अपने मिशनों की खोज में, जो हमें चंद्रमा, मंगल और उससे आगे तक ले जाएगा, नासा अगली पीढ़ी के कई प्रणोदन अवधारणाओं की खोज कर रहा है। जबकि मौजूदा अवधारणाओं के अपने फायदे हैं - रासायनिक रॉकेटों में उच्च ऊर्जा घनत्व होता है और आयन इंजन बहुत ईंधन-कुशल होते हैं - हमारे लिए भविष्य की काज की उम्मीदें उन विकल्पों को ढूंढती हैं जो दक्षता और शक्ति को जोड़ती हैं।
इसके लिए, नासा के मार्शल स्पेस फ्लाइट सेंटर के शोधकर्ता एक बार फिर से परमाणु रॉकेट विकसित करना चाहते हैं। नासा के गेम चेंजिंग डेवलपमेंट प्रोग्राम के हिस्से के रूप में, न्यूक्लियर थर्मल प्रोपल्शन (NTP) परियोजना में उच्च दक्षता वाले अंतरिक्ष यान का निर्माण होगा जो दूर के ग्रहों पर भारी पेलोड और कम समय में अपेक्षाकृत कम ईंधन पहुंचाने के लिए कम ईंधन का उपयोग करने में सक्षम होगा। ।
नासा के मार्शल स्पेस फ़्लाइट सेंटर में NTP परियोजना की सन्नी मिशेल के रूप में, हाल ही में NASA के एक प्रेस कार्यक्रम में कहा गया है:
“जैसा कि हम सौर मंडल में धकेलते हैं, परमाणु प्रणोदन मंगल की सतह तक और उससे आगे की दुनिया तक मानव पहुंच का विस्तार करने के लिए एकमात्र सही मायने में व्यवहार्य प्रौद्योगिकी विकल्प प्रदान कर सकता है। हम उन तकनीकों पर काम करने के लिए उत्साहित हैं जो मानव अन्वेषण के लिए गहरी जगह खोल सकती हैं। ”
इसे देखने के लिए, NASA ने BWX Technologies (BWXT), एक वर्जीनिया-आधारित ऊर्जा और प्रौद्योगिकी कंपनी के साथ एक साझेदारी की है, जो अमेरिकी सरकार के लिए परमाणु घटकों और ईंधन का एक प्रमुख आपूर्तिकर्ता है। आवश्यक रिएक्टरों को विकसित करने में नासा की सहायता करने के लिए जो मंगल ग्रह के संभावित भविष्य के मिशनों का समर्थन करेंगे, कंपनी की सहायक कंपनी (BWXT न्यूक्लियर एनर्जी, इंक।) को 18.8 मिलियन डॉलर के तीन साल के अनुबंध से सम्मानित किया गया।
इस तीन वर्षों के दौरान जिसमें वे नासा के साथ काम करेंगे, BWXT NTP तकनीक को लागू करने के लिए आवश्यक तकनीकी और प्रोग्राम डेटा प्रदान करेगा। इसमें प्रोटोटाइप ईंधन तत्वों का विनिर्माण और परीक्षण करना और नासा को किसी भी परमाणु लाइसेंसिंग और नियामक आवश्यकताओं को हल करने में मदद करना शामिल होगा। बीडब्ल्यूएक्सटी अपने एनटीपी कार्यक्रम के साथ व्यवहार्यता के मुद्दों को सुलझाने में नासा के योजनाकारों की सहायता करेगा।
रेक्स डी। गेवेदेन, BWXT के अध्यक्ष और मुख्य कार्यकारी अधिकारी के रूप में, समझौते के बारे में कहा:
“मंगल मिशन के समर्थन में इस रोमांचक परमाणु अंतरिक्ष कार्यक्रम पर नासा के साथ काम करने के लिए BWXT बेहद खुश है। हम परमाणु-संचालित अंतरिक्ष यान के लिए रिएक्टर और ईंधन के डिजाइन, विकास और निर्माण के लिए विशिष्ट रूप से योग्य हैं। यह अंतरिक्ष बाजार में हमारी क्षमताओं को धूमिल करने का एक उपयुक्त समय है जहां हम परमाणु प्रसार और परमाणु ऊर्जा शक्ति में दीर्घकालिक विकास के अवसर देखते हैं। ”
एक एनटीपी रॉकेट में, यूरेनियम या ड्यूटेरियम प्रतिक्रियाओं का उपयोग एक रिएक्टर के अंदर तरल हाइड्रोजन को गर्म करने के लिए किया जाता है, इसे आयनित हाइड्रोजन गैस (प्लाज्मा) में बदल दिया जाता है, जिसे बाद में रॉकेट नोजल के माध्यम से थ्रस्ट उत्पन्न करने के लिए प्रसारित किया जाता है। एक दूसरी संभावित विधि, जिसे न्यूक्लियर इलेक्ट्रिक प्रोपल्शन (एनईसी) के रूप में जाना जाता है, में उसी मूल रिएक्टर को शामिल किया जाता है जो अपनी गर्मी और ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है जो तब एक विद्युत इंजन को शक्ति देता है।
दोनों ही मामलों में, रॉकेट रासायनिक प्रणोदकों के बजाय प्रणोदन उत्पन्न करने के लिए परमाणु विखंडन पर निर्भर करता है, जो आज तक नासा और अन्य सभी अंतरिक्ष एजेंसियों का मुख्य आधार रहा है। प्रणोदन के इस पारंपरिक रूप की तुलना में, दोनों प्रकार के परमाणु इंजन कई फायदे प्रदान करते हैं। रॉकेट ईंधन की तुलना में यह सबसे पहले और सबसे स्पष्ट लगभग असीमित ऊर्जा घनत्व है।
यह आवश्यक प्रणोदक की कुल राशि में कटौती करेगा, इस प्रकार लॉन्च वजन में कटौती और व्यक्तिगत मिशनों की लागत। एक अधिक शक्तिशाली परमाणु इंजन का मतलब होगा यात्रा का समय कम होना। पहले से ही, नासा ने अनुमान लगाया है कि एक एनटीपी प्रणाली छह के बजाय चार महीने के लिए मंगल की यात्रा कर सकती है, जिससे अंतरिक्ष यात्रियों को उनकी यात्रा के दौरान विकिरण की मात्रा कम हो जाएगी।
निष्पक्ष होने के लिए, ब्रह्मांड का पता लगाने के लिए परमाणु रॉकेटों का उपयोग करने की अवधारणा नई नहीं है। वास्तव में, नासा ने स्पेस न्यूक्लियर प्रोपल्शन ऑफिस के तहत बड़े पैमाने पर परमाणु प्रसार की संभावना का पता लगाया है। वास्तव में, 1959 और 1972 के बीच, एसएनपीओ ने एईसी के नेवादा परीक्षण स्थल, नेवादा के जैकस फ्लैट्स में न्यूक्लियर रॉकेट डेवलपमेंट स्टेशन पर 23 रिएक्टर परीक्षण किए।
1963 में, एसएनपीओ ने चंद्रमा के लिए लंबी दूरी के चालक दल मिशन और ग्रहों के अंतरिक्ष के लिए परमाणु-थर्मल प्रणोदन को विकसित करने के लिए रॉकेट वाहन अनुप्रयोगों (एनईआरवीए) के लिए परमाणु इंजन भी बनाया। इससे NRX / XE का निर्माण हुआ, एक परमाणु-तापीय इंजन, जिसे एसएनपीओ ने प्रमाणित किया कि वह मंगल ग्रह पर चालक दल के मिशन की आवश्यकताओं को पूरा करता है।
सोवियत संघ ने 1960 के दशक के दौरान इसी तरह के अध्ययन किए, जिससे उन्हें अपने एन -1 रॉकेट के ऊपरी चरणों पर उपयोग करने की उम्मीद थी। इन प्रयासों के बावजूद, कोई भी परमाणु रॉकेट सेवा में प्रवेश नहीं किया, बजट में कटौती, जनहित की हानि, और अपोलो कार्यक्रम के पूरा होने के बाद अंतरिक्ष रेस के सामान्य समापन के कारण।
लेकिन अंतरिक्ष अन्वेषण और मंगल और उससे आगे के लिए प्रस्तावित महत्वाकांक्षी मिशन में मौजूदा दिलचस्पी को देखते हुए, ऐसा लगता है कि परमाणु रॉकेट आखिरकार सेवा देख सकते हैं। एक लोकप्रिय विचार जो माना जा रहा है वह एक मल्टीस्टेज रॉकेट है जो परमाणु इंजन और पारंपरिक थ्रस्टरों पर निर्भर करेगा - एक अवधारणा जिसे "बिमोडल स्पेसक्राफ्ट" के रूप में जाना जाता है। इस विचार का एक प्रमुख प्रस्तावक नासा मार्शल स्पेस फ्लाइट सेंटर के डॉ। माइकल जी। होट्स हैं।
2014 में, डॉ। हाउट्स ने एक प्रस्तुति का आयोजन किया कि कैसे बिमोडल रॉकेट (और अन्य परमाणु अवधारणाओं) ने "अंतरिक्ष अन्वेषण के लिए खेल-बदलते प्रौद्योगिकियों" का प्रतिनिधित्व किया। एक उदाहरण के रूप में, उन्होंने बताया कि नासा के मंगल ग्रह के प्रस्तावित चालक दल में एक प्रमुख प्रौद्योगिकी - स्पेस लॉन्च सिस्टम (एसएलएस) - निचले चरण में रासायनिक रॉकेट और ऊपरी चरण पर एक परमाणु-थर्मल इंजन से कैसे सुसज्जित किया जा सकता है।
इस सेटअप में, परमाणु इंजन "ठंडा" बना रहेगा, जब तक कि रॉकेट ने कक्षा हासिल नहीं कर ली थी, जिस बिंदु पर ऊपरी चरण को तैनात किया जाएगा और रिएक्टर को जोर लगाने के लिए सक्रिय किया जाएगा। रिपोर्ट में उद्धृत अन्य उदाहरणों में लंबी दूरी के उपग्रह शामिल हैं जो पूरे सौर मंडल में मानवयुक्त मिशनों के लिए आउटर सोलर सिस्टम और कूपर बेल्ट और तेज, कुशल परिवहन का पता लगा सकते हैं।
कंपनी का नया अनुबंध सितंबर 30, 2019 तक चलने की उम्मीद है। उस समय, न्यूक्लियर थर्मल प्रोपल्शन प्रोजेक्ट कम समृद्ध यूरेनियम ईंधन का उपयोग करने की व्यवहार्यता का निर्धारण करेगा। उसके बाद, परियोजना तब एक वर्ष का परीक्षण और आवश्यक ईंधन तत्वों के निर्माण की अपनी क्षमता को परिष्कृत करने में खर्च करेगी। अगर सब ठीक हो जाता है, तो हम उम्मीद कर सकते हैं कि नासा के "मंगल ग्रह की यात्रा" में कुछ परमाणु इंजन शामिल हो सकते हैं!
