ยุโรปพัฒนาพลังงานนิวเคลียร์มุ่งสู่ดาวอังคารภายในเวลาเพียง 56 วัน

ทางลัดวงโคจรที่ค้นพบในข้อมูลจากดาวเคราะห์น้อยโบราณทำให้สามารถเดินทางไปดาวอังคารได้ในเวลาเพียง 226 วัน โดยการเดินทางกลับใช้เวลา 56 วัน เส้นทางนี้ใช้ได้ทางเรขาคณิตภายในโครงสร้างปัจจุบันของระบบสุริยะและจะเปิดในปี 2574 อย่างไรก็ตาม การจะไปถึงเส้นทางนั้นต้องใช้ระบบขับเคลื่อนความร้อนนิวเคลียร์ ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ยุโรปกำลังพัฒนาและทดสอบกับหน่วยงานพันธมิตรอยู่แล้ว

วิถีโคจรที่เร็วมากถูกระบุโดยนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ มาร์เซโล เด โอลิเวรา โซซา จาก Universidade Estadual do Norte Fluminense เขาใช้ข้อมูลวงโคจรเบื้องต้นปี 2015 จากดาวเคราะห์น้อย 2001 CA21 เป็นแบบจำลองทางเรขาคณิตอ้างอิง สร้างแผนการวิเคราะห์เพื่อทดสอบมุมการถ่ายโอนระหว่างโลกและดาวอังคารซึ่งวิธีการทั่วไปไม่สามารถจับภาพได้

เรขาคณิตที่ท้าทายแรงผลักดันทางเคมี

ยานอวกาศที่เดินทางออกจากโลกในวันที่ 20 เมษายน พ.ศ. 2574 จะมาถึงวงโคจรดาวอังคารในอีก 56 วันต่อมา ลูกเรือจะอยู่บนพื้นผิวเป็นเวลาห้าสัปดาห์และกลับมายังโลก 135 วันหลังจากปล่อยจากดาวอังคาร รวมภารกิจ 226 วัน สำหรับเส้นทางไปกลับ ตารางนี้จะสั้นกว่าการออกแบบภารกิจที่มีคนขับใดๆ ที่เคยคิดไว้เลย

การขับเคลื่อนด้วยสารเคมีที่มีความต้องการสูงต้องใช้เวลาเจ็ดถึงเก้าเดือนสำหรับการเดินทางออกไปข้างนอก ความเร็วที่จำเป็นในการขนส่ง 56 วันทำลายสถานการณ์ทางเคมีทั่วไป ความเร็วไฮเปอร์โบลิกส่วนเกินสำหรับวิถีโคจรนี้สูงถึง 16.9 กิโลเมตรต่อวินาที ซึ่งต้องใช้พลังงานมากกว่าภารกิจมาตรฐานไปยังดาวอังคารถึง 15 เท่า

อีกทางเลือกหนึ่งที่เรียกว่า “สุดขีด” ยังช่วยลดเวลารวมลงเหลือ 153 วัน รวม 33 วันในทางออก 30 วันบนพื้นผิว และ 90 วันในการกลับ อย่างไรก็ตาม ตัวเลือกนี้ต้องใช้พลังงานมากกว่าภารกิจทั่วไปถึง 40 เท่า โดยมีความเร็วในการบินขึ้น 27.5 กิโลเมตรต่อวินาที ซึ่งสูงกว่าขีดจำกัดทางทฤษฎีของขั้นตอนทางเคมีใดๆ ที่ใช้อยู่แล้ว การมาถึงบนดาวอังคารจะเกิดขึ้นที่ 16.6 กิโลเมตรต่อวินาที และกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศโลกด้วยความเร็ว 15.1 กิโลเมตรต่อวินาที ซึ่งเป็นค่าที่ทดสอบขีดจำกัดของวัสดุป้องกันความร้อนที่ยังอยู่ระหว่างการพัฒนา

เหตุใดการขับเคลื่อนด้วยนิวเคลียร์เท่านั้นจึงช่วยแก้ปัญหาได้

การศึกษาซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร Acta Astronautica สรุปว่าจรวดเคมีไม่สามารถเติมเต็มช่องว่างพลังงานนี้ได้ เทคโนโลยีเดียวที่ระบุคือการขับเคลื่อนความร้อนนิวเคลียร์หรือ NTP ซึ่งให้ความร้อนไฮโดรเจนเหลวผ่านแกนเครื่องปฏิกรณ์และขับไล่ก๊าซออกไปอย่างมีประสิทธิภาพประมาณสองเท่าของการเผาไหม้ทางเคมี

เทคโนโลยีนี้ไม่ได้อยู่ในสาขาทฤษฎี หน่วยงานวิจัยของฝรั่งเศส CEA ได้เปิดตัวการศึกษาความเป็นไปได้ที่เรียกว่า Alumni ในปี 2023 ซึ่งพัฒนาขึ้นโดยความร่วมมือกับ ArianeGroup และ Framatome สำหรับองค์การอวกาศยุโรป รายละเอียดประกาศอย่างเป็นทางการของหน่วยงานว่าวัตถุประสงค์คือเพื่อลดการผ่านหน้าไปยังดาวอังคาร ลดการสัมผัสกับรังสีคอสมิกของนักบินอวกาศในระหว่างการบินเป็นเวลานาน

CEA ยังพัฒนาแนวการวิจัยคู่ขนานที่เรียกว่า RocketRoll ซึ่งมุ่งเน้นไปที่การขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้านิวเคลียร์สำหรับภารกิจที่แสงแดดไม่เพียงพอสำหรับแผงโซลาร์เซลล์ ทั้งสองโครงการป้อนเข้าสู่แผนงานด้านเทคโนโลยีของยุโรปซึ่งมีจุดมุ่งหมายเพื่อสร้างต้นแบบประมาณปี 2578 ซึ่งเป็นระยะเวลาที่ใกล้เคียงกับกรอบการเปิดตัวในปี 2574 เพื่อให้มีความเกี่ยวข้องในการปฏิบัติงาน

Leia Também

Rockstar Games ขยายโครงสร้างสำหรับการเปิดตัว GTA 6 แบบเห็นภาพในแคมเปญระดับโลก

Oppo Find X9 Ultra เหนือกว่า iPhone 17 Pro Max ในด้านอายุการใช้งานแบตเตอรี่และการชาร์จ

PS Plus สูญเสียตำแหน่งในเดือนมิถุนายน 2026 โดยออกจากการดำเนินการที่ได้รับการยกย่อง

ความสามารถของยุโรปในด้านเทคโนโลยีนิวเคลียร์อวกาศ

Xavier Averty ผู้จัดการโครงการ CEA รายงานว่าองค์กรดังกล่าวได้พัฒนาระบบขับเคลื่อนอวกาศความร้อนและไฟฟ้านิวเคลียร์มาตั้งแต่ปี 1980 และยังคงเป็นองค์กรวิจัยแห่งเดียวในยุโรปที่มีความสามารถนี้ ความสามารถที่สั่งสมมาทำให้ยุโรปเป็นผู้นำในด้านเทคโนโลยีเดียวที่สามารถเดินทางสู่ดาวอังคารได้อย่างรวดเร็ว

โครงการ Alumni และ RocketRoll ไม่ใช่โครงการริเริ่มที่แยกจากกัน สิ่งเหล่านี้เป็นตัวแทนของการบูรณาการเชิงกลยุทธ์ซึ่งการวิจัยของฝรั่งเศส อุตสาหกรรมการบินและอวกาศของยุโรป และกรอบการกำกับดูแลของหน่วยงานอวกาศภาคพื้นทวีปมาบรรจบกันเพื่อวัตถุประสงค์เฉพาะ: ทำให้ภารกิจไปยังดาวอังคารเป็นไปได้ด้วยระยะเวลาที่สอดคล้องกับความปลอดภัยทางอวกาศและความมีชีวิตทางชีวภาพ

วิธีการค้นพบผ่านข้อมูลเก่า

Marcelo de Oliveira Souza ไม่ได้คำนึงถึงฟิสิกส์ที่แปลกใหม่หรือออกแบบเครื่องยนต์ใหม่ เขาใช้วิธีการเชิงระเบียบวิธีโดยที่ข้อมูลวงโคจรเก่าทำหน้าที่เป็นตัวกรองทางเรขาคณิต ข้อมูลเมื่อปี พ.ศ. 2558 จากดาวเคราะห์น้อย 2001 CA21 บรรยายถึงวงรีที่มีความเอียงต่ำและยาวซึ่งตัดผ่านวงโคจรของโลกและดาวอังคาร การสังเกตในภายหลังได้ปรับปรุงวงโคจรนี้ โดยเปลี่ยนรูปร่างของมัน แต่ข้อมูลเบื้องต้นเสนอสิ่งที่หาได้ยาก: ระนาบอ้างอิงสำหรับทดสอบมุมการถ่ายโอนที่รุนแรง

นักวิจัยกำหนดกฎที่เข้มงวด: วิถีโคจรของดาวเคราะห์น้อยใด ๆ ที่จำเป็นจะต้องอยู่ห่างจากระนาบวงโคจรของดาวเคราะห์น้อยไม่เกิน 5 องศา ด้วยการใช้เครื่องแก้ปัญหาแลมเบิร์ต ซึ่งเป็นเครื่องมือทางโหราศาสตร์มาตรฐานที่คำนวณวิถีที่เป็นไปได้ระหว่างจุดสองจุดในอวกาศ เขาจำลองหน้าต่างสามบานในอนาคตของการต่อต้านดาวอังคาร ปี 2570 และ 2572 ล้มเหลว ความต้องการพลังงานเพิ่มขึ้นมากเกินไป หรือรูปทรงทำให้วงจรย้อนกลับไม่สามารถปิดได้

หน้าต่าง 2031 มีพฤติกรรมแตกต่างออกไป โดยสร้างสถาปัตยกรรมแบบไปกลับสองแบบ โดยทั้งสองออกเดินทางจากโลกในวันเดียวกันในเดือนเมษายน ต่างกันเพียงเวลาขนส่งและตัวเลือกการอยู่ดาวอังคารเท่านั้น

เปลี่ยนทฤษฎีให้กลายเป็นความจริง

บทความที่ตีพิมพ์ใน Acta Astronautica ไม่ได้กล่าวถึงวิศวกรรมยานยนต์ งบประมาณมวล โปรไฟล์ทางเข้า หรือการคำนวณการดูดซับความร้อน อย่างไรก็ตาม มีหลักฐานเชิงตัวเลขว่าเรขาคณิตภารกิจปิดที่รวดเร็วสำหรับดาวอังคารนั้นมีอยู่ภายในข้อมูลชั่วคราวของวงโคจรจริง สารละลายยังคงสภาพเดิมภายใต้การสั่นของตำแหน่งซึ่งสะท้อนถึงความไม่แน่นอนจากการสังเกต

คำถามตอนนี้ก็คือว่าโซลูชันดาวเคราะห์น้อยอื่นๆ ในยุคแรกๆ เข้ารหัสโมเดลที่คล้ายกันหรือไม่ การสำรวจประชากรยังคงอยู่สำหรับการทำงานในอนาคต สำหรับตอนนี้ การเดินทาง 226 วันนั้นมีอยู่บนกระดาษเท่านั้น การแปลงให้เป็นโลหะและจรวดจะต้องใช้เครื่องยนต์ที่ตรงกับความทะเยอทะยานตามที่เรขาคณิตอธิบาย