اسپیس نوتااسپیس نوتااسپیس نوتا
  • صفحه اصلی
  • فناوری فضایی
    فناوری فضایینمایش بیشتر
    استفاده از دوربین‌ها به‌عنوان ابزار علمی در ماموریت‌های آرتیمیس ۳ انجام می‌شود
    استفاده از دوربین‌ها به‌عنوان ابزار علمی در ماموریت‌های آرتیمیس ۳ انجام می‌شود
    ۵ تیر ۱۴۰۴ ساعت ۱۱:۰۰
    چگونه می‌توان بادبان‌های خورشیدی را بهتر چرخاند؟
    چگونه می‌توان بادبان‌های خورشیدی را بهتر چرخاند؟
    ۲۵ خرداد ۱۴۰۴ ساعت ۱۴:۰۰
    چگونه "عضلات حبابی" به فضانوردان کمک می‌کنند روی پا بایستند؟
    چگونه “عضلات حبابی” به فضانوردان کمک می‌کنند روی پا بایستند؟
    ۲۴ خرداد ۱۴۰۴ ساعت ۲۱:۰۰
    جهان پر از عدسی‌های طبیعی تلسکوپی است؛ تلسکوپ رومن از آن‌ها برای مطالعه ماده تاریک بهره خواهد گرفت
    جهان پر از عدسی‌های طبیعی تلسکوپی است؛ تلسکوپ رومن از آن‌ها برای مطالعه ماده تاریک بهره خواهد گرفت
    ۲۴ خرداد ۱۴۰۴ ساعت ۲۰:۰۰
    نمای نزدیک و بی‌سابقه از خورشید؛ تصاویری که نفس را بند می‌آورند
    نمای نزدیک و بی‌سابقه از خورشید؛ تصاویری که نفس را بند می‌آورند
    ۱۱ خرداد ۱۴۰۴ ساعت ۱۱:۰۰
  • 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 Twitter Telegram
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

«کیپو» با پهنایی حیرت‌انگیز، عنوان بزرگ‌ترین ساختار کیهانی را به خود اختصاص داد
«کیپو» با پهنایی حیرت‌انگیز، عنوان بزرگ‌ترین ساختار کیهانی را به خود اختصاص داد
۱۵ تیر ۱۴۰۴ ساعت ۱۲:۰۰
کشف ناسا می‌تواند توضیح دهد چرا هرگز نشانی از زندگی در مریخ نیافتیم
کشف ناسا می‌تواند توضیح دهد چرا هرگز نشانی از زندگی در مریخ نیافتیم
۱۵ تیر ۱۴۰۴ ساعت ۱۱:۰۰
تلسکوپ جیمز وب رازهای جرم خوشه گلوله‌ای را آشکار کرد
تلسکوپ جیمز وب رازهای جرم خوشه گلوله‌ای را آشکار کرد
۱۵ تیر ۱۴۰۴ ساعت ۱۰:۰۰
برف نادر در صحرای آتاکاما، قوی‌ترین تلسکوپ رادیویی جهان را وارد «حالت بقا» کرد
برف نادر در صحرای آتاکاما، قوی‌ترین تلسکوپ رادیویی جهان را وارد «حالت بقا» کرد
۱۴ تیر ۱۴۰۴ ساعت ۱۸:۰۰
فضانورد، پدیده نادر «شبح قرمز» را هنگام صاعقه‌ی رو به بالا شکار کرد
فضانورد، پدیده نادر «شبح قرمز» را هنگام صاعقه‌ی رو به بالا شکار کرد
۱۴ تیر ۱۴۰۴ ساعت ۱۷:۰۰

جدیدترین های تکنوتا

بیشتر ویژگی های گلکسی اس ۲۶ اولترا سامسونگ آشکار شد
۱۵ تیر ۱۴۰۴ ساعت ۱۷:۳۰
بیشتر ویژگی های گلکسی اس ۲۶ اولترا سامسونگ آشکار شد
گوشی های تاشو ۲۰۲۵ سامسونگ دیرتر از موعد در برخی نقاط عرضه می شوند
۱۵ تیر ۱۴۰۴ ساعت ۱۷:۰۲
گوشی های تاشو ۲۰۲۵ سامسونگ دیرتر از موعد در برخی نقاط عرضه می شوند
گوشی اینفینیکس Hot 60 5G+ هفته آینده عرضه می شود
۱۵ تیر ۱۴۰۴ ساعت ۱۴:۰۰
گوشی اینفینیکس Hot 60 5G+ هفته آینده عرضه می شود

پربازدیدترین ها

آیا ماه در خطر است؟ سرنوشت YR4 در 1407 مشخص می‌شود
پژوهش‌های علمی
آیا ماه در خطر است؟ سرنوشت YR4 در ۱۴۰۷ مشخص می‌شود
۱۴ تیر ۱۴۰۴ ساعت ۱۰:۰۰
ابرهای تندرو، جان تازه‌ای به ستاره‌زایی در کهکشان‌های خاموش می‌دهند
پژوهش‌های علمی
ابرهای تندرو، جان تازه‌ای به ستاره‌زایی در کهکشان‌های خاموش می‌دهند
۱۳ تیر ۱۴۰۴ ساعت ۱۲:۰۰
یادگیری ماشین، شبیه‌سازی کیهان را شگفت‌انگیز انجام می‌دهد
پژوهش‌های علمی
یادگیری ماشین، شبیه‌سازی کیهان را شگفت‌انگیز انجام می‌دهد
۱۳ تیر ۱۴۰۴ ساعت ۱۰:۰۰
اگر به‌دنبال سیاره‌ای مانند زمین هستیم، شاید وقت آن است که به ستاره‌های کوتوله قرمز نگاه کنیم
پژوهش‌های علمی
اگر به‌دنبال سیاره‌ای مانند زمین هستیم، شاید وقت آن است که به ستاره‌های کوتوله قرمز نگاه کنیم
۱۲ تیر ۱۴۰۴ ساعت ۱۱:۰۰
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