یخ نزدن فضاپیماها با بخاری هسته‌ای

بخاری‌های هسته‌ای جدیدی که از ایزوتوپ عنصر americium-۲۴۱ برای جلوگیری از یخ زدن فضاپیماها استفاده می‌کنند، می‌توانند جان فضاپیماها را در شرایط سخت شب‌های کره ماه نجات دهند و مانع از توقف موقت یا دائمی فعالیت آنها شوند.

کد خبر: ۷۰۴۰۷۸

تاریخ: ۱۰ خرداد ۱۴۰۳ - ۱۰:۱۱

به گزارش ایران اکونومیست، عملیات فضایی تجاری بر روی کره ماه تا وقتی ممکن است که در ماه شب نشده باشد، چرا که در هنگام شب در ماه، فضاپیماها به دلیل سرمای شدید هوا و عدم دریافت نور برای شارژ توسط صفحات خورشیدی خاموش می‌شوند.

به نقل از ان‌ای، اکنون پژوهشگران دانشگاه لستر برای توسعه گرمکن‌های هسته‌ای اقدام کرده‌اند تا به فرودگرها و کاوشگرها و ماه‌نوردهای آینده اجازه زنده ماندن در شب‌های یخبندان قمری را بدهند.

به تازگی تعدادی تلاش رباتیک برای فرود روی ماه با درجات مختلف موفقیت انجام شده است. با این حال، همه آنها در یک چیز مشترک هستند؛ آنها طول عمر ماموریت بسیار محدودی داشتند.

مشکل این است که ماه در معرض نوسانات شدید دمایی در طول روز تا شب است. هنگامی که خورشید در این قمر طلوع می‌کند، دماسنج تا ۱۲۱ درجه سانتیگراد بالا می‌رود و در شب دما تا منفی ۱۳۳ درجه سانتیگراد کاهش می‌یابد.

در طول روز مشکل چندانی نیست، زیرا سطح ماه بدون هوا و خلاء است، بنابراین کنترل گرمایش با سطوح بازتابنده نسبتاً آسان است. اما شب داستان متفاوتی دارد. گرمای یک فضاپیما می‌تواند به سرعت ساطع شود و زمانی که خورشید پس از دو هفته تاریکی دوباره طلوع می‌کند، باتری‌ها و وسایل الکترونیکی فرودگر اغلب آسیب می‌ببینند.

با نگاهی به آینده‌ای با حضور دائمی انسان در ماه که شامل فعالیت‌های تجاری زیادی می‌شود، شرکت فضایی آی‌اسپیس(ispace) و گروه نیروی هسته‌ای فضایی دانشگاه لستر می‌خواهند واحدهای گرمایش هسته‌ای را برای ماموریت‌های آینده توسعه دهند که در فرودگرها و ماه‌نوردهای مجموعه «۳ ispace» تعبیه شود.

این واحدها رآکتورهای هسته‌ای نیستند، بلکه ژنراتورهای گرمایی رادیویی(RTG) نامیده می‌شوند. آنها با شکافت هسته‌ای کار نمی‌کنند، بلکه با واپاشی رادیواکتیو طبیعی ایزوتوپ‌های هسته‌ای غنی شده مانند پلوتونیوم کار می‌کنند و با واپاشی، گرما از خود ساطع می‌کنند که می‌تواند برای تولید برق یا جلوگیری از یخ زدن فضاپیما در شب قمری یا در مأموریت‌های فضایی عمیق در منظومه شمسی بیرونی و فراتر از آن مورد استفاده قرار گیرد.

حتی اگر ایده استفاده از RTG برای زنده نگه داشتن یک فرودگر قمری یا ماه‌نورد برای نیم قرن وجود داشته باشد، این پروژه کمی متفاوت است. این پروژه نه تنها یک سرمایه‌گذاری خصوصی است که برای پشتیبانی از ماموریت‌های خصوصی ماه طراحی شده است، بلکه از ایزوتوپ متفاوتی نیز استفاده می‌کند.

در جایی که بیشتر ماموریت‌های فضایی دیگر از پلوتونیوم-۲۳۸ استفاده کرده‌اند، این بخاری جدید از آمریسیوم-۲۴۱ استفاده خواهد کرد. این ایزوتوپ نه تنها ارزان‌تر و کمتر چالش‌برانگیز است، بلکه نیمه عمر آن بیش از ۴۰۰ سال است، بنابراین می‌تواند یک ماه‌نورد را برای سال‌های زیادی سالم نگه دارد.

دکتر هانا سرجنت، سرپرست این پروژه از دانشکده فیزیک و نجوم دانشگاه لستر گفت: فناوری قدرت رادیوایزوتوپی که در دانشگاه لستر و در همکاری با آزمایشگاه ملی هسته‌ای توسعه یافته است، در کمپین‌های آزمایشی در حال انجام ما بسیار خوب عمل می‌کند.

وی افزود: ما در این پروژه با شرکت آی‌اسپیس همکاری خواهیم کرد تا امکان استفاده از واحدهای گرمکن رادیوایزوتوپی خود را برای ارائه گرمای کافی به فضاپیماها برای تحمل شب‌های قمری بررسی کنیم.

وی ادامه داد: مرحله اول تامین مالی دوجانبه بین‌المللی برای همکاری با شرکای بین‌المللی و درک نیازهای قدرت و اولویت‌های ماموریت است. در مرحله دوم مطالعات آزمایشگاهی و مفهومی را برای نشان دادن امکان‌سنجی مفاهیم این ماموریت انجام خواهیم داد. همچنین فرصتی برای برجسته کردن این فناوری در صنعت فضای غیرنظامی و تجاری فراهم می‌شود و نشان خواهد داد که چگونه می‌توان از آن برای رفع نیازهای انرژی حیاتی برای ماموریت‌های دارای اولویت استفاده کرد.