اسپیس نوتااسپیس نوتااسپیس نوتا
  • صفحه اصلی
  • فناوری فضایی
    فناوری فضایینمایش بیشتر
    سنسورها با فناوری پیشرانه نوین، برای همیشه در «جهان نادان‌ها» پرواز می‌کنند
    سنسورها با فناوری پیشرانه نوین، برای همیشه در «جهان نادان‌ها» پرواز می‌کنند
    ۳۱ مرداد ۱۴۰۴ ساعت ۱۰:۰۰
    با آینه‌ی چاپ سه‌بعدی آلومینیومی، کیوب‌ست‌ها بهتر می‌بینند
    با آینه‌ی چاپ سه‌بعدی آلومینیومی، کیوب‌ست‌ها بهتر می‌بینند
    ۲۸ مرداد ۱۴۰۴ ساعت ۱۰:۰۰
    یک تغییر مسیر ساده، مقصد جدیدی پیش روی مأموریت لوسی می‌گذارد
    یک تغییر مسیر ساده، مقصد جدیدی پیش روی مأموریت لوسی می‌گذارد
    ۲۱ مرداد ۱۴۰۴ ساعت ۱۱:۰۰
    مخلوط کردن ریگولیت و پلیمر، وزن چاپ سه بعدی را کاهش میدهد
    مخلوط کردن ریگولیت و پلیمر، وزن چاپ سه بعدی را کاهش میدهد
    ۱۹ مرداد ۱۴۰۴ ساعت ۱۰:۰۰
    گامی مهم برای تلسکوپ رومن: ناسا سپر محافظ در برابر خورشید را نصب کرد
    گامی مهم برای تلسکوپ رومن: ناسا سپر محافظ در برابر خورشید را نصب کرد
    ۱۵ مرداد ۱۴۰۴ ساعت ۱۰:۰۰
  • ماموریت‌های فضایی
    • ماموریت‌های دولتی
    • ماموریت‌های خصوصی
  • نجوم و کیهان‌شناسی
    • ستاره‌ها و سیارات
    • تصاویر فضایی
    • پژوهش‌های علمی
    • دانستنی های علمی
  • محیط زیست و زمین‌شناسی
    • تغییرات اقلیمی
    • زمین‌لرزه‌ها
    • آتشفشان‌ها
خواندن: با نیروی همجوشی چگونه می‌توان به سیاره‌ی احتمالا زیست‌پذیر پروکسیما قنطورس رسید؟
به اشتراک بگذارید
اسپیس نوتااسپیس نوتا
  • فناوری فضایی
  • ماموریت‌های فضایی
    • ماموریت‌های دولتی
    • ماموریت‌های خصوصی
  • نجوم و کیهان‌شناسی
    • ستاره‌ها و سیارات
    • تصاویر فضایی
    • پژوهش‌های علمی
    • دانستنی های علمی
  • محیط زیست و زمین‌شناسی
    • تغییرات اقلیمی
    • زمین‌لرزه‌ها
    • آتشفشان‌ها
ما را دنبال کنید
پژوهش‌های علمی

با نیروی همجوشی چگونه می‌توان به سیاره‌ی احتمالا زیست‌پذیر پروکسیما قنطورس رسید؟

سیاره پروکسیما قنطورس b نزدیک‌ترین سیاره‌ی فراخورشیدی شناخته‌شده است که احتمال دارد در «منطقه قابل سکونت» ستاره‌اش قرار داشته باشد.

با نیروی همجوشی چگونه می‌توان به سیاره‌ی احتمالا زیست‌پذیر پروکسیما قنطورس رسید؟
جزئیات زیرسامانه‌ی موشک همجوشی (FDR). اعتبار تصویر: ناسا
توسط مونا علی اکبرخان افجه ۱۵ تیر ۱۴۰۴ ساعت ۱۷:۰۰
6 دقیقه مطالعه

به همین دلیل، توجه زیادی را به خود جلب کرده است؛ از جمله چندین مأموریت که برای بازدید از آن و ارسال اطلاعات طراحی شده‌اند. اما متأسفانه به دلیل محدودیت‌های فناورانه و فاصله‌ی عظیم این سامانه، اغلب این مأموریت‌ها بسیار سبک (در حد چند گرم) هستند و برای رسیدن به هدفشان نیاز به بادبان‌های خورشیدی عظیم یا لیزرهای پیشران دارند.

اما چرا باید سطح فناوری امروز، تخیل ما را محدود کند؟ در حالی‌که گزینه‌های نظری دیگری هم وجود دارد که امکان فرستادن مأموریت‌های سنگین‌تر به نزدیک‌ترین همسایه‌ی بالقوه‌ی قابل‌سکونت ما را فراهم می‌کنند. چنین ایده‌ای پشت پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد «آملی لوتز» در دانشگاه ویرجینیا تک قرار داشت. او امکان استفاده از پیشرانش همجوشی (Fusion Propulsion) را بررسی کرد تا یک کاوشگر چندصد کیلویی را به سامانه‌ی پروکسیما ارسال کند؛ و حتی احتمال ورود آن به مدار این سیاره را نیز مطرح نمود.

با توجه به اینکه پروکسیما b احتمالاً زیست‌پذیر است، دانشمندان علاقه دارند مجموعه‌ای از حسگرها را برای بررسی دقیق‌تر به آنجا بفرستند. لوتز در پایان‌نامه‌اش ۱۱ نوع حسگر را فهرست کرده که روی فضاپیما نصب می‌شوند؛ از طیف‌سنج‌ها و مغناطیس‌سنج‌ها گرفته تا سامانه‌های تصویربرداری و نفوذی که می‌توانند زیر یخ‌های سطحی این سیاره (در صورت وجود) را بررسی کنند.

علاوه بر آن، یک آرایه‌ی ارتباطی پرقدرت نیز در نظر گرفته شده است. هرچند ارسال سیگنال از یک ستاره‌ی دیگر، کاری بسیار دشوار است. لوتز پیشنهاد می‌کند از «عدسی گرانشی خورشیدی» خود پروکسیما برای تقویت سیگنال استفاده شود، تا بتوان به پهنای باندی در حدود ۱۰ مگابیت بر ثانیه به ازای هر وات دست یافت.

نکته‌ی اصلی اما اینجاست: این فضاپیما برای نیروی پیشرانه و برق خود به یک ژنراتور همجوشی وابسته است. لوتز سه نوع مختلف از پیشران‌های همجوشی را بررسی کرده که هر یک از آن‌ها قابلیت استفاده از چهار نوع سوخت متفاوت را دارند.

  1. موشک همجوشی (Fusion Driven Rocket): در این روش، انرژی حاصل از همجوشی به‌صورت مستقیم و با بهره‌گیری از فناوری «همجوشی مغناطیسی-اینرسی» به پیشرانه تبدیل می‌شود.
  2. موتور محدودکننده اینرسی-الکترواستاتیک (Inertial-Electrostatic Confinement): کوچک و سبک است، اما محدودیت‌های فنی دارد که توان خروجی آن را محدود می‌کند.
  3. سامانه‌ی ریزهمجوشی القاشده با پادماده (Antimatter Initiated Microfusion – AIM): کوچک‌ترین گزینه است، اما نیاز به پادماده دارد؛ ماده‌ای بسیار کمیاب و بسیار گران‌قیمت.

چهار نوع سوخت بررسی‌شده نیز از رایج‌ترین گزینه‌های مورد نظر برای همجوشی هستند:

  • دوتریم-دوتریم (D-D): ساده‌ترین واکنش همجوشی ولی با توان خروجی پایین.
  • دوتریم-تریتیوم (D-T): انرژی بالاتری دارد اما نوترون زیادی تولید می‌کند که می‌تواند به سامانه‌های داخلی فضاپیما آسیب بزند.
  • پروتون-بور ۱۱ (p-B11): ساختار اتمی رایجی دارد اما برای تولید انرژی، دمای بسیار بالا و بازدهی کم دارد.
  • دوتریم-هلیم-۳ (D-He3): گزینه‌ای آرمانی با انرژی زیاد، نوترون کم و دمای مورد نیاز منطقی؛ اما مشکل اصلی، کمیابی هلیم-۳ در زمین است، هرچند استخراج آن از ماه هم‌اکنون مورد بررسی قرار گرفته است.

لوتز برای انتخاب بهترین ترکیب سوخت و پیشران، چند سناریوی مأموریت مختلف را بررسی کرده است:

  • عبور سریع بدون کاهش سرعت: در این حالت فضاپیما با سرعتی حدود ۲۴,۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه از کنار سیاره عبور می‌کند، که زمان کافی برای تحقیقات علمی فراهم نمی‌کند.
  • پرواز آهسته: فضاپیما در نیمه‌ی دوم مسیرش کاهش سرعت می‌دهد و با سرعتی حدود ۲۵ کیلومتر بر ثانیه عبور می‌کند؛ این سرعت کم‌تر، امکان انجام بررسی علمی را فراهم می‌سازد.
  • ورود به مدار: با کمی مانور بیشتر، امکان ورود فضاپیما به مدار اطراف پروکسیما b فراهم می‌شود که می‌تواند پروازهای متعدد و جمع‌آوری داده‌های فراوان را ممکن کند. البته برای تحقق آن، نیاز به انرژی بالا، جرم پایین و تولید کم نوترون وجود دارد.

طبق محاسبات لوتز، بهترین گزینه، استفاده از موشک همجوشی با سوخت D-He3 است. این ترکیب می‌تواند یک فضاپیمای ۵۰۰ کیلویی را طی حدود ۵۷ سال به مدار پروکسیما b برساند. برای مأموریتی میان‌ستاره‌ای، این زمان چندان هم طولانی نیست.

البته باید توجه داشت که این مطالعه در حال حاضر کاملاً نظری است. هنوز هیچ‌یک از انواع پیشرانه‌های همجوشی بررسی‌شده، به‌طور عملی ساخته یا آزمایش نشده‌اند و پرتاب چنین سامانه‌ای نیازمند تلاش‌های بزرگ فنی و سیاسی خواهد بود. اما شاید در طول دوران حرفه‌ای «آملی لوتز»، این رؤیا به واقعیت تبدیل شود.

استفاده از پیشران‌های همجوشی هسته‌ای به‌عنوان راهکاری نظری ولی امیدوارکننده برای سفرهای میان‌ستاره‌ای، به‌ویژه به سیارات فراخورشیدی نزدیک مانند پروکسیما قنطورس b، مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. در حالی که روش‌های فعلی مانند بادبان‌های خورشیدی یا لیزرهای پیشران به دلیل محدودیت‌های وزنی و کارایی، توانایی حمل ابزارهای علمی پیشرفته یا ورود به مدار سیاره هدف را ندارند، پیشران‌های همجوشی می‌توانند راه‌حلی برای ارسال فضاپیماهای سنگین‌تر با تجهیزات کامل باشند. پایان‌نامه آملی لوتز در این زمینه گامی مهم است که ضمن بررسی انواع پیشران‌ها و سوخت‌ها، ترکیب بهینه‌ای از موشک همجوشی با سوخت دوتریم-هلیم ۳ را پیشنهاد می‌کند که قادر است یک فضاپیمای ۵۰۰ کیلویی را ظرف ۵۷ سال به مدار پروکسیما b برساند. این طرح هنوز کاملاً نظری است و نیاز به توسعه فناوری‌های پیشرفته، از جمله همجوشی کنترل‌شده و منابع سوخت کمیاب، دارد؛ با این حال، چنین پژوهش‌هایی مسیر آینده‌ی سفرهای فضایی را ترسیم می‌کنند و نشان می‌دهند که تخیل علمی، حتی فراتر از محدودیت‌های کنونی فناوری، می‌تواند راهگشای مأموریت‌های میان‌ستاره‌ای باشد.

منابع:universetoday
این مقاله را به اشتراک بگذارید
Facebook Telegram
آواتار مونا علی اکبرخان افجه
توسط مونا علی اکبرخان افجه
دانشجوی دکتری ژئوفیزیک گرایش لرزه شناسی هستم. ژئوفیزیک به بررسی ابعاد زمین و اتفاقاتی مانند زلزله و لرزه هایی که توسط فعالیت انسان به‌وجود می‌آید، می پردازد. فعالیت در حوزه زمین و فضا از علاقه مندی ام است.
نظر بدهید

دیدگاهتان را بنویسید لغو پاسخ

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

جدیدترین مطالب

سیاره‌ای در حال تولد است: ستاره‌شناسان تصویری نادر از کیهان ثبت کردند
سیاره‌ای در حال تولد است: ستاره‌شناسان تصویری نادر از کیهان ثبت کردند
۹ شهریور ۱۴۰۴ ساعت ۱۴:۰۰
فضاپیمای اسپیس ایکس دهمین پرواز خود را با موفقیت انجام داد و گامی بزرگ به سوی قابلیت استفاده مجدد برداشت
فضاپیمای اسپیس ایکس دهمین پرواز خود را با موفقیت انجام داد و گامی بزرگ به سوی قابلیت استفاده مجدد برداشت
۹ شهریور ۱۴۰۴ ساعت ۱۳:۳۷
دانشمندان پرده از وجود امواج پلاسما‌ی غیرمنتظره در شفق‌های سیاره مشتری برداشتند
دانشمندان پرده از وجود امواج پلاسما‌ی غیرمنتظره در شفق‌های سیاره مشتری برداشتند
۹ شهریور ۱۴۰۴ ساعت ۱۱:۰۰
دانشمندان پرده از اسرار عجیب‌ترین جهان‌های بخاری کهکشان برداشتند
دانشمندان پرده از اسرار عجیب‌ترین جهان‌های بخاری کهکشان برداشتند
۹ شهریور ۱۴۰۴ ساعت ۱۰:۰۰
ستاره‌شناسان یکی از پرجرم‌ترین ستاره‌های دوتایی کهکشان را کشف کردند
ستاره‌شناسان یکی از پرجرم‌ترین ستاره‌های دوتایی کهکشان را کشف کردند
۸ شهریور ۱۴۰۴ ساعت ۱۱:۰۰

جدیدترین های تکنوتا

وان‌ پلاس ۱۵ در Geekbench ظاهر شد
۹ شهریور ۱۴۰۴ ساعت ۱۴:۳۰
وان‌ پلاس ۱۵ در Geekbench ظاهر شد
سامسونگ گلکسی زد تری‌فولد ظاهراً کاملاً متفاوت از آنچه قبلاً انتظار می‌رفت، تا خواهد شد
۹ شهریور ۱۴۰۴ ساعت ۱۳:۳۰
سامسونگ گلکسی زد تری‌فولد ظاهراً کاملاً متفاوت از آنچه قبلاً انتظار می‌رفت، تا خواهد شد
اسنپدراگون ۸ الیت نسل ۵ ممکن است نام تراشه پرچمدار بعدی کوالکام باشد
۹ شهریور ۱۴۰۴ ساعت ۱۱:۳۰
اسنپدراگون ۸ الیت نسل ۵ ممکن است نام تراشه پرچمدار بعدی کوالکام باشد

پربازدیدترین ها

شاید در کیهان، سیاره‌های تاریک و دوده‌ای بیش از سیاره‌های آبی باشند
پژوهش‌های علمی
شاید در کیهان، سیاره‌های تاریک و دوده‌ای بیش از سیاره‌های آبی باشند
۸ شهریور ۱۴۰۴ ساعت ۱۰:۰۰
مدل انقلابی نشان می‌دهد ساختار واقعی جهان چگونه تکامل کیهانی را شکل می‌دهد
پژوهش‌های علمی
مدل انقلابی نشان می‌دهد ساختار واقعی جهان چگونه تکامل کیهانی را شکل می‌دهد
۷ شهریور ۱۴۰۴ ساعت ۱۰:۰۰
بِنّو؛ گنجینه‌ای که اسرار نخستین روزهای منظومه شمسی را در خود دارد
پژوهش‌های علمی
بِنّو؛ گنجینه‌ای که اسرار نخستین روزهای منظومه شمسی را در خود دارد
۶ شهریور ۱۴۰۴ ساعت ۱۱:۰۰
روایتی جدید از آغاز کیهان، بی‌آنکه به تورم کیهانی متکی باشد
پژوهش‌های علمی
روایتی جدید از آغاز کیهان، بی‌آنکه به تورم کیهانی متکی باشد
۶ شهریور ۱۴۰۴ ساعت ۱۰:۰۰
اسپیس نوتا
دسترسی سریع
  • درباره ما
  • تماس با ما
  • تبلیغات
  • لیست بعدا می خوانم
معرفی کوتاه

اسپیس نوتا منبع جامع اخبار و رویدادهای فضایی است که توسط نویسندگان متخصص در این زمینه تهیه می‌شود.

خانواده ما
اسپیس نوتا
تکنوتا
© 1403 کپی مطالب اسپیس نوتا تنها با لینک دادن به سایت امکان‌پذیر است.
  • نقشه سایت
  • تبلیغات