Teknologi

Mengapa roket bertenaga nuklir bisa menjadi jawaban untuk eksplorasi ruang angkasa yang lebih aman

Mengapa roket bertenaga nuklir bisa menjadi jawaban untuk eksplorasi ruang angkasa yang lebih aman

Mengapa roket bertenaga nuklir bisa menjadi jawaban untuk eksplorasi ruang angkasa yang lebih aman

 

 

Mengapa roket bertenaga nuklir bisa menjadi jawaban untuk eksplorasi ruang angkasa yang lebih aman
Mengapa roket bertenaga nuklir bisa menjadi jawaban untuk eksplorasi ruang angkasa yang lebih aman

Dengan impian Mars di benak NASA dan Elon Musk , misi kru jarak jauh melalui ruang angkasa akan datang. Tetapi Anda mungkin terkejut mengetahui bahwa roket modern tidak berjalan jauh lebih cepat daripada roket masa lalu.

Ada banyak alasan mengapa pesawat ruang angkasa yang lebih cepat lebih baik, dan roket bertenaga nuklir adalah cara untuk melakukan ini. Mereka menawarkan banyak manfaat dibandingkan roket-roket pembakar bahan bakar tradisional atau roket listrik bertenaga surya modern, tetapi hanya ada delapan peluncuran ruang angkasa AS yang membawa reaktor nuklir dalam 40 tahun terakhir.

Konferensi TNW Couch
Bergabunglah dengan lokakarya online & diskusi real-time tentang navigasi tahun depan

DAFTAR SEKARANG
Namun, tahun lalu undang – undang yang mengatur penerbangan ruang angkasa nuklir berubah dan pekerjaan telah dimulai pada generasi roket berikutnya.

Mengapa perlu kecepatan?
Langkah pertama dari perjalanan ruang angkasa melibatkan penggunaan roket peluncuran untuk mendapatkan kapal ke orbit. Ini adalah mesin pembakar bahan bakar besar yang dibayangkan orang ketika mereka memikirkan peluncuran roket dan tidak akan pergi dalam waktu dekat karena kendala gravitasi.

Ini adalah sekali kapal mencapai ruang yang hal-hal menjadi menarik. Untuk menghindari gravitasi Bumi dan mencapai tujuan luar angkasa, kapal membutuhkan akselerasi tambahan. Di sinilah sistem nuklir ikut bermain. Jika para astronot ingin menjelajahi sesuatu yang lebih jauh dari Bulan dan mungkin Mars, mereka harus bergerak sangat cepat. Ruang sangat besar , dan semuanya jauh .

Ada dua alasan mengapa roket lebih cepat lebih baik untuk perjalanan ruang angkasa jarak jauh: keamanan dan waktu.

Astronot dalam perjalanan ke Mars akan terpapar pada tingkat radiasi yang sangat tinggi yang dapat menyebabkan masalah kesehatan jangka panjang yang serius seperti kanker dan kemandulan . Pelindung radiasi dapat membantu, tetapi sangat berat, dan semakin lama misinya, semakin banyak pelindung diperlukan. Cara yang lebih baik untuk mengurangi paparan radiasi adalah dengan hanya mencapai tujuan yang lebih cepat.

Tetapi keselamatan manusia bukan satu-satunya manfaat. Saat badan antariksa menyelidiki lebih jauh ke luar angkasa, penting untuk mendapatkan data dari misi tak berawak sesegera mungkin. Butuh Voyager-2 12 tahun hanya untuk mencapai Neptunus , di mana ia mengambil beberapa foto luar biasa saat terbang. Jika Voyager-2 memiliki sistem propulsi yang lebih cepat, para astronom dapat memiliki foto-foto itu dan informasi yang dikandungnya bertahun-tahun sebelumnya.

Kecepatannya bagus. Tetapi mengapa sistem nuklir lebih cepat?

Roket Saturn V tingginya 363 kaki dan kebanyakan hanya sebuah tangki bensin. Mike Jetzer / heroicrelics.org, CC BY-NC-ND
Sistem hari ini
Setelah kapal keluar dari gravitasi Bumi, ada tiga aspek penting yang perlu dipertimbangkan ketika membandingkan sistem propulsi:

Dorongan – seberapa cepat suatu sistem dapat mempercepat kapal
Efisiensi massa – seberapa besar daya dorong yang dapat dihasilkan sistem untuk jumlah bahan bakar tertentu
Kepadatan energi – berapa banyak energi yang dapat dihasilkan oleh jumlah bahan bakar tertentu
Saat ini, sistem propulsi yang paling umum digunakan adalah propulsi kimia – yaitu roket pembakar bahan bakar biasa – dan sistem propulsi listrik bertenaga surya.

Sistem propulsi kimia memberikan banyak dorongan, tetapi roket kimia tidak terlalu efisien, dan bahan bakar roket tidak begitu padat energi. Roket Saturn V yang membawa astronot ke Bulan menghasilkan 35 juta Newton gaya saat lepas landas dan membawa 950.000 galon bahan bakar . Sementara sebagian besar bahan bakar digunakan untuk membawa roket ke orbit, batasannya jelas: Dibutuhkan banyak bahan bakar berat untuk sampai ke mana pun.

Sistem propulsi listrik menghasilkan daya dorong menggunakan listrik yang dihasilkan dari panel surya. Cara paling umum untuk melakukan ini adalah menggunakan medan listrik untuk mempercepat ion, seperti di pendorong Hall . Perangkat ini biasanya digunakan untuk menyalakan satelit dan dapat memiliki efisiensi massa lebih dari lima kali lebih tinggi daripada sistem kimia. Tetapi mereka menghasilkan daya dorong jauh lebih sedikit – sekitar tiga Newton , atau hanya cukup untuk mempercepat mobil dari 0-60 mph dalam waktu sekitar dua setengah jam. Sumber energi – Matahari – pada dasarnya tak terbatas tetapi menjadi kurang berguna semakin jauh dari Matahari mendapat kapal.

Salah satu alasan roket bertenaga nuklir menjanjikan adalah karena mereka menawarkan kepadatan energi yang luar biasa. Bahan bakar uranium yang digunakan dalam reaktor nuklir memiliki kepadatan energi yang 4 juta kali lebih tinggi dari hidrazin, propelan roket kimia yang khas. Jauh lebih mudah untuk mendapatkan sejumlah kecil uranium ke ruang angkasa daripada ratusan ribu galon bahan bakar.

Lalu bagaimana dengan dorong dan efisiensi massa?

Roket termal nuklir pertama dibangun pada tahun 1967 dan terlihat di latar belakang. Di latar depan adalah selubung pelindung yang akan menahan reaktor. NASA / Wikipedia
Dua opsi untuk nuklir
Para insinyur telah merancang dua jenis utama sistem nuklir untuk perjalanan ruang angkasa.

Yang pertama disebut propulsi termal nuklir . Sistem ini sangat kuat dan cukup efisien. Mereka menggunakan

reaktor fisi nuklir kecil – mirip dengan yang ditemukan di kapal selam nuklir – untuk memanaskan gas, seperti hidrogen, dan gas itu kemudian dipercepat melalui nosel roket untuk memberikan daya dorong. Para insinyur dari NASA memperkirakan bahwa misi ke Mars yang ditenagai oleh tenaga panas nuklir akan 20% -25% lebih pendek daripada perjalanan dengan roket bertenaga kimia .

Sistem propulsi termal nuklir lebih dari dua kali lebih efisien dari sistem propulsi kimia – yang berarti mereka menghasilkan dorong dua kali lebih banyak menggunakan jumlah massa propelan yang sama – dan dapat menghasilkan 100.000 dorong Newton . Itu kekuatan yang cukup untuk mendapatkan mobil dari 0-60 mph dalam sekitar seperempat detik.

Sistem roket berbasis nuklir kedua disebut tenaga listrik nuklir. Belum ada sistem listrik nuklir yang dibangun , tetapi idenya adalah menggunakan reaktor fisi berdaya tinggi untuk menghasilkan listrik yang kemudian akan menyalakan sistem propulsi listrik seperti pendorong Hall. Ini akan sangat efisien, sekitar tiga kali lebih baik daripada sistem propulsi termal nuklir . Karena reaktor nuklir dapat menghasilkan banyak daya, banyak pendorong listrik individu dapat dioperasikan secara bersamaan untuk menghasilkan jumlah dorongan yang baik.

Sistem kelistrikan nuklir akan menjadi pilihan terbaik untuk misi jarak jauh karena mereka tidak memerlukan energi matahari, memiliki efisiensi sangat tinggi dan dapat memberikan daya dorong yang relatif tinggi. Tetapi sementara roket listrik nuklir sangat menjanjikan, masih ada banyak masalah teknis yang harus dipecahkan sebelum mulai digunakan.

Kesan seorang seniman tentang seperti apa bentuk kapal termal nuklir yang membawa manusia ke Mars. John

Frassanito & Associates / Wikipedia
Mengapa belum ada roket bertenaga nuklir?
Sistem propulsi termal nuklir telah dipelajari sejak 1960-an tetapi belum terbang di angkasa.

Peraturan yang pertama kali diberlakukan di AS pada tahun 1970-an pada dasarnya mengharuskan pemeriksaan kasus per kasus dan persetujuan dari setiap proyek luar angkasa nuklir dari berbagai lembaga pemerintah dan persetujuan eksplisit dari presiden. Seiring dengan kurangnya dana untuk penelitian sistem roket nuklir , lingkungan ini mencegah peningkatan lebih lanjut reaktor nuklir untuk digunakan di ruang angkasa.

Itu semua berubah ketika administrasi Trump mengeluarkan memorandum presiden pada Agustus 2019. Sementara menjunjung tinggi kebutuhan untuk menjaga peluncuran nuklir seaman mungkin, arahan baru memungkinkan untuk misi nuklir dengan jumlah bahan nuklir yang lebih rendah untuk melewati proses persetujuan multi-lembaga . Hanya agen sponsor, seperti NASA, misalnya, yang perlu menyatakan bahwa misi tersebut memenuhi rekomendasi keselamatan. Misi nuklir yang lebih besar akan melalui proses yang sama seperti sebelumnya.

Seiring dengan revisi peraturan ini, NASA menerima US $ 100 juta dalam anggaran 2019 untuk mengembangkan

tenaga nuklir termal. DARPA juga mengembangkan sistem propulsi termal nuklir ruang angkasa untuk memungkinkan operasi keamanan nasional di luar orbit Bumi.

Setelah 60 tahun mengalami stagnasi, kemungkinan roket bertenaga nuklir akan menuju ruang angkasa dalam satu dekade. Prestasi yang mengasyikkan ini akan mengantarkan era baru eksplorasi ruang angkasa. Orang akan pergi ke Mars dan eksperimen sains akan membuat penemuan baru di seluruh tata surya kita dan di luarnya.

Sumber:

https://sorastudio.id/driver-simulator-apk/

Similar Posts