Студентът от магистърската програма на MIT Тейлър Хампсън развива изследвания в областта на ядреното термично задвижване (NTP) благодарение на инициатива, спонсорирана от NASA.

Ядреното задвижване може значително да съкрати времето за пътуване до Марс, като направи пътуването до Червената планета по-безопасно и по-осъществимо за бъдещите астронавти.

Хампсън, който учи в магистърска програма в Катедрата по ядрена наука и инженерство, е завършил бакалавърска степен по аерокосмическо инженерство в Georgia Tech. По време на следването си там е преминал стажове в Blue Origin и Stoke Space и е участвал в ракетния екип на университета. Избрал е MIT заради уникалната комбинация от ядрена и аерокосмическа експертиза, особено в областта на тестването на ядрено гориво. Хампсън е израснал на космическото крайбрежие на щата Флорида, където е наблюдавал изстрелвания на космически совалки от „Кейп Канаваръл“ и е култивирал ранната си страст към изследването на Космоса.

Работата на Хампсън, спонсорирана от NASA, се фокусира върху моделирането на цялостната система на усъвършенстван ракетен NTP двигател.

NTP двигателят нагрява гориво като водород до изключително високи температури, използвайки ядрена енергия. След това горивото се изхвърля през дюза, за да се генерира тяга. За разлика от химическите ракети, които разчитат на горене, NTP технологията предлага два пъти по-висока ефективност при същото ниво на тяга. Този по-висок специфичен импулс може драстично да намали времето за пътуване до Марс, като сведе до минимум излагането на астронавтите на микрогравитация и космична радиация, които представляват риск за здравето при продължително излагане.

За своята работа Хампсън моделира целия двигател, включително резервоари, помпи и други компоненти. Това ще му позволи да анализира как променливи като температура и налягане взаимодействат в цялата система.

Хампсън използва опростен едномерен модел, за да ускори симулациите, като съчетава термодинамични и неутронни ефекти. Този холистичен поглед е от решаващо значение, тъй като различните конфигурации на частите и горивото могат да окажат значително влияние върху производителността. Предизвикателствата включват сложното стартиране на двигателя, при което бързите скокове в температурата създават риск от повреда на материалите, и продължителните спирания поради остатъчната топлина от разпадане.

Хампсън подчерта финансовите затруднения при разработването на NTP двигател. „Разбира се, можете да получите двойна ефективност или повече от ядрен двигател“, каза той, „но досега не е имало мисия, която да го е изисквала в достатъчна степен, за да оправдае по-високата цена“.

Въпреки това НАСА има за цел да изпрати пилотирани мисии до Марс още през 2030-те години. Това може най-накрая да даде на технологията необходимата подкрепа. Използвайки съществуващите химически ракетни технологии, НАСА изчислява, че космическият кораб ще достигне Марс за седем до осем месеца. Няколко инициативи за ядренотермично задвижване твърдят, че могат да намалят това време за пътуване приблизително наполовина.

Все пак, преди ядрените ракети на бъдещето да полетят в Космоса, е необходима още много работа. Както казва Хампсън, „това е област, която се нуждае от много по-голям напредък; има много повече нерешени проблеми“.

Снимка: Pexels

Виж още: Ниската ви търпимост на болка: генетичен дар от нашите древни предци неандерталците