موتورهای پلاسما: نیروی محرکه در مسابقه سفر به سیاره سرخ

در اوایل ماه مه ۲۰۲۶، سازمان ملی هوانوردی و فضایی ایالات متحده (ناسا) با آزمایش موفقیت‌آمیز یک سیستم پیشران الکترومغناطیسی با توان خروجی تا ۱۲۰ کیلووات، سر و صدای زیادی به پا کرد. این رویداد آغاز دورانی محسوب می‌شود که در آن انسان‌ها واقعاً می‌توانند پا به مریخ بگذارند.

افزایش ۱۲۰ کیلوواتی

برای دهه‌ها، بزرگترین مانع سفر فضایی سوخت بوده است. موتورهای موشک شیمیایی سنتی مقدار زیادی سوخت مصرف می‌کنند اما ناکارآمد هستند و فضاپیما را سنگین و کند می‌کنند. با این حال، یک سیستم پیشرانش الکترومغناطیسی، که به عنوان سیستم پیشرانش پلاسما (مغناطیس-پلاسمادینامیک - MPD) نیز شناخته می‌شود، که اخیراً با موفقیت در آزمایشگاه پیشرانش جت (JPL) ناسا آزمایش شده است، بازی را کاملاً تغییر داده است.

آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا، جایی که موتور لیتیوم-یونی جدید در حال آزمایش است. عکس: NASA/JPL-Caltech

مفهوم MPD از دهه ۱۹۶۰ در محافل دانشگاهی مطرح بوده است، اما هرگز به صورت عملی مورد استفاده قرار نگرفته است. برخلاف سیستم‌های موجود، این طرح از جریان‌های الکتریکی قوی و میدان‌های مغناطیسی برای شتاب دادن به پلاسمای تولید شده از لیتیوم استفاده می‌کند و در سطوح قدرت بالاتر، نیروی رانش بیشتری ایجاد می‌کند.

طبق گزارش ساینس دیلی، موتور MPD با قدرت ۱۲۰ کیلووات که از لیتیوم تبخیر شده به عنوان سوخت به جای گاز زنون سنتی استفاده می‌کند، می‌تواند تا ۱۰ برابر راندمان سیستم‌های پیشران شیمیایی مرسوم را افزایش دهد. این سطح قدرت حتی از قدرتمندترین سیستم‌های پیشران الکتریکی که تاکنون توسط ناسا در فضاپیماها به کار گرفته شده‌اند، از جمله سیستمی که به فضاپیمای Psyche کمک می‌کند تا با نیروی رانش کوچک اما پایدار خود به سرعت‌های بیش از ۱۲۴۰۰۰ مایل در ساعت برسد، پیشی می‌گیرد. بزرگترین مزیت این فناوری، راندمان سوخت آن است که به طور بالقوه میزان سوخت مورد نیاز را تا ۹۰ درصد کاهش می‌دهد و در نتیجه فضای لازم برای تجهیزات علمی ، تدارکات و سیستم‌های پشتیبانی از حیات برای خدمه را آزاد می‌کند.

نکته قابل توجه این است که عامل زمان بسیار مهم است. اگر موتور MPD توسط یک منبع به اندازه کافی قوی، مانند راکتورهای میکرونوکلئار، تغذیه شود، می‌تواند سفر به مریخ را از ۷ تا ۹ ماه به تنها چند ماه یا حتی چند هفته کوتاه کند. این امر حیاتی است، زیرا هرچه زمان پرواز کوتاه‌تر باشد، خطر قرار گرفتن فضانورد در معرض تشعشعات کیهانی و اثرات بی‌وزنی بر بدن او کمتر می‌شود.

نقشه قدرت جدید در فضا.

دانشمندان این موفقیت ناسا را ​​نقطه عطفی می‌دانند که راه را برای پروازهای سرنشین‌دار به مریخ تا پایان این دهه هموار می‌کند. چالش بعدی که محققان ناسا در پی آن هستند، افزایش بیشتر قدرت موتور، از ۵۰۰ کیلووات تا ۱ مگاوات در هر واحد پیشرانش در سال‌های آینده است. به گفته کارشناسان، در صورت توسعه بیشتر، فناوری پلاسما می‌تواند ماموریت‌های رباتیک را در سراسر منظومه شمسی نیز تأمین کند.

با این حال، فضا دیگر زمین بازی انحصاری ناسا نیست. درست فوریه گذشته، دانشمندان شرکت انرژی هسته‌ای روسیه از یک موتور موشک پلاسما-الکتریکی رونمایی کردند که قادر است فضاپیما را در عرض ۱ تا ۲ ماه به مریخ برساند. به گفته Interesting Engineering، برخلاف موتورهای موشکی سنتی که به سوخت فسیلی متکی هستند، این سیستم پیشران پیشرفته از یک شتاب‌دهنده پلاسمای مغناطیسی استفاده می‌کند و نویدبخش کاهش قابل توجه زمان سفر بین سیاره‌ای است و انتظار می‌رود تا سال ۲۰۳۰ آماده استقرار باشد.

در حالی که ایالات متحده و روسیه در حال آزمایش موتورهای پلاسما هستند، چین نیز تلاش‌های خود را بر روی موشک لانگ مارچ ۱۰ و ایستگاه قمری ILRS (با همکاری روسیه) متمرکز کرده است تا به عنوان سکوی پرشی برای مریخ تا سال ۲۰۳۰ عمل کند. در همین حال، در ژانویه ۲۰۲۴، ژاپن پنجمین کشوری شد که یک فضاپیما را روی ماه فرود آورد و قصد دارد یک ماموریت اکتشاف مریخ را با استفاده از یک کاوشگر انجام دهد. هند چهارمین کشوری بود که سال قبل به این مهم دست یافت.

در چشم‌انداز ژئوپلیتیکیِ به‌سرعت در حال تغییرِ فضا، کره جنوبی به عنوان یک پدیده منحصر به فرد در حال ظهور است. ناظران اکنون آن را یک وزنه تعادل واقعی در آسیا می‌دانند که قادر به رقابت برابر در پروژه‌های کاوش سیارات دوردست است. سرزمین آرامش صبحگاهی دیگر صرفاً به خرید ماهواره یا اتکا به دیگران برای پرتاب‌ها بسنده نمی‌کند؛ این کشور رسماً در ماه مه ۲۰۲۴ آژانس اکتشاف هوافضای کره (KASA، که اغلب به عنوان ناسای کره جنوبی شناخته می‌شود) را تأسیس کرد و هدف آن تبدیل کره جنوبی به یک قدرت هوافضای جهانی تا سال ۲۰۲۶ است.

جاه‌طلبی‌های کره جنوبی شامل کاوش ماه و مریخ، توسعه فناوری موشکی و پرتاب ماهواره‌های جدید شناسایی/رصد است. در تاریخ ۳ مه، ماهواره CAS500-2 کره جنوبی با موفقیت از یک پایگاه فضایی در کالیفرنیا به مدار پرتاب شد و گامی مهم در جهت قابلیت‌های فناوری ماهواره‌ای و جاه‌طلبی‌های توسعه فضایی این کشور بود. طبق اعلام انجمن دفاعی هند و اقیانوس آرام، سئول قصد دارد تا قبل از سال ۲۰۲۷ حداقل سه پرتاب فضاپیمای دیگر انجام دهد و انتظار می‌رود ماهواره‌های نظامی بیشتری را نیز پرتاب کند.

گردآوری شده توسط خان هونگ

منبع: https://www.sggp.org.vn/dong-co-plasma-luc-day-cua-cuoc-dua-den-hanh-tinh-do-post851991.html