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

احتمال دیگری که در قلمروی مهار انرژی هسته‌ای قرار دارد، موشک‌هایی است که از همجوشی هسته‌ای برای پیشرانش استفاده می‌کنند.

در این طرح، وقتی گلوله‌‌های حاوی مخلوط دوتریوم و هلیوم-۳ در محفظه‌ی واکنشی که توسط پرتوهای الکترونی محصور شده است دچار همجوشی می‌شوند، انرژی تولید می‌شود. این رآکتور همجوشی ۲۵۰ گلوله در ثانیه مصرف می‌کند تا پلاسمایی با انرژی بالا تولید کند. پلاسمای تولید شده سپس از طریق یک نازل مغناطیسی به بیرون هدایت می‌شود تا نیروی پیشرانش تولید شود.
مثل موشکی که به رآکتور هسته‌ای متکی است، این طرح هم از لحاظ بهینگی مصرف سوخت و تکانه‌ی ویژه مزایایی دارد. سرعت خروج پلاسما از نازل حدود ۱۰ هزار کیلومتر بر ثانیه تخمین زده می‌شود که بسیار فراتر از راکت‌های معمولی است.
علاوه بر آن، این تکنولوژی طی چند دهه‌ی گذشته به شدت مورد مطالعه قرار گرفته است و پیشنهادهایی هم در رابطه با آن ارائه شده است. برای مثال، در بین سال‌های ۱۹۷۳ تا ۱۹۷۸، انجمن بین سیاره‌ای بریتانیا مطالعات امکان سنجی چنین طرحی را با نام پروژه‌ی دایدالوس به انجام رساند. با تکیه بر تکنولوژی موجود همجوشی، تحقیقات بر روی ساخت سفینه‌ی بدون سرنشینی متمرکز بود که بتواند ظرف طول عمر یک انسان به ستاره‌ی بارنارد (با فاصله‌ی ۵.۹ سال نوری از زمین) سفر کند.
در این طرح از یک موشک دو مرحله‌ای استفاده می‌شود. مرحله‌ی اول به مدت ۲ سال کار کرده و سرعت فضاپیما را به ۷.۱ درصد سرعت نور می‌رساند. مرحله‌ی اول سپس از فضاپیما جدا می‌شود و مرحله‌ی دوم ظرف مدت ۱.۸ سال سرعت فضاپیما را به ۱۲ درصد سرعت نور می‌رساند. سپس مرحله‌ی دوم هم خاموش می‌شود و سفینه سفر ۴۶ ساله‌ی خود با سرعت ثابت را آغار می‌کند.
بر اساس برآوردهای این پروژه، این ماموریت ۵۰ سال برای رسیدن به ستاره‌ی بارنارد زمان نیاز داشت. با انجام کمی محاسبات متوجه می‌شویم که این سفینه در صورت ساخته شدن، ظرف ۳۶ سال به پروکسیما قنطورس می‌رسید. اما این پروژه با توجه به تکنولوژی آن زمان از خیلی جهات غیر عملی ارزیابی شد. بسیاری از دلایل غیر عملی بودن این پروژه هنوز هم صادق هستند.
برای مثال هلیوم ۳ بر روی زمین بسیار کمیاب است و باید از ماه استخراج شود. به علاوه، با توجه به تکنولوژی فعلی، انرژی‌ که برای روشن کردن رآکتور همجوشی نیاز است، از انرژی تولید شده توسط آن بیشتر است. هرچند دانشمندان در آزمایش‌های جدید بر روی زمین به حالتی که انرژی تولیدی و مصرفی رآکتور برابر باشد دست پیدا کرده‌اند، اما هنوز راه زیادی تا استفاده از رآکتور همجوشی در سفرهای بین ستاره‌ای وجود دارد.
همچنین هزینه‌ی ساخت چنین سفینه‌ای بسیار زیاد خواهد بود. پروژه‌ی دایدالوس در سبک‌ترین حالت ممکن ۶۰ هزار تن وزن خواهد داشت. برای مقایسه سیستم پرتاب فضایی ناسا (SLS) تنها ۳۰ تن وزن دارد و با این وجود، هر پرتاب ۵ میلیارد دلار هزینه روی دست ناسا می‌گذارد. به طور خلاصه، ساخت موشک‌های همجوشی هسته‌ای نه تنها به شدت گران‌قیمت است، بلکه نیازمند سطحی از تکنولوژی رآکتور همجوشی است که تاکنون به آن دست پیدا نکرده‌ایم.
موسسه‌ی بین ستاره‌ای ایکاروس، یک سازمان بین المللی از دانشمندان داوطلب (که بسیاری از آن‌ها قبلاً برای ناسا و یا آژانس فضایی اروپا کار می‌کرده‌اند) است که تلاش دارد پروژه‌ی دایدالوس را در قالب پروژه‌ی ایکاروس احیا کند. ایکاروس در سال ۲۰۰۹ تاسیس شده و امیدوار است تا پیشرانش از طریق همجوشی هسته‌ای را در آینده‌ای نزدیک امکان‌پذیر کند.

مواد معدنی ارزشمند کره‌ی زمین چگونه به وجود آمده اند؟ 

مطالب مرتبط :
سفر به سیاراتسفر به فضاسفر به ستاره هاتکنولوژی و فن آوریویژن

  • 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 *۱۹ - ۳ =
 
VISION