كيف يمكننا السفر بسرعة في الفضاء، كم مدة السفر من الأرض إلى الفضاء
منذ العصور القديمة، نظر الناس إلى الفضاء وتساءلوا عن أسراره. لقد فتحت مساحة الفضاء الشاسعة أذهاننا، لكن حجم الفضاء الهائل حد من بحثنا. نريد استكشاف عوالم بعيدة، ولكن كيف يمكننا السفر بشكل أسرع حتى نتمكن من الذهاب إلى عوالم جديدة في الفضاء؟
السرعة النفاثة بالتأكيد ليست الحل. لو تخيلنا أننا نسافر بطائرة نفاثة من الأرض إلى، حيث أن القمر يقع على بعد حوالي 386000 كيلومتر أي (240 ألف ميل). سوف تستغرق الطائرة النفاثة التي تسافر بسرعة 1600 كم / ساعة (1000 ميل في الساعة) حوالي 240 ساعة أي حوالي 40 يومًا للوصول إلى القمر.
لهذا أدرك العلماء والمهندسون بوضوح منذ البداية أن الطريقة الوحيدة للوصول إلى الفضاء هي استخدام الصواريخ ودفع الصواريخ. تم تصميم المركبات وأنظمة الدفع التي تم تطويرها لبرنامج أبولو للوصول إلى القمر. باستخدام نظام الدفع الكيميائي، حيث أن الأمر استغرق من رواد رحلة أبولو حوالي 2.5 يومًا للوصول إلى القمر، والسفر بسرعات أسرع من 39000 كم / ساعة (أكثر من 24000 ميل في الساعة).
ما هو وقود مكوك الفضاء؟
يستخدم مكوك الفضاء نظام دفع كيميائي يعتمد على كل من الوقود السائل والصلب. فهو يجمع بين ميزات الصاروخ والطائرة والطائرة الشراعية، وهو مصمم لنقل رواد الفضاء والأقمار الصناعية والبضائع الأخرى إلى مدار الأرض. يسافر المكوك بسرعة 29000 كم / ساعة (18000 ميل في الساعة) حول الأرض كل 90 دقيقة.
كيف يعمل الوقود على دفع الصاروخ إلى الفضاء؟
يعمل المحرك المبرد المشترك القابل للتوسيع بمزيج من الأكسجين السائل بدرجة 297 درجة فهرنهايت تحت الصفر 423 درجة فهرنهايت من الهيدروجين السائل. عندما يحرق المحرك وقوده المتجمد، ينتج غاز مكون من بخار ساخن ويدفع الفوهة إلى الخارج، مما يخلق قوة دفع. تعمل فوهة المحرك الباردة على تبريد البخار، والذي يتكثف ويتجمد في نهاية المطاف عند مخرج الفوهة ليشكل رقاقات ثلجية.
حيث أن باستخدام التكنولوجيا الحالية ومركبة فضائية تعمل بمحركات الصواريخ الكيميائية، يمكن أن تستغرق الرحلة إلى المريخ ما بين ستة إلى تسعة أشهر. نظرًا لمحاذاة المريخ والأرض، فإن أفضل فرصة لدينا للإطلاق تحدث كل 26 شهرًا.
لذا نحتاج إلى إيجاد طرق أخرى للسفر إلى المريخ وما بعده، ونفكر حاليًا في أنظمة دفع بديلة.
الدفع الحراري النووي
يسمح الدفع الحراري النووي للمركبة الفضائية بالسفر بشكل أسرع من خلال توفير نظام أكثر كفاءة وخفيف الوزن. لن تستخدم أنظمة الدفع النووية حتى تكون المركبة الفضائية بعيدة عن الأرض. ستظل المركبات الفضائية تُطلق من الأرض بمحركات صواريخ كيميائية أو تُبنى وتُطلق في الفضاء. يمكن أن يكون نظام الدفع الحراري النووي أقوى بمئة مرة من الأنظمة الكيميائية ذات الوزن المماثل. يمكن لنظام مثل هذا أن يختصر بسهولة الوقت اللازم للسفر إلى المريخ وأماكن أخرى في نظامنا الشمسي.
تدرس ناسا نظام دفع قائم على البلازما يسمى مشروع VASIMR (صاروخ بلازما مغنطيسية متغيرة محددة النبضة). يدرس فرانكلين ر. تشانغ دياز، أول رائد فضاء من أصل إسباني، هذا النظام. يعمل VASIMR باستخدام مصدر طاقة كهربائية كبير (مثل الطاقة النووية) لاستخدام الهيدروجين كوقود دفع للصواريخ. الهيدروجين وفير في النظام الشمسي، مما قد يسمح بإطلاق مركبة فضائية تعمل بالطاقة VASIMR بما يكفي فقط من الوقود للوصول إلى وجهتها. عندما تصل، يمكن أن تلتقط المزيد من الهيدروجين لاستخدامها كوقود دافع لرحلة العودة. وفقًا لوكالة ناسا، يمكن أن تستغرق رحلة VASIMR إلى المريخ ما يزيد قليلاً عن ثلاثة أشهر، مقارنةً بالأشهر الستة إلى التسعة التي يتطلبها صاروخ كيميائي تقليدي.
هناك الكثير مما نريد رؤيته واستكشافه في نظامنا الشمسي وخارجه. ستساعدنا أنظمة الدفع الجديدة في الوصول إلى هناك بشكل أسرع.
المصدر من هنا