Πώς θα λειτουργήσει η πρόωση σύντηξης
Η πρόωση σύντηξης εξακολουθεί να βρίσκεται στα αρχικά στάδια ανάπτυξής της, αλλά έχει τη δυνατότητα να είναι πολύ πιο αποτελεσματική από τους παραδοσιακούς χημικούς πυραύλους. Οι χημικοί πυραύλοι μετατρέπουν μόνο περίπου το 50% των καυσίμων τους σε κινητική ενέργεια, ενώ οι πυραύλοι σύντηξης θα μπορούσαν ενδεχομένως να μετατρέψουν έως και το 90% των καυσίμων τους σε κινητική ενέργεια. Αυτό θα επέτρεπε στους πυραύλους σύντηξης να ταξιδεύουν πολύ πιο μακριά στην ίδια ποσότητα καυσίμων, καθιστώντας τους ιδανικούς για αποστολές μεγάλης διάρκειας στον Άρη, τον Δία και πέρα.
Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι πρόωσης σύντηξης: Fusion Fusion (ICF) και μαγνητική σύντηξη περιορισμού (MCF). Το ICF χρησιμοποιεί έναν επιταχυντή λέιζερ ή σωματιδίων υψηλής ισχύος για να θερμαίνεται και να συμπιέζει ένα μικρό σφαιρίδιο καυσίμου σύντηξης, προκαλώντας το να συγχωνευθεί. Το MCF χρησιμοποιεί μαγνητικά πεδία για να περιορίσει ένα πλάσμα καυσίμου σύντηξης, θέρμανση μέχρι να συγχωνευθεί.
Το ICF είναι σήμερα το πιο ώριμο των δύο τεχνολογιών, αλλά η MCF έχει τη δυνατότητα να είναι πιο αποτελεσματική. Το ICF απαιτεί έναν πολύ υψηλής ισχύος λέιζερ ή επιταχυντή σωματιδίων, γεγονός που καθιστά δύσκολη την κλιμάκωση των μεγαλύτερων μεγεθών. Το MCF δεν απαιτεί έναν τέτοιο επιταχυντή λέιζερ ή σωματιδίων υψηλής ισχύος, καθιστώντας ευκολότερη την κλιμάκωση των μεγαλύτερων μεγεθών.
Εάν η πρόωση σύντηξης μπορεί να αναπτυχθεί με επιτυχία, θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στο διαστημικό ταξίδι. Οι πυραύλοι σύντηξης θα μπορούσαν να καταστήσουν δυνατή την ταξινόμηση στον Άρη σε λίγους μήνες αντί για χρόνια και θα μπορούσαν επίσης να καταστήσουν δυνατή την ταξινόμηση στους εξωτερικούς πλανήτες και ακόμη και σε άλλα αστέρια.
Εδώ είναι μια πιο λεπτομερής εξήγηση για το πώς λειτουργεί η πρόωση σύντηξης:
σύντηξη αδρανείας (ICF)
Το ICF λειτουργεί με θέρμανση και συμπίεση ενός μικρού σφαιριδίου καυσίμου σύντηξης, προκαλώντας το να συγχωνευθεί. Το σφαιρίδιο καυσίμου είναι τυπικά κατασκευασμένο από ένα μίγμα δευτερίου και τρίτου, δύο ισότοπα υδρογόνου. Το Deuterium και το Tritium είναι και τα δύο ραδιενεργά, αλλά δεν είναι επικίνδυνα όταν αναμειγνύονται μαζί σε ένα σφαιρίδιο.
Το σφαιρίδιο σύντηξης τοποθετείται σε ένα μικρό θάλαμο που ονομάζεται θάλαμος στόχου . Ο θάλαμος στόχου γεμίζει στη συνέχεια με ένα επιταχυντή λέιζερ ή σωματιδίου υψηλής ισχύος. Ο επιταχυντής λέιζερ ή σωματιδίων θερμαίνεται και συμπιέζει το σφαιρίδιο σύντηξης, προκαλώντας το να συγχωνευθεί.
Η αντίδραση σύντηξης απελευθερώνει μια μεγάλη ποσότητα ενέργειας, η οποία χρησιμοποιείται για τη θέρμανση του προωθητικού. Το προωθητικό στη συνέχεια εκδιώκεται από τα ακροφύσια του διαστημικού σκάφους για να δημιουργήσει ώθηση.
Μαγνητική σύντηξη περιορισμού (MCF)
Το MCF λειτουργεί χρησιμοποιώντας μαγνητικά πεδία για να περιορίσει ένα πλάσμα καυσίμου σύντηξης, θέρμανση μέχρι να συγχωνευθεί. Το πλάσμα αποτελείται από ελεύθερα ηλεκτρόνια και ιόντα και δημιουργείται με θέρμανση αερίου σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες.
Τα μαγνητικά πεδία χρησιμοποιούνται για να κρατήσουν το πλάσμα να αγγίξουν τους τοίχους του θαλάμου σύντηξης, το οποίο θα δροσίσει το πλάσμα και θα το αποτρέψει από τη συγχώνευση. Τα μαγνητικά πεδία βοηθούν επίσης στην συμπίεση του πλάσματος, γεγονός που καθιστά πιο πιθανό να συγχωνευθεί.
Η αντίδραση σύντηξης απελευθερώνει μια μεγάλη ποσότητα ενέργειας, η οποία χρησιμοποιείται για τη θέρμανση του προωθητικού. Το προωθητικό στη συνέχεια εκδιώκεται από τα ακροφύσια του διαστημικού σκάφους για να δημιουργήσει ώθηση.
Πλεονεκτήματα της πρόωσης σύντηξης
Η πρόωση σύντηξης έχει πολλά πλεονεκτήματα έναντι των παραδοσιακών χημικών πυραύλων, όπως:
* πολύ υψηλότερη απόδοση. Οι πυραύλοι σύντηξης θα μπορούσαν ενδεχομένως να μετατρέψουν έως και το 90% των καυσίμων τους σε κινητική ενέργεια, ενώ οι χημικοί πυραύλοι μετατρέπουν μόνο περίπου το 50% των καυσίμων τους σε κινητική ενέργεια.
* πολύ μεγαλύτερο εύρος. Οι πυραύλοι σύντηξης θα μπορούσαν να ταξιδεύουν πολύ πιο μακριά στην ίδια ποσότητα καυσίμου από τους χημικούς πυραύλους, καθιστώντας τους ιδανικές για αποστολές μεγάλης διάρκειας στον Άρη, τον Δία και πέραν αυτού.
* Πολύ ταχύτερες ταχύτητες. Οι πυραύλοι σύντηξης θα μπορούσαν ενδεχομένως να φτάσουν σε ταχύτητες έως και 10% την ταχύτητα του φωτός, καθιστώντας τους ιδανικούς για διαστρικό ταξίδι.
Προκλήσεις της πρόωσης σύντηξης
Υπάρχουν επίσης ορισμένες προκλήσεις που σχετίζονται με την πρόωση σύντηξης, συμπεριλαμβανομένων:
* Το υψηλό κόστος ανάπτυξης. Η πρόωση σύντηξης εξακολουθεί να βρίσκεται στα αρχικά στάδια ανάπτυξής της,
