Рада ухвалила закон про мобілізацію: що змінюється для українців
Долар 41.54 ₴ (+0.12), євро 44.98 ₴ (-0.05)
Кременчук: +18°C, ясно. Увечері до +12°C.
День працівників соціальної сфери. Всесвітній день сміху.
Сьогодні святкують: Максим, Віктор, Тамара
Овен: Хороший день для нових починань. Зірки сприяють ініціативі.
2004 — Кіпр, Чехія та 8 інших країн вступили до Євросоюзу
Паливо знову подорожчало: А-95 переступив психологічну межу
Apple iPhone 17 Air: все що відомо про найтоншу модель
Марс у фокусі NASA вже у 2030-ті, та хімічним ракетам може забракнути ефективності. У MIT моделюють ядерну термальну пропульсію, що дає подвійну віддачу тяги й скорочує час польоту. Як це працює і які ризики попереду?
Подорож до Місяця стала реальністю півстоліття тому, але рейс на Марс – інший масштаб. Середня відстань до Місяця становить 238 855 миль (близько 384 400 кілометрів), тоді як до Марса – від 33 до 249 мільйонів миль (приблизно 53-401 мільйон кілометрів). Для такого маршруту колишніх технологій недостатньо. У Центрі ядерної науки й інженерії MIT магістрант Тейлор Гемпсон за підтримки NASA досліджує ядерну термальну пропульсію – підхід, що може радикально скоротити час перельоту.
Йдеться про нагрівання пропеленту – найчастіше водню – енергією ядерної реакції до екстремально високої температури з подальшим викидом через сопло для створення тяги. На відміну від традиційних рішень, ядерний термальний рушій використовується лише в космосі – не для старту з Землі – і дає подвійну ефективність або більше у порівнянні з хімічними аналогами за тієї самої тяги.
Перевага NTP – швидше досягнення цілей далекого космосу. Обмеження – вартість і регуляторні бар'єри, які досі стримували практичне застосування. Але з огляду на наміри NASA відправити астронавтів на Марс уже в 2030-ті роки, потреба в ефективнішій тязі стає нагальною.
Гемпсон створює математичну модель усієї рушійної системи – від бака та насоса до реактора і сопла – аби простежити, як змінюються температура, тиск і витрати на кожному етапі роботи. Для оперативності він використовує спрощену одномірну модель, що дозволяє швидко тестувати конфігурації паливних збірок і компонувань системи.
Ключовий виклик – зв'язати термодинаміку й нейтроніку, адже теплові поля впливають на реактивність, а нейтронні процеси – на розподіл тепла. Саме злагоджене моделювання цих ефектів визначає безпечний запуск, стабільну роботу та коректну зупинку двигуна.
Різкий розігрів матеріалів на старті може спричинити відмови – тому алгоритм запуску має бути поетапним і контрольованим. На фініші ситуація теж нетривіальна: після вимкнення реактора тепло від радіоактивного розпаду зберігається, тож компоненти двигуна потребують активного охолодження, поки рівень тепловиділення не впаде до безпечного.
Менший час у польоті – менші ризики для екіпажу. Тривала мікрогравітація шкодить кісткам і м'язам, а також ускладнює медичні протоколи. Якщо ядерна термальна пропульсія справді забезпечує "вдвічі і більше" ефективності, то це означає відчутне скорочення тривалості маршруту у порівнянні з хімічними ракетами – аргумент на користь NTP для місій у глибокий космос.
Тейлор Гемпсон виріс на Флоридському узбережжі запусків, вивчав аерокосмічну інженерію в Georgia Tech, проходив стажування у Blue Origin і Stoke Space та працював у студентській ракетній команді. У MIT він обрав напрям поєднання авіакосмічної та ядерної інженерії й працює під керівництвом Куроша Шірвана – доцента кафедри NSE та Atlantic Richfield Career Development Professor in Energy Studies, який веде роботи з NASA.
Можливості MIT Reactor дозволяють випробовувати ядерні палива в умовах, наближених до тих, що очікуються в рушіях NTP. Саме це дає змогу перевіряти моделі на практиці та зменшувати невизначеності перед майбутніми випробуваннями.
"Від ядерного двигуна можна отримати , або більше, за такої самої тяги", – наголошує Тейлор Гемпсон.
"Ядерна пропульсія вже сама по собі просунута, а я працюю над тим, що прийде після цього. Це майже футуристично", – додає дослідник.
Попри науковий поступ, перед технологією – складні випробування, питання сертифікації та бюджети. Ядерні системи мають відповідати суворим нормам безпеки, а їхня інтеграція у космічні місії потребує багаторівневих дозволів. Якщо ці бар'єри буде подолано, політ на Марс у 2030-ті може отримати новий темп – зі зменшенням часу польоту та потенційно кращими умовами для екіпажу.
Ядерна термальна пропульсія переходить із підручників у інженерні моделі, а з ними – у планування пілотованих місій. Для читача це сигнал: наступне десятиліття може принести стрибок у далекі подорожі, де швидкість означатиме безпеку, а ядерна термальна пропульсія – ключ до її досягнення.
Без спаму. Лише топ-матеріали Gosta. Відписатись в один клік.