מנועי פלזמה: הכוח המניע במרוץ לכוכב הלכת האדום

בתחילת מאי 2026, מנהל האווירונאוטיקה והחלל הלאומי של ארה"ב (נאס"א) עורר סערה על ידי ניסוי מוצלח של מערכת הנעה אלקטרומגנטית בהספק של עד 120 קילוואט. אירוע זה נחשב לתחילתו של עידן בו בני אדם יכולים באמת לדרוך על מאדים.

דחיפה של 120 קילוואט

במשך עשרות שנים, המכשול הגדול ביותר לנסיעות בחלל היה דלק. מנועי רקטות כימיים מסורתיים צורכים כמויות עצומות של דלק אך אינם יעילים, מה שהופך את החלליות לכבדות ואיטיות. עם זאת, מערכת הנעה אלקטרומגנטית, המכונה גם מערכת הנעה פלזמה (מגנטו-פלסמדינמית - MPD), שנבדקה לאחרונה בהצלחה במעבדת ההנעה הסילונית (JPL) של נאס"א, שינתה לחלוטין את חוקי המשחק.

מעבדת ההנעה הסילונית של נאס"א, שם נבדק מנוע הליתיום-יון החדש. צילום: נאס"א/JPL-Caltech

הקונספט של MPD מסתובב בחוגים אקדמיים מאז שנות ה-60, אך מעולם לא יושם בפועל. בניגוד למערכות קיימות, עיצוב זה משתמש בזרמים חשמליים חזקים ובשדות מגנטיים כדי להאיץ פלזמה הנוצרת מליתיום, ובכך ליצור דחף גדול יותר ברמות הספק גבוהות יותר.

על פי Science Daily, מנוע MPD בהספק 120 קילוואט, המשתמש בליתיום מאדה כדלק במקום גז קסנון מסורתי, יכול להשיג יעילות של עד פי 10 ממערכות הנעה כימיות קונבנציונליות. רמת הספק זו עולה אפילו על מערכות ההנעה החשמליות החזקות ביותר שנפרסו אי פעם על ידי נאס"א בחלליות, כולל המערכת המסייעת לחללית Psyche להגיע למהירויות של מעל 124,000 מייל לשעה עם דחף קטן אך יציב. היתרון הגדול ביותר של טכנולוגיה זו הוא יעילות הדלק שלה, שיכולה להפחית את כמות הדלק הנדרשת עד 90%, ובכך לפנות מקום לציוד מדעי , אספקה ​​ומערכות תמיכה בחיים עבור הצוות.

בעיקר, גורם הזמן הוא קריטי. אם מנוע ה-MPD יופעל על ידי מקור חזק מספיק, כמו מכורים מיקרו-גרעיניים, הוא יוכל לקצר את המסע למאדים מ-7-9 חודשים לכמה חודשים בלבד, או אפילו שבועות. זה חיוני, משום שככל שזמן הטיסה קצר יותר, כך הסיכון של האסטרונאוט לחשיפה לקרינה קוסמית ולהשפעות חוסר המשקל על גופו נמוך יותר.

מפת כוח חדשה בחלל.

הצלחתה של נאס"א נחשבת על ידי מדענים לנקודת מפנה שסוללת את הדרך לטיסות מאוישות למאדים עד סוף העשור הנוכחי. האתגר הבא שחוקרי נאס"א מכוונים אליו הוא להגדיל עוד יותר את עוצמת המנוע, מ-500 קילוואט עד מגה-וואט אחד ליחידת הנעה בשנים הקרובות. לדברי מומחים, אם תפותח עוד יותר, טכנולוגיית הפלזמה תוכל גם להניע משימות רובוטיות ברחבי מערכת השמש.

עם זאת, החלל כבר אינו מגרש המשחקים הבלעדי של נאס"א. רק בפברואר האחרון, מדענים בתאגיד האנרגיה הגרעינית הרוסי חשפו מנוע רקטי פלזמה-חשמלי המסוגל להניע חלליות למאדים תוך חודש-חודשיים. על פי Interesting Engineering, בניגוד למנועי רקטות מסורתיים המסתמכים על שריפת דלק, מערכת הנעה מתקדמת זו משתמשת במאיץ פלזמה מגנטי, מה שמבטיח הפחתה משמעותית בזמן הנסיעה הבין-כוכבית וצפויה להיות מוכנה לפריסה עד 2030.

בעוד שארה"ב ורוסיה בודקות מנועי פלזמה, סין ממקדת את מאמציה גם בטיל "10 במרץ הארוך" ובתחנת הירח ILRS (בשיתוף פעולה עם רוסיה) שישמשו כמקפצה למאדים עד 2030. בינתיים, בינואר 2024, יפן הפכה למדינה החמישית שהנחיתה חללית על הירח ומתכננת לבצע משימת חקר מאדים באמצעות גשושית. הודו הייתה המדינה הרביעית שהשיגה זאת בשנה הקודמת.

בנוף הגיאופוליטי המשתנה במהירות של החלל, דרום קוריאה מתגלה כתופעה ייחודית. משקיפים רואים בה כיום משקל נגד אמיתי באסיה, המסוגל להתחרות בשוויון בפרויקטים של חקר כוכבי לכת רחוקים. ארץ שלווה הבוקר אינה מסתפקת עוד ברכישת לוויינים או בהסתמכות על אחרים לשיגורים; היא הקימה רשמית את סוכנות חקר החלל של קוריאה (KASA, המכונה לעתים קרובות נאס"א של דרום קוריאה) במאי 2024, במטרה להפוך את דרום קוריאה למעצמת חלל עולמית עד 2026.

שאיפותיה של דרום קוריאה כוללות חקר הירח ומאדים, פיתוח טכנולוגיית רקטות ושיגור לווייני סיור/תצפית חדשים. ב-3 במאי שוגר בהצלחה הלוויין CAS500-2 של דרום קוריאה למסלול מבסיס חלל בקליפורניה, מה שסימן צעד משמעותי קדימה ביכולות טכנולוגיית הלוויינים של המדינה ובשאיפות פיתוח החלל. על פי פורום ההגנה ההודי-פסיפיק, סיאול מתכננת לבצע לפחות שלושה שיגורי חלליות נוספים לפני 2027 וצופה לשגר לוויינים צבאיים נוספים.

נערך על ידי חאן הונג

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