המשימה מאדים: הנעה

חלליות בלתי מאוישות המשוגרות כיום אל מאדים, עושות את הדרך בתוך כחצי שנה. הן מקבלות תנופה מטיל השיגור, ומנצלות את מסלולי מאדים וכדור הארץ, המקרבים אותם למרחק קטן יחסית (כ-10 דקות אור) פעם ב-26 חודשים. אך אלו חלליות קטנות יחסית, שמשקלן כ-500 קילוגרם, וניתן להאיץ אותן עם טיל לא מאוד גדול. חללית שתישא בני אדם אל מאדים, תהיה הרבה יותר גדולה, וכנראה תשקול כמה עשרות טונות לכל הפחות. טיל בטכנולוגיה הקיימת שיוכל להאיץ חללית בגודל כזה יהיה צריך להיות מאוד גדול, אולי גדול יותר מכל מה שיש כיום. לשם השוואה, מעבורת החלל שוקלת כמאה טונות, וברשות הרוסים יש טיל (אנרגיה) המסוגל להרים למסלול נמוך משקל דומה. ועוצמה דומה תידרש כדי להאט את החללית כאשר תגיע אל מאדים – חללית בגודל כזה לא ניתן יהיה להאט על ידי חיכוך באטמוספרת המאדים, כפי שנעשה כיום עם חלליות בלתי מאוישות. הדבר ידרוש כמובן כמויות עצומות של דלק, שגם לו עצמו יש משקל שיהיה צורך לקחת בחשבון.

הפתרון המסתמן הוא טכנולוגיה חדשה, הנמצאת כיום בפיתוח, של רקטה גרעינית. מדובר ברקטה רגילה, המציתה דלק באמצעות אספקת חמצן ונדחפת על ידי גזי הבעירה הנפלטים מאחור. אלא שבנוסף לאנרגיה המשוחררת בתהליך הבעירה של הדלק, גזי הפליטה עוברים גם סביב כור גרעיני, המחמם אותם עוד יותר, וגורם להם להיפלט בלחץ גבוה יותר משהיו נפלטים כרגיל. בשיטה זו, ניתן להפיק יותר כוח דחף מאותה כמות של דלק רקטי, ולחסוך מאוד בכמויות הדלק הדרושות כדי להניע חללית כה גדולה.

טכנולוגיה נוספת, הנמצאת כיום בשלבים מתקדמים של פיתוח, הוא מנוע VASIMR. וזימר משתמש בגלי רדיו כדי ליינן ולהלהיט דלק, ובשדות מגנטיים כדי להאיץ את הפלזמה הנוצרת דרך פתח הפליטה. שיטת הפעולה הזאת מאפשרת לו ליצור כוח דחף גבוה יחסית לכמות הדלק הנצרכת.

כתוצאה מן החיסכון, ניתן יהיה גם להפעיל את המנוע באופן קבוע, ולא רק בשלב השיגור כפי שנעשה בחלליות בלתי מאוישות (ואף מאוישות) כיום. במקום להשיג מהירות גבוהה בהתחלה, מאיצים את החללית בקצב נמוך יותר אך לאורך זמן. באמצע הדרך, כמובן, יהיה צורך להפוך את החללית ולהתחיל לאבד את המהירות שנצברה בחצי הראשון. התאוצה הקבועה הזאת תיצור בתוך החללית אפקט של כוח משיכה מלאכותי, בדומה לכוח שמרגישים כאשר עומדים בתוך מעלית המאיצה כלפי מעלה. דבר זה עשוי להקטין מאוד את ההשפעות של חוסר כבידה על גוף האדם, הגורמות לבעיות בריאותיות שונות כיום לאסטרונאוטים השוהים תקופות ארוכות בתחנת החלל הבינלאומית. זה גם יאפשר להם להסתגל לכוח המשיכה החלש יחסית של מאדים (כשליש מכוח המשיכה של כדור הארץ).

רוב הטילים המשוגרים כיום לחלל מתבססים על מנועי מימן-חמצן. מנועים אלה מציתים מימן נוזלי בעזרת חמצן נוזלי, והגזים הנוצרים בתהליך הבעירה נפלטים מקצה הטיל, ודוחפים אותו למעלה. מימן הוא דלק בעל כמות אנרגיה רבה יחסית למשקלו, ולכן הוא נוח לשימוש זה. זאת, למרות שיש צורך לקרר אותו ואת החמצן לטמפרטורות נמוכות ביותר, כדי להביאם למצב נוזלי. אך חללית אל המאדים, שתצטרך גם להחזיר את נוסעיה הביתה, לא תוכל להשתמש בו, משום שיהיה קשה לייצר מימן נוזלי על פני המאדים, ובלתי אפשרי לשאת את המימן הדרוש עם החללית מכדור הארץ, בגלל העומס שיצור המשקל הרב. המטען הנוסף יצריך הגדלה של כמות הדלק, רק כדי לשאת את הדלק שישמש לחזרה לכדור הארץ. לכן, עדיף להשתמש בדלק שניתן למצוא על המאדים. למשל, מתאן. תהליך כימי הידוע בשם תגובת סבטייה יכול ליצור ריאקציה בין כמות קטנה של מימן, שיובא מכדור הארץ, לפחמן דו-חמצני, המרכיב 95% מאטמוספירת מאדים, ליצירת מתאן ומים. את המים ניתן לפרק שוב לחמצן, שייאגר עבור האסטרונאוטים, ומימן, שישמש ליצירת עוד מתאן.

הפוסט הזה פורסם בקטגוריה mars, space.‏ קישור ישיר לפוסט.

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר. (*) שדות חובה מסומנים

תגי HTML מותרים: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

WP-SpamFree by Pole Position Marketing