ویدیوی بعدی
ویدیوهای پیشنهادی
راکت های گرماهسته‌ای؛ سفر به مریخ در 45 روز
راکت های گرماهسته‌ای؛ سفر به مریخ در 45 روز
در این مطلب با راکت‌های گرماهسته‌ای آشنا می‌شویم؛ راکت‌هایی که می‌توانند خیال‌پردازی‌های کیهانی بشر را به حقیقت تبدیل کنند.
بر اساس پیش‌بینی‌های فعلی، در بهترین حالت، برای رسیدن به مریخ به زمانی حدود 9 ماه نیاز خواهیم داشت؛ اما با در نظر گرفتن عوامل مختلفی نظیر فاصله‌ی متغیر زمین تا مریخ و موقعیت این دو سیاره نسبت به خورشید، برای انجام سفرهای سرنشین‌دار به سیاره‌ی سرخ، ممکن است به 18 ماه زمان نیاز داشته باشیم. فرسودگی فیزیکی، خستگی روحی و حفظ و جیره‌بندی آب و مواد غذایی تنها چالش‌های پیش روی کیهان‌نوردان در این سفر 18 ماهه نخواهند بود؛ قرار گرفتن در معرض تابش‌های مضر رادیواکتیو (آن هم به مدت طولانی) و احتمال ابتلا به سرطان نیز از جمله خطراتی هستند که کیهان‌نوردان را در این مسیر پرخطر تهدید می‌کنند.
راکت‌های شیمیایی فعلی به حداکثر ظرفیت خود رسیده‌اند و بشر برای به دست‌یابی به راهکاری مناسب‌تر برای سفرهای بین‌سیاره‌ای، نیازمند توسعه و ساخت ابزاری جدید است؛ ابزاری که بتواند انسان را در مدتی کوتاه به مقصد کیهانی مورد نظرش برساند. در این میان، مهار انرژی هسته‌ای برای سفر به سیارات دیگر، یکی از گزینه‌های پیش روی مهندسان است. تا کنون دو پیشنهاد عمده برای مهار انرژی هسته‌ای و استفاده از آن در سفرهای فضایی ارائه شده است. یکی از این پیشنهادها، استفاده از پیش‌رانش پالس هسته‌ای بوده و راهکار دیگر نیز استفاده از راکت‌های گرماهسته‌ای است. در این مطلب به معرفی و بررسی راکت‌های گرماهسته‌ای می‌پردازیم و سعی می‌کنیم در آینده و در مطلبی جداگانه، پیش‌رانش پالس هسته‌ای را نیز معرفی کنیم.
## راکت گرماهسته‌ای چیست؟
در راکت‌های فضایی شیمیایی، نیروی پیش‌رانش از احتراق مواد شیمیایی حاصل می‌شود. در این راکت‌ها، سوخت (برای مثال، هیدروژن مایع) با ماده‌ی اکسید کننده (برای مثال، اکسیژن مایع) در مخازن جداگانه‌ای نگه‌داری می‌شوند. در زمان پرتاب، سوخت و ماده‌ی اکسید کننده از طریق پمپ‌هایی به محفظه‌ی احتراق تزریق می‌شوند و احتراق در این محفظه صورت می‌پذیرد. گازهای حاصل از احتراق نیز با سرعت بالایی از نازل تحتانی موشک خارج می‌شود. با توجه به جهت خروج گازهای حاصل از احتراق و بر اساس سومین قانون حرکت نیوتون (قانون کنش و واکنش)، راکت به سمت آسمان به حرکت در می‌آید. در تصویر زیر می‌توانید ساختار یک راکت شیمیایی را مشاهده کنید.
ساختار راکت شیمیایی با سوخت مایع
اما شیوه‌ی فعالیت راکت‌های گرماهسته‌ای متفاوت است. در این راکت‌ها، یک رآکتور هسته‌ای وظیفه‌ی تولید گرما را بر عهده دارد؛ ماده‌ای مانند هیدروژن مایع نیز همزمان به عنوان ماده‌ی پیش‌ران و خنک کننده‌ی رآکتور عمل می‌کند. با شروع شکافت هسته‌ای و گرم شدن رآکتور، هیدروژن مایع (یا هر ماده‌ی دیگری که نقش خنک کننده و پیش‌ران را برعهده دارد) به رآکتور وارد می‌شود؛ پس از خنک شدن راکتور، هیدروژن مایع که پس از جذب حرارت تولید شده در راکتور به حالت گاز درآمده، با سرعت از نازل تحتانی موشک خارج می‌شود. همانند گازهای خارج شده از نازل خروجی راکت‌های شیمیایی، هیدروژن خارج شده از نازل موشک‌های گرماهسته‌ای نیز موجب پیش‌رانش موشک می‌شود. در تصویر ذیل می‌توانید ساختار یک راکت گرماهسته‌ای را مشاهده کنید.
ساختار راکت گرماهسته‌ای با هسته‌ی جامد