انرژی هسته‌ای در فضا

پیشرانه‌های جدید برای کاوش‌های فضایی

سفرهای فضایی طولانی‌مدت و اکتشافات عمیق در منظومه شمسی، همواره با محدودیت‌های اساسی در زمینه پیشرانه و تأمین انرژی مواجه بوده‌اند. پیشرانه‌های شیمیایی سنتی، با وجود موفقیت‌هایشان، از نظر سرعت و کارایی برای سفرهای مأموریت‌های طولانی و دوردست، محدودیت‌هایی دارند. در این میان، انرژی هسته‌ای به عنوان یک منبع قدرتمند و پایدار، پتانسیل انقلابی در صنعت فضایی و پیشبرد کاوش‌هایمان را داراست.

کد خبر: ۱۳۲۰۲۴۷

تاریخ: ۲۴ مهر ۱۴۰۴ - ۰۸:۳۱

به گزارش پایگاه خبری دانا، گروه دانش و فناوری:

انرژی هسته‌ای در دو حوزه اصلی می‌تواند به پیشرفت اکتشافات فضایی کمک کند:

پیشرانه‌های هسته‌ای:

این سیستم‌ها از شکافت هسته‌ای برای تولید گرما استفاده می‌کنند که این گرما سپس برای گرم کردن یک پیشران (مانند هیدروژن) و پرتاب آن از طریق یک نازل، به منظور ایجاد نیروی رانش، به کار گرفته می‌شود. سیستم‌های پیشرانه‌ی هسته‌ای-حرارتی (Nuclear Thermal Propulsion یا NTP) می‌توانند بسیار کارآمدتر از پیشرانه‌های شیمیایی باشند و سرعت سفینه‌ها را به طور قابل توجهی افزایش دهند. این بدان معناست که سفرهای سرنشین‌دار به مریخ، که در حال حاضر چندین ماه طول می‌کشد، می‌تواند به چند هفته کاهش یابد. این امر نه تنها زمان سفر را کاهش می‌دهد، بلکه میزان قرار گرفتن فضانوردان در معرض تشعشعات مضر فضایی و اثرات منفی بی‌وزنی را نیز کمتر می‌کند.

تأمین انرژی هسته‌ای:

راکتورهای شکافت هسته‌ای کوچک و ایمن می‌توانند منبع انرژی پایدار و طولانی‌مدتی را برای فضاپیماها، کاوشگرها و پایگاه‌های فضایی فراهم کنند. برخلاف پنل‌های خورشیدی که به نور خورشید وابسته هستند و در فواصل دورتر از خورشید یا در طول شب کارایی خود را از دست می‌دهند، راکتورهای هسته‌ای می‌توانند در هر شرایطی انرژی تولید کنند. این امر برای مأموریت‌هایی که به قطب جنوب ماه، مناطق سایه‌دار مریخ، یا سفرهای به سیارات بیرونی منظومه شمسی می‌روند، حیاتی است. این سیستم‌ها می‌توانند انرژی لازم برای سیستم‌های پشتیبانی حیات، ارتباطات، ابزارهای علمی و حتی سیستم‌های پیشرانه‌ی الکتریکی را فراهم کنند.

تاریخچه استفاده از انرژی هسته‌ای در فضا به دوران جنگ سرد بازمی‌گردد. اتحاد جماهیر شوروی و ایالات متحده، ماهواره‌های مجهز به راکتورهای هسته‌ای را برای اهداف شناسایی و جمع‌آوری اطلاعات به مدار فرستادند. هرچند برخی از این ماهواره‌ها با حوادثی همراه بودند (مانند سقوط ماهواره‌ی Soviet Cosmos 954 در کانادا)، اما این تجربیات، درس‌های ارزشمندی برای توسعه‌ی فناوری‌های ایمن‌تر و قابل اعتمادتر ارائه دادند.

در سال‌های اخیر، علاقه به استفاده مجدد از انرژی هسته‌ای در فضا دوباره افزایش یافته است. ناسا در حال سرمایه‌گذاری بر روی توسعه‌ی سیستم‌های پیشرانه‌ی هسته‌ای-حرارتی و راکتورهای فضایی کوچک و ایمن است. پروژه‌هایی مانند "Kilopower" ناسا، نسل جدیدی از راکتورهای هسته‌ای فشرده و ایمن را برای تأمین انرژی مأموریت‌های آینده به ماه و مریخ توسعه می‌دهند. همچنین، شرکت‌های خصوصی نیز در حال بررسی و توسعه‌ی فناوری‌های پیشرانه‌ی هسته‌ای هستند.

چالش‌های اصلی در استفاده از انرژی هسته‌ای در فضا، نگرانی‌های مربوط به ایمنی، دفع زباله‌های هسته‌ای، و جلوگیری از اشاعه سلاح‌های هسته‌ای است. طراحی سیستم‌های ایمن که در صورت وقوع حادثه، از انتشار مواد رادیواکتیو جلوگیری کنند، امری حیاتی است. همچنین، مقررات بین‌المللی و چارچوب‌های حقوقی برای استفاده‌ی مسئولانه از این فناوری باید تقویت شوند.

با وجود این چالش‌ها، پتانسیل انرژی هسته‌ای برای متحول کردن کاوش‌های فضایی غیرقابل انکار است. این فناوری می‌تواند سرعت، کارایی و قابلیت اطمینان مأموریت‌های فضایی را به طور چشمگیری افزایش دهد و درهای جدیدی را به سوی اکتشافات علمی و حضور پایدار انسان در منظومه شمسی بگشاید. انرژی هسته‌ای، کلید گشودن قفل سفرهای عمیق‌تر و بلندمدت‌تر فضایی است.