Động cơ hạt nhân chạy bằng nhiệt có thể tăng gấp đôi hiệu suất cho tên lửa lên sao Hỏa

Sinh viên thạc sĩ Taylor Hampson của MIT đang thúc đẩy nghiên cứu về tên lửa đẩy nhiệt hạch hạt nhân (NTP) thông qua một sáng kiến được NASA tài trợ, nhằm cải thiện đáng kể việc du hành không gian đến sao Hỏa. Hệ thống NTP sử dụng năng lượng hạt nhân để làm nóng chất đẩy như hydro đến nhiệt độ cực cao, tạo ra lực đẩy với hiệu suất gấp đôi hoặc hơn so với tên lửa hóa học thông thường. Hiệu suất tăng này, được đo bằng xung lực riêng, có thể rút ngắn thời gian di chuyển đến sao Hỏa từ bảy đến tám tháng hiện nay xuống còn khoảng một nửa, từ đó giảm thiểu sự tiếp xúc của phi hành gia với vi trọng lực có hại và bức xạ vũ trụ trong các nhiệm vụ kéo dài. Công việc của Hampson bao gồm mô hình hóa toàn bộ hệ thống động cơ NTP—bao gồm các bình chứa, bơm và các thành phần khác—để hiểu các tương tác phức tạp giữa nhiệt độ, áp suất, nhiệt động học và neutron học. Phương pháp của anh sử dụng một mô hình một chiều đơn giản hóa nhằm tăng tốc độ mô phỏng trong khi vẫn nắm bắt được các hiệu ứng quan trọng trên toàn hệ thống. Những thách thức chính bao gồm quản lý các đỉnh nhiệt độ nhanh trong quá trình khởi động động cơ, có nguy cơ gây hỏng vật liệu, và xử lý nhiệt dư thừa trong quá trình tắt máy. Mặc dù có tiềm năng kỹ thuật, chi phí phát triển cao và thiếu hụt...