نوآوری دانشگاه اوهایو؛ سفر رفت‌وبرگشت به مریخ تنها در یک سال
سفر به ماه و مریخ مدت‌هاست در اولویت‌های ناسا و شرکای خصوصی‌اش قرار دارد. آینده حضور انسان در فضا به توسعه موتورهایی وابسته است که بتوانند سفینه‌ها را سریع‌تر و با توان بیشتری به اعماق کیهان برسانند. یکی از پیشرفته‌ترین فناوری‌های حال حاضر، پیشرانش حرارتی هسته‌ای (NTP) است که با استفاده از راکتور هسته‌ای، سوخت مایع را تا دمای بسیار بالا گرم کرده و آن را به گاز تبدیل می‌کند تا نیروی رانش ایجاد شود.
در همین راستا، تیمی از مهندسان دانشگاه اوهایو طرحی تازه به نام موتور گریز‌مرکزی حرارتی هسته‌ای (CNTR) ارائه داده‌اند. در این مدل، به جای استفاده از جامدات یا واسطه‌های غیرمستقیم، اورانیوم مایع مستقیماً برای گرم‌کردن سوخت موشک به کار گرفته می‌شود. بر اساس نتایج منتشرشده در مجله Acta Astronautica، این روش می‌تواند بازدهی بسیار بالاتری نسبت به موتورهای شیمیایی و حتی موتورهای هسته‌ای فعلی داشته باشد.
برای درک بهتر این تفاوت، کافی است بدانیم موتورهای شیمیایی حداکثر حدود ۴۵۰ ثانیه ضربه ویژه (Specific Impulse) تولید می‌کنند. موتورهای هسته‌ای این عدد را تقریباً دو برابر کرده و به حدود ۹۰۰ ثانیه می‌رسانند. حالا CNTR احتمالاً فراتر از این مقدار خواهد رفت. به گفته اسپنسر کریستین، دانشجوی دکتری و سرپرست ساخت نمونه اولیه این موتور:
«با CNTR می‌توان یک سفر امن به مریخ را در حدود شش ماه انجام داد، در حالی که همین مأموریت با موتورهای فعلی تقریباً یک سال طول می‌کشد.»
این فناوری تنها به سرعت بالاتر محدود نمی‌شود. CNTR می‌تواند از سوخت‌های متفاوتی مانند آمونیاک، متان، هیدرازین یا پروپان نیز استفاده کند؛ موادی که در سیارک‌ها یا اجرام دیگر فضایی قابل دسترسی هستند و این موضوع امکان سوخت‌گیری در فضا را هم فراهم می‌سازد. البته پروژه هنوز در مراحل ابتدایی قرار دارد و چالش‌های مهندسی بسیاری باقی مانده است. یکی از مشکلات مهم، پایداری در زمان روشن و خاموش‌کردن موتور و همچنین جلوگیری از هدررفت اورانیوم مایع است. دین وانگ، استاد مهندسی مکانیک و هوافضا در دانشگاه اوهایو، در این زمینه تأکید کرد:
«ما درک خوبی از فیزیک این طراحی داریم، اما برای غلبه بر چالش‌های فنی به زمان و سرمایه‌گذاری مداوم نیاز داریم. توسعه پیشرانش هسته‌ای فضایی باید در اولویت بماند تا این فناوری به بلوغ برسد.»
اگرچه موتور CNTR هنوز راه زیادی تا استفاده عملیاتی در مأموریت‌های مریخ دارد، اما نوید یک انقلاب در سفرهای فضایی را می‌دهد. با تحقق این فناوری، سفر رفت‌وبرگشت به مریخ می‌تواند در کمتر از یک سال انجام شود؛ موضوعی که نه‌تنها هزینه‌ها را کاهش می‌دهد بلکه چشم‌انداز حضور پایدار انسان در اعماق فضا را واقعی‌تر از همیشه می‌کند.