6 أشهر فقط.. ناسا تحقق نقلة نوعية في زمن الرحلات إلى المريخ

نظام الدفع النووي الحراري المتجدد لتقصير زمن السفر إلى المريخ يُعدّ ابتكاراً حاسماً في تسريع استكشاف الفضاء، حيث تمكن الباحثون في جامعة ولاية أوهايو، بدعم من ناسا، من تطوير تقنية تسمح بتقليل مدة الرحلة إلى المريخ إلى النصف مقارنة بالطرق التقليدية، مما يجعل السفر الفضائي أكثر كفاءة وأماناً للبعثات البشرية.

نظام الدفع النووي الحراري المتجدد لتقصير زمن السفر إلى المريخ: ثورة في تقنيات الدفع الفضائي

تحقيق نظام الدفع النووي الحراري المتجدد لتقصير زمن السفر إلى المريخ يمثل تحولاً نوعياً في مجال رحلات الفضاء، حيث يعتمد هذا النظام على وقود اليورانيوم السائل لتسخين وقود الصواريخ مباشرةً، مما يعزز الكفاءة إلى ما يقارب ضعف أنظمة الدفع النووية التقليدية؛ ونتج عن ذلك إمكانية تقليص زمن الرحلة ذهاباً وإياباً إلى المريخ إلى أقل من 420 يوماً بدل 780 يوماً تقريباً، الأمر الذي يزيد من فرص نجاح المهمات البشرية ويقلل من المخاطر الصحية المرتبطة بالسفر الطويل.
هذه التقنية النابعة من البحث في مجال الدفع النووي الحراري استطاعت استقطاب اهتمام ناسا ووكالات فضاء أخرى بسبب نبضها النوعي العالي الذي يصل إلى 1800 ثانية، أي أعلى بكثير من المحركات الكيميائية التي تقارب 450 ثانية فقط، مما يجعلها الحل الأمثل نحو رحلات أكثر سرعة وكفاءة في المستقبل القريب.

الحاجة المتزايدة لنظام الدفع النووي الحراري المتجدد لتقصير زمن السفر إلى المريخ في ظل تحديات الرحلات الفضائية الطويلة

طول مدة بعثات الفضاء الحالية يشكل عقبة رئيسية في استكشاف الكواكب البعيدة، إذ تتسبب فترات السفر الممتدة بمخاطر صحية جسيمة مثل التعرض للإشعاع، ضمور العضلات، والضغوط النفسية على رواد الفضاء؛ مما يفرض ضرورة البحث عن حلول تقنية فعالة مثل نظام الدفع النووي الحراري المتجدد لتقصير زمن السفر إلى المريخ، الذي يمكنه دعم تجهيز بعثات أكثر أماناً وواقعية للمستقبل.
الصواريخ الكيميائية التقليدية لم تعُد قادرة على تلبية متطلبات المهام البعيدة نظراً لمحدودية دافعها وكفاءتها، لذلك فإن تطوير محرك CNTR المتجدد يُعتبر استجابة عملية وحيوية للتحديات اللوجستية والصحية لتوفير سرعة أكبر وكفاءة رشيدة للسفر عبر الفضاء العميق.
وفي هذا الإطار، يُرتقب أن يساعد نظام الدفع النووي الحراري المتجدد في تمكين رحلات فضائية ليست إلى المريخ فقط، بل إلى الكواكب الخارجية مثل زحل، أورانوس، ونبتون، والتي تتطلب كفاءة عالية في استهلاك الوقود ونبض نوعي مرتفع.

الابتكارات والمرونة في استخدام الوقود ضمن نظام الدفع النووي الحراري المتجدد لتقصير زمن السفر إلى المريخ

يمتاز نظام الدفع النووي الحراري المتجدد لتقصير زمن السفر إلى المريخ بمرونته الفريدة في استخدام أنواع متعددة من الوقود؛ بخلاف الأنظمة التقليدية التي تعتمد على وقود واحد فقط، يسمح تصميم محرك CNTR باستخدام الأمونيا، الميثان، البروبان، والهيدرازين، مما يوسع من إمكانيات التزود بالوقود أثناء المهام الفضائية.
تُفتح هذه المرونة آفاقاً جديدة لاستكشاف الفضاء عبر توقيفات لإعادة التزود بالوقود في الفضاء، وربما باستخدام موارد مأخوذة من الكويكبات أو أجسام حزام كايبر، ما يعزز من الاستقلالية والدعم الذاتي لبعثات الفضاء المستقبلية.
هذه المرونة تدعم أيضاً المهمات الروبوتية عبر النظام الشمسي الخارجي، حيث يمكن الاعتماد على نظام الدفع النووي الحراري المتجدد لتوفير دفع مستقر وقوي، مما يجعل من الممكن إرسال مركبات فضائية إلى أماكن بعيدة مثل نبتون أو أجرام حزام كايبر بكفاءة عالية.

• استخدام وقود اليورانيوم السائل لتسخين وقود الصاروخ مباشرةً
• تحقيق نبض نوعي عالي يصل إلى 1800 ثانية
• مرونة في استخدام أنواع وقود متعددة كالأمونيا والميثان
• تقليل زمن الرحلة إلى المريخ إلى أقل من 420 يوماً
• دعم الرحلات إلى النظام الشمسي الخارجي والكواكب البعيدة

التحديات الهندسية لنظام الدفع النووي الحراري المتجدد لتقصير زمن السفر إلى المريخ

على الرغم من الإمكانيات الواعدة لنظام الدفع النووي الحراري المتجدد لتقصير زمن السفر إلى المريخ، لا تزال التقنية في مراحلها الأولى، ويواجه الباحثون تحديات هندسية رئيسية تتمثل في ضمان استقرار بدء التشغيل، التحكم الدقيق في عملية التشغيل والإيقاف، بالإضافة إلى تقليل الخسائر في وقود اليورانيوم أثناء العمل.
إدارة الأعطال المحتملة للمحرك تمثل تحدياً كبيراً، إذ إن متطلبات الدقة والموثوقية لأنظمة الدفع الحراري النووي لم تتحقق بالكامل بعد، مما يجعل البحث المستمر ضروريًا للوصول إلى تصميم قابل للعمل الآمن في المهام الفضائية البشرية.

يعمل الفريق الذي يقود عملية بناء محرك CNTR، بقيادة طالب الدكتوراه سبنسر كريستيان، على استكمال نموذج أولي متقدم خلال خمس سنوات، بدعمٍ من ناسا، بهدف تحقيق معايير صارمة تضمن الأداء العالي والموثوقية المطلوبة لمهمات الفضاء العميق، مما يعزز من إمكانية تطبيق نظام الدفع النووي الحراري المتجدد لتقصير زمن السفر إلى المريخ قريباً.