نشده است، طی چند دهه‌ی گذشته چندین نمونه‌ ساخته و آزمایش شده‌اند و چندین طرح مفهومی برای این نوع موتورها پیشنهاد شده است. دانشمندان ناسا تخمین می‌زنند که با استفاده از موتور هسته‌ای که از شکافت یا همجوشی استفاده کند، سفر به مریخ تنها ۹۰ روز طول خواهد کشید.

اما برای سفر یک طرفه به پروکسیما قنطورس، یک موتور هسته‌ای باید چندین قرن روشن باشد تا به کسر کوچکی از سرعت نور برسد. فراموش نکنید موتور مذکور باید چندین قرن هم در جهت معکوس کار کند تا سرعت فضاپیما هنگام رسیدن به مقصد کم شود.

با یک حساب ساده مشخص می‌شود که با این روش، رسیدن به پروکسیما قنطورس ۱۰۰۰ سال طول می‌کشد. پس موتور هسته‌ای هم تنها برای سفرهای بین سیاره‌ای خوب است، نه بین ستاره‌ای.

چند سال زمان لازم است تا به یک ستاره سفر کنیم؟ (پیشرانش یونی)

مطالب مرتبط :
سفر به ستاره هاسفر به فضاموتور اکترو مغناطیسی

  • تکمیل کلیه کادرها الزامی است .
  • مجاز به استفاده از کدهای HTML نمیباشد .
  • حاصل جمع یا تفریق عبارت قرمز رنگ را در کادر کد امنیتی وارد نمایید .
نام *
ایمیل *
پیام *
حداکثر 1000 حرف
 
کد امنیتی *۴۹ + ۳ =
 
VISION