دانشمندان روسی نمونه اولیه‌ای از موتور الکتریکی پلاسما را توسعه داده‌اند که می‌تواند سفرهای فضایی را متحول کند. این سیستم پیشرانه که براساس یک شتاب‌دهنده مغناطیسی پلاسما عمل می‌کند، وعده می‌دهد زمان سفرهای بین‌سیاره‌ای را به‌طور قابل‌توجهی کاهش دهد، به طوری که امکان سفر به مریخ را تنها در مدت یک تا دو ماه فراهم کند.
شرکت دولتی انرژی اتمی روسیه، «Rosatom»، اخیراً موتوری فضایی با مشخصات چشمگیر توسعه داده است. دستاورد این شرکت از موتورهای شیمیایی معمولی بسیار پیشرفته‌تر است و می‌توان حداقل 6 نیوتن نیروی رانش و ضربه خاصی برابر با حداقل 100 کیلومتر بر ثانیه تولید کند.
الکسی ورونوف، معاون اول مدیرکل بخش علمی در موسسه تحقیقات Rosatom، توضیح داد: در حال حاضر، یک پرواز به مریخ با استفاده از موتورهای معمولی تقریباً یک سال طول می‌کشد، که برای فضانوردان به دلیل تابش‌های کیهانی و قرارگرفتن در معرض اشعه خطرناک است. استفاده از موتورهای پلاسما می‌تواند این مأموریت را به 30 تا 60 روز کاهش دهد، به این معنا که امکان فرستادن فضانورد به مریخ و بازگشت او وجود خواهد داشت.
مشخصات موتور الکتریکی پلاسما
این موتور براساس اصولی کاملاً متفاوت از موشک‌های سنتی کار می‌کند. ایگور بیریولین، یکی از پژوهشگران جوان، توضیح داد که یک موتور موشکی پلاسما یک سیستم پیشرانه الکتریکی است که دارای دو الکترود است. هنگامی که ذرات باردار بین این دو الکترود حرکت می‌کنند و ولتاژ بالا اعمال می‌شود، یک جریان الکتریکی میدان مغناطیسی تولید می‌کند. این میدان، ذرات را از موتور خارج کرده و به پلاسما حرکت جهت‌دار می‌دهد که نیروی رانش ایجاد می‌کند.
این رویکرد دارای توان خروجی حدود 300 کیلووات است و سرعت‌های بی‌سابقه‌ای را ممکن می‌سازد. در حالی که واحدهای قدرت سنتی به دلیل شرایط احتراق سوخت، حداکثر سرعت جریان ماده حدود 4.5 کیلومتربرثانیه دارند، موتور پلاسما ذرات باردار – الکترون‌ها و پروتون‌ها – را به سرعت 100 کیلومتر بر ثانیه (62 مایل‌برثانیه) شتاب می‌دهد.
مهندسان فناوری را با استفاده از یک سکوی آزمایشی بزرگ که در شهر ترویتسک مونتاژ شده است، آزمایش خواهند کرد. تجهیزات کلیدی این سکو شامل یک محفظه خلاء است که قطر آن 4 متر و طول آن 17 متر است. Rosatom این واحد آزمایشی را به سیستم‌های پمپاژ خلاء با کارایی بالا و حذف گرما مجهز خواهد کرد تا دانشمندان بتوانند شرایط فضای عمیق را شبیه‌سازی کنند.
یکی از مزایای قابل‌توجه این طراحی موتور جدید، کارایی آن است. بیریولین خاطرنشان کرد که پلاسما نیازی به گرم‌شدن شدید ندارد، به این معنا که قطعات و اجزای موتور در معرض گرمای بیش‌ازحد قرار نمی‌گیرند. علاوه بر این، موتور تقریباً تمام انرژی الکتریکی تولیدشده را به حرکت تبدیل می‌کند.
پرتاب اولیه فضاپیما به مدار همچنان به موشک‌های شیمیایی سنتی متکی خواهد بود. اما پس از رسیدن به مدار مورد نظر، موتور پلاسما به کار گرفته می‌شود. در آینده، این فناوری می‌تواند در سفینه‌های فضایی برای حمل بار بین سیارات مورد استفاده قرار گیرد.
با این حال، لازم است توجه داشت که این پژوهش با محدودیت‌هایی همراه است. اول اینکه این موتور هنوز در مرحله نمونه اولیه قرار دارد و قبل از استفاده در مأموریت‌های فضایی سرنشین‌دار، نیاز به توسعه بیشتری دارد. همچنین، در حالی که این گروه ادعا می‌کند تخمین‌های آنها درباره قابلیت‌های موتور با بیش از 2400 ساعت آزمایش توجیه شده است، این ادعا ممکن است خوش‌بینانه باشد، زیرا Rosatom موتور را برای مدت طولانی در شرایط شبیه‌سازی شده فضای عمیق آزمایش نکرده است.
علاوه بر این، استفاده احتمالی از سفینه‌های فضایی برای حمل بار بین سیارات در این مرحله صرفاً جنبه فرضی دارد. باید به یاد داشت که این فناوری در مراحل اولیه خود قرار دارد و کاهش چشمگیر زمان سفر به مریخ باید به عنوان یک هدف بلندمدت در نظر گرفته شود، نه یک واقعیت نزدیک.
توسعه این موتور پلاسما بخشی از یک برنامه گسترده‌تر Rosatom برای پیشبرد فناوری‌های اکتشاف فضایی است. این شرکت همچنین در حال توسعه نیروگاه‌های هسته‌ای جدید برای کاربردهای فضایی، سیستم‌های داخلی، و سیستم‌های کنترل و ناوبری خودکار برای فضاپیماها است.
دیدگاهتان را بنویسید