Eurooppa kehittää ydinvoimaa saavuttaakseen Marsin vain 56 päivässä

Muinaisista asteroiditiedoista löydetty kiertoradan pikakuvake mahdollistaa edestakaisen matkan Marte:ään vain 226 päivässä, ja paluumatka kestää 56 päivää. Reitti on geometrisesti voimassa aurinkokunnan nykyisessä konfiguraatiossa ja avautuu vuonna 2031. Porém:n saavuttaminen vaatii ydinlämpövoimaa, teknologiaa, jota Europa jo kehittää ja testaa yhteistyökumppaneiden kanssa.

Äärimmäisen nopean liikeradan tunnisti astrofyysikko Marcelo Oliveira Souza:stä ja Universidade Estadual Norte Fluminense:stä. Ele käytti vuoden 2015 alustavia kiertoratatietoja asteroidista 2001 CA21 vertailugeometrisenä mallina ja loi analyysisuunnitelman Terra:n ja Marte:n välisten siirtokulmien testaamiseksi, joita perinteiset lähestymistavat eivät kaappaa.

Geometria, joka uhmaa kemiallista propulsiota

Avaruusalus, joka lähtee Terra:stä 20. huhtikuuta 2031, saapuisi Marsin kiertoradalle 56 päivää myöhemmin. Miehistö pysyisi pinnalla viisi viikkoa ja palasi Terra:ään 135 päivää Marte:n laukaisun jälkeen, yhteensä 226 päivän tehtävä. Para edestakaisen matkan lentorata, tämä aikajana on radikaalisti lyhyempi kuin mikään koskaan suunniteltu miehitetty tehtävä.

Vaativa kemiallinen propulsio vaatii seitsemästä yhdeksään kuukautta pelkästään lähtöön. Nopeudet, jotka vaaditaan 56 päivän kauttakulkuun, tuhoavat kaikki tavanomaiset kemialliset skenaariot. Ylimääräinen hyperbolinen nopeus tällä lentoradalla saavuttaa 16,9 kilometriä sekunnissa, mikä vaatii 15 kertaa enemmän energiaa kuin tavallinen Marte-lento.

Vaihtoehto nimeltä “äärimmäinen” lyhentää kokonaisaikaa entisestään 153 päivään yhdistämällä 33 päivää matkalla, 30 päivää pinnalla ja 90 päivää paluumatkalla. Porém Tämä vaihtoehto vaatii 40 kertaa enemmän energiaa kuin perinteinen lento, saavuttaen 27,5 kilometriä sekunnissa lentoonlähdön nopeuden, joka ylittää minkä tahansa jo käytetyn kemiallisen vaiheen teoreettisen rajan. Saapuminen Marte:iin tapahtuisi nopeudella 16,6 kilometriä sekunnissa ja palaa Terra:n ilmakehään nopeudella 15,1 kilometriä sekunnissa, arvot, jotka testaavat vielä kehitteillä olevien lämpösuojamateriaalien rajoja.

Miksi vain ydinvoima ratkaisee ongelman

Acta Astronautica-lehdessä julkaistussa tutkimuksessa todetaan, että kemialliset raketit eivät pysty täyttämään tätä energiavajetta. Ainoa tunnistettu teknologiavipu on ydinlämpöpropulsio eli NTP, joka lämmittää nestemäistä vetyä reaktorisydämen läpi ja poistaa kaasun noin kaksinkertaisella teholla kemialliseen palamiseen verrattuna.

Essa-tekniikka ei jää teoreettiselle alueelle. Ranskalainen tutkimustoimisto CEA käynnisti vuonna 2023 toteutettavuustutkimuksen nimeltä Alumni, joka on kehitetty yhteistyössä ArianeGroupin ja Framatome:n kanssa Agência Espacial Europeia:lle. Viraston virallisessa ilmoituksessa kerrotaan, että tavoitteena on vähentää kulkuja Marte:ään, mikä vähentää astronautien altistumista kosmiselle säteilylle pitkittyneen lennon aikana.

CEA kehittää myös rinnakkaista tutkimuslinjaa nimeltä RocketRoll, joka keskittyy ydinsähkökäyttöön tehtävissä, joissa auringonvalo ei riitä aurinkopaneeleille. Ambos-projektit pohjautuvat eurooppalaiseen teknologiasuunnitelmaan, jonka kohteena on prototyyppi vuoden 2035 tienoilla. Aikajana on riittävän lähellä vuoden 2031 julkaisuikkunaa ollakseen toiminnallisesti merkityksellinen.

Leia Também

Nintendo julkistaa uuden sukupolven hybridikonsolin, jossa on ennennäkemätön Zelda Ocarina of Time -versio

Japanilainen valmistaja julkistaa uuden sukupolven hybridikonsolin, jossa on suurennettu näyttö ja Zelda-versio

Zach Cregger palaa kauhun pariin Resident Evil 2026:n kanssa uudessa rebootissa

Eurooppalainen Competência avaruusydinteknologiassa

CEA:n ohjelmapäällikkö Xavier Averty kertoi, että organisaatio on kehittänyt ydinlämpö- ja sähköistä avaruusvoimaa 1980-luvulta lähtien ja on edelleen ainoa eurooppalainen tutkimusorganisaatio, jolla on tämä kyky. Kertynyt osaaminen asettaa Europa:n johtajaksi ainoassa teknologiassa, joka pystyy mahdollistamaan nopean siirtymisen Marte:ään.

Alumni- ja RocketRoll-projektit eivät ole yksittäisiä aloitteita. Representam on strateginen integraatio, jossa ranskalainen tutkimus, Euroopan ilmailuteollisuus ja Manner-Avaruusviraston sääntelykehys lähentyvät kohti tiettyä tavoitetta: mahdollistaa Marte-operaation, jonka kesto on yhteensopiva avaruusturvallisuuden ja biologisen elinkelpoisuuden kanssa.

Löytömenetelmä vanhojen tietojen kautta

Oliveira Souza:n Marcelo ei vedonnut eksoottiseen fysiikkaan tai suunnitellut uusia moottoreita. Ele käytti metodologista lähestymistapaa, jossa vanha ratatieto toimii geometrisena suodattimena. Vuoden 2015 tiedot asteroidista 2001 CA21 kuvasivat pitkänomaisen, matalan kaltevuuden ellipsin, joka leikkaa Terra:n ja Marte:n kiertoradat. Myöhemmin Observações jalosti tätä kiertorataa muuttaen sen muotoa, mutta alkuperäiset tiedot tarjosivat jotain harvinaista: vertailutason äärimmäisten siirtokulmien testaamiseen.

Tutkija asetti tiukan säännön: jokaisen ehdokasradan oli pysyttävä viiden asteen sisällä asteroidin kiertoratatasosta. Usando Ratkaisija Lambert:lle, tavalliselle astrodynaamiselle työkalulle, joka laskee mahdolliset liikeradat kahden pisteen välillä avaruudessa. Se simuloi kolmea tulevaa Marsin opposition ikkunaa. Vuodet 2027 ja 2029 epäonnistuivat. Energiantarve kasvoi liikaa tai geometria esti paluupiirin sulkeutumisen.

Vuoden 2031 ikkuna käyttäytyi eri tavalla. Produziu kaksi täydellistä meno-paluu-arkkitehtuuria, jotka molemmat lähtevät Terra:stä samana päivänä huhtikuussa, ja ne eroavat toisistaan ​​vain kulkuajan ja Marsin oleskeluvaihtoehtojen mukaan.

Transformar teoria todellisuudeksi

Acta Astronautica:ssä julkaistu artikkeli ei käsittele ajoneuvojen suunnittelua, massabudjetteja, imuprofiileja tai lämmön absorptiolaskelmia. Oferece on kuitenkin numeerinen näyttö siitä, että Marte:n nopea ja suljettu tehtävägeometria on olemassa todellisen kiertoradan efemerididatan sisällä. Ratkaisu pysyy ehjänä havaintoepävarmuutta heijastavien paikkavärähtelyjen aikana.

Kysymys kuuluu nyt, koodaavatko muut varhaiset asteroidiratkaisut samanlaisia ​​malleja. Levantamento-populaatio jää tulevaa työtä varten. Toistaiseksi 226 päivän matka on olemassa vain paperilla. Metallin ja ponneaineen Transformá vaatii moottorin, joka vastaa geometrian kuvaamaa tavoitetta.