Jurnal FM 
Motorul interstelar pe care l-am putea construi folosind tehnologia de astăzi
#Postat de Antoniu Lovin on noiembrie 9, 2021
Uraniu, un element cu două rezultate foarte diferite. Într-un scenariu, ar putea devasta civilizația noastră, dărâmând odinioară orașe mari și priveliști naturale într-o ruină cenușie și radioactivă. Dar în altul funcționează să faci exact invers. În interiorul rachetei nucleare cu apă sărată (NSWR) a inginerului aerospațial Robert Zubrin, uraniul acționează ca un combustibil care ne permite să devenim o specie interstelară. Este un concept puternic, plin de promisiune și potențial, rămânând în același timp fidel științei din lumea reală. Nu necesită fizică nouă sau materiale exotice. Totuși, dacă într-o zi am realizat că NSWR ne-ar putea propulsa cu o fracțiune din viteza luminii.
Dintre toate metodele propuse pentru călătoria interstelară, NSWR este poate atât cea mai accesibilă, cât și cea mai extremă. Racheta se bazează pe o reacție nucleară susținută. Uraniul de calitate pentru reactor ar fi dizolvat ca un amestec de tetra-bromură de uraniu 2% în apă. Uraniul din amestec este îmbogățit cu aproximativ 20% U-235, oferindu-i cantități mai mari de material fisionabil, astfel încât să poată suferi reacții nucleare. Această sare de uraniu – sau, în unele cazuri, sare de plutoniu – este porțiunea „apă sărată” a rachetei. În total, propulsorul nostru este un amestec de uraniu și apă sărată care întreține o reacție puternică în timp ce curge prin motor. Această reacție are loc deoarece, în anumite concentrații, apa sărată poate atinge o masă critică: creează o reacție în lanț auto-susținută, determinând apa să erupă într-o plasmă fierbinte care asigură forța rachetei. Evacuarea de la această rachetă nucleară ar putea fi de 100 de ori mai fierbinte decât evacuarea unei rachete chimice obișnuite ale cărei temperaturi de ardere ajung la 5.800 ° F (3.200 ° C). Dar pentru motoarele mai eficiente, cu o tracțiune mai mare, temperaturile trebuie să fie și mai mari. Un motor ca acesta – unul care este în același timp foarte eficient și oferă cantități mari de forță – este râvnit, dar dificil de proiectat. Acesta este motivul pentru care, dacă are succes, NSWR ar fi cel mai puternic motor de rachetă creat vreodată, atingând o putere de aproximativ 700 de gigawați. Utilizarea uraniului de calitate pentru reactoare face posibil ca NSWR să ajungă la planetele din sistemul solar exterior în doar câteva luni. Pentru comparație, utilizarea unei rachete tradiționale pentru a ajunge astăzi la Saturn ar dura între 3 și 7 ani pentru o călătorie dus-întors. Viteza de evacuare a NSWR este de aproximativ 60.000 m/s față de doar 4.500 m/s pentru o rachetă tradițională. Impresionant, dar acest lucru ar fi încă mult prea lent pentru visele noastre de a ajunge la stele îndepărtate.
Pentru ca NSWR să călătorească cu o fracțiune din viteza luminii, va trebui să schimbăm uraniul de calitate pentru reactoare cu ceva mult mai puternic: uraniu de calitate pentru arme. Acesta este uraniu care a fost îmbogățit la concentrații de 90% U-235 în loc de nivelul de îmbogățire de 20% pe care îl folosim pentru a explora Sistemul Solar. Dacă o navă spațială de 330 de tone transporta 3.000 de tone de combustibil cu apă sărată, uraniul îmbogățit la 90% i-ar putea oferi o viteză de evacuare de 4.700.000 m/s, sau puțin peste 3% din viteza luminii. Acest lucru ne-ar permite să ajungem la Alpha Centauri în 120 de ani. Desigur, căldura și puterea rachetei este, de asemenea, cel mai mare dezavantaj al acesteia. O duză de evacuare care suferă atât de înalte temperaturi și radiații ar trebui să fie făcută dintr-un material extrem de rezistent. La fel și rezervorul de combustibil ar trebui să fie făcut din pereți speciali care absorb neutroni, precum cei din bor. Fără bor care să absoarbă neutronii suplimentari, combustibilul ar putea suferi o reacție nucleară fugitivă. Acesta este motivul pentru care Zubrin a sugerat să facă rezervorul din tuburi lungi de carbură de bor prin care combustibilul este pompat în camera de reacție și unde poate avea loc apoi fisiunea. Pentru a răci atât duza, cât și camera, Zubrin a integrat un flux de apă obișnuit de-a lungul suprafeței lor. Și camera de reacție în sine? Ce fel de material ar putea susține o astfel de reacție energetică? Zubrin a susținut că a proiectat racheta în așa fel încât să fie fluxul lichidului, și nu materialele, ceea ce contează cel mai mult.
Dacă viteza lichidului care se deplasează prin camera de reacție a fost menținută la o rată adecvată, eliberarea maximă de energie s-ar produce la capătul camerei, astfel încât să nu existe prea multă presiune asupra materialelor în sine. Se pare că toate problemele de inginerie asociate cu NSWR pot fi rezolvate cu cunoștințele noastre științifice actuale. Dar pentru că nu au fost construite vreodată prototipuri, nu este sigur câte dintre soluțiile lui Zubrin ar funcționa efectiv în practică. Există, de asemenea, natura înnăscută a rachetei nucleare de a răspândi material extrem de radioactiv în timp ce își propulsează echipajul prin stele. Nu a putut fi folosit la lansarea inițială de pe Pământ în spațiu, deoarece evacuarea sa ar contamina zona înconjurătoare. Aceasta nu ar fi o problemă odată în spațiul mai adânc, unde distanțe uriașe ar dilua materialul radioactiv până la un nivel neglijabil. Chiar și atunci când se lansează de pe orbita Pământului Inferioară, atomii din evacuare ar avea suficientă viteză pentru a scăpa de gravitația soarelui și părăsesc sistemul solar cu totul. Orice cantitate de material radioactiv care ar ajunge pe Pământ ar fi nesemnificativă. Nici NSWR nu încalcă Tratatul de interzicere a testelor din 1968, care prevede că bombele nucleare nu pot fi detonate în spațiul cosmic. NSWR nu este nici o bombă, nici o armă.
Sistemele anterioare de propulsie nucleară – cum ar fi Proiectul Orion – au fost respinse în mare parte pentru că au încălcat acest tratat. Faptul că nu încalcă niciun tratat nu face NSWR mai puțin periculoasă sau speculativă. Nu este o tehnologie care ar putea fi folosită singură, ci ar putea fi folosită cu ceva de genul unui sistem de accelerație cu laser pentru a o scoate de pe pământ și la o distanță sigură de Pământ. Deoarece cea mai mare parte a combustibilului ar fi folosită pentru accelerare, este, de asemenea, incert cum va decelera racheta odată ce ajunge la destinație. Totuși, rămâne faptul că acesta este cel mai bun motor interstelar pe care îl putem crea folosind tehnologia actuală. Și poate fi realizat folosind arme nucleare scoase din funcțiune care conțin depozite de uraniu și plutoniu. Întrebarea la care trebuie să răspundem, atunci, este unde aparțin aceste elemente. Fac ei cel mai bine aici pe Pământ, în arsenalul nostru nuclear? Sau ar trebui să le facem o casă undeva mai adânc în cosmos? Sursa: medium.com
