ZNANOST: hrvatski znanstveni portal

Raketa pokretana nuklearnom fuzijom će slati ljude na Mars?


No je li zaista izvedivo?
Slough i kolege iz MSNW smatraju da je. Pokazali su uspješnost laboratorijskih testova u svim dijelovima procesa. Prema Sloughovim riječima, sada će biti ključno kombiniranje svakog izoliranog procesa u završni eksperiment koji izaziva fuziju putem ove tehnologije. Tim istraživača je razvio vrstu plazme oklopljenu vlastitim magnetskim poljem. Nuklearna fuzija se događa kada je ta plazma komprimirana pod visokim tlakom i u magnetskom polju. Tim je uspješno testirao ovu tehniku u laboratoriju.

Samo mala količina fuzije je potrebna za pokretanje rakete - ovaj materijal veličine zrnca pijeska sadrži jednaku energiju kao i 1 galon raketnog goriva. Za pokretanje rakete, tim je osmislio sustav u kojem snažno magnetsko polje uzrokuje imploziju velikog metalnog prstena oko plazme, sabijajući plazmu do stanja fuzije. Konvergentni prstenovi se spajaju da bi formirali omotač koji pokreće fuziju, no samo nekoliko mikrosekundi. Iako je vrijeme kompresije vrlo kratko, kroz fuzijske procese se oslobađa dovoljno energije da se omotač brzo ugrije i ionizira. Takav super-ugrijani ionizirani metal se izbacuje iz raketne mlaznice pri velikoj brzini. Ovaj proces se ponavlja otprilike svake minute, pokrećući letjelicu tako.

UW-MSNW tim je uspješno pokazao proces gnječenja metala u Laboratoriju dinamike plazme washingtonskog sveučilišta u Redmondu. Donijeli su i uzorak urušenog aluminijskog prstena veličine šake kao rezultat jednog od testova koje su prisutni mogli vidjeli i dotaknuti na nedavnom NASA-inom simpoziju.

''Mislim da su svi bili zadovoljni vidjevši potvrdu glavnog mehanizma kojeg koristimo za komprimiranje plazme'', rekao je Slough. ''Nadamo se da možemo zainteresirati svijet činjenicom da fuzija nije uvijek udaljena 40 godina od nas i ne košta uvijek dvije milijarde dolara.''
Sada, tim radi na spajanju svega zajedno korištenjem tehnologije za komprimiranje plazme i stvaranja nuklearne fuzije. Slough se nada da bi sve moglo biti spremno za prvo testiranje krajem ljeta.

Laboratorij dinamike plazme gdje Slough i kolege, uključujući i studente Sveučilišta u Washingtonu grade i provode eksperimente su od zida do zida popunjeni plavim kondenzatorima koji pohranjuju energiju, svaki funkcionirajući kao baterija visokog napona. Kondenzatori su povezani na divovski magnet koji sadrži komoru gdje će se odvijati reakcije fuzije. Pritiskom sklopke kondenzatori istodobno otpuštaju jedan milijun Ampera struje u djeliću sekunde do magneta, što ubrzo sabija metalni prsten.
Korišteni mehanički procesi i oprema su prilično jednostavni, što prema Sloughu osigurava da će njihov projekt funkcionirati u Svemiru.

''Sve što postavljate u Svemir mora djelovati na sasvim jednostavan način'', rekao je. ''Ova tehnologija se može iskoristiti za nešto korisno u Svemiru.'' U stvarnom svemirskom putovanju, znanstvenici bi koristili metal litija za sabijajući prstene kod napajanja rakete. Litij je vrlo reaktivan, a za laboratorijska testiranja aluminij djeluje jednako dobro, donosi Slough.

Nuklearna fuzija može izazvati zabrinutost zbog svoje primjene u nuklearnim bombama, no prema Sloughu je njezina upotreba u ovom slučaju posve drugačija. Energija fuzije za pokretanje rekete bi bila smanjena za faktor od jedne milijarde u odnosu na hidrogensku bombu, što je premalo da bi uzrokovalo značajniju eksploziju. Također, Sloughova ideja koristi snažno magnetsko polje koje zadržava fuzijsko gorivo te ga sigurno odvodi s letjelice i putnika koji se nalaze iznutra.

Istraživači suradnici su Anthony Pancotti, David Kirtley and George Votroubek, svi iz MSNW; Christopher Pihl, vodeć strojarski tehničar u aeronautici u astronautici na Sveučilištu u Washingtonu; i Michael Pfaff, doktorand aeronautike i astronautike Sveučilišta u Washingtonu.

Izvor: University of Washington

12
Podijeli.