یکی از بزرگترین اهداف اکتشاف فضایی، رساندن انسان به سیاره مریخ است. با این حال، رسیدن به مریخ شامل چالش‌های مهندسی بی‌شماری از جمله مسافت طولانی است.

در حال حاضر تخمین زده می‌شود که ماموریت‌های مریخ برای یک سفر رفت و برگشت، با توجه به فاصله زیاد ۱۴۰ میلیون مایلی از زمین، حدود ۲ تا ۳ سال طول بکشند و نیروی محرکه الکتریکی هسته‌ای می‌تواند باعث افزایش سرعت و احتمالاً کوتاه شدن این زمان سفر شود.

محققان ناسا لانگلی در حال توسعه یک سیستم نسل جدید به نام MARVL(رادیاتورهای مونتاژ شده ماژولار برای وسایل نقلیه پیشران الکتریکی هسته‌ای) هستند که هدف آن ارتقای امکان ارائه پیشرانه الکتریکی هسته‌ای برای سفرهای فضایی است.

پروژه MARVL بر توسعه یک سیستم اتلاف حرارت ماژولار برای نیروی محرکه الکتریکی هسته‌ای تمرکز دارد. جالب اینجاست که این سیستم از اجزای کوچکی تشکیل شده است که می‌توانند توسط ربات‌ها در فضا مونتاژ شوند و آن را برای ماموریت‌های فضایی در مقیاس بزرگ کاربردی‌تر می‌کند.

آماندا استارک(Amanda Stark) مهندس انتقال حرارت در ناسا لانگلی و محقق اصلی پروژه MARVL می‌گوید: با انجام این کار، تلاش برای جا دادن کل سیستم در فقط یک موشک را حذف می‌کنیم. به نوبه خود، این کار به ما امکان می‌دهد تا کمی طراحی را آسان کنیم و واقعاً آن را بهینه کنیم.

سرهم‌بندی رباتیک

نیروی محرکه هسته‌ای از یک راکتور هسته‌ای برای تولید برق استفاده می‌کند. سپس از این الکتریسیته برای یونیزه کردن و شتاب دادن به گازها استفاده می‌شود و نیروی رانش قدرتمندی برای رانش فضاپیما ایجاد می‌کند.

با این حال، یک رآکتور هسته‌ای به تولید گرمای بسیار زیاد تولید شده برای سفرهای فضایی طولانی مدت نیاز دارد.

طرح‌های سنتی، رادیاتورهای غول‌پیکری را در نظر می‌گرفتند که جای دادن آنها در نوک موشک غیرممکن بود.

هنگامی که این سیستم به طور کامل مستقر می‌شود، آرایه رادیاتور دفع کننده گرما گسترش می‌یابد تا منطقه‌ای تقریباً معادل یک زمین فوتبال را پوشش دهد. از این رو، تا کردن آن داخل یک موشک به عنوان یک چالش بزرگ طراحی ذکر شده است.

اینجاست که پروژه MARVL وارد می‌شود. رادیاتورهای مونتاژ شده ماژولار با فعال کردن سرهم‌بندی سیستم رادیاتور در فضا، این مشکل را حل می‌کنند و به‌جای راه‌اندازی یک‌باره کل سیستم، می‌توان اجزای جداگانه را منتقل کرد. این رویکرد، انعطاف‌پذیری بیشتری را در طراحی و حمل و نقل ارائه می‌دهد.

ناسا قصد دارد از ربات‌ها برای کنار هم قرار دادن پنل‌های رادیاتور سیستم نیروی محرکه الکتریکی هسته‌ای استفاده کند. طبق گفته ناسا، این پنل‌ها جریان خنک‌کننده فلزی مایع مانند آلیاژ سدیم-پتاسیم را برای دفع مؤثر گرما تسهیل می‌کنند.

جولیا کلاین(Julia Cline) سرپرست این پروژه در اداره تحقیقات ناسا لانگلی می‌گوید: وسایل نقلیه موجود قبلاً مونتاژ در فضا را در طول فرآیند طراحی در نظر نگرفته‌ بودند، بنابراین ما این فرصت را داریم که بگوییم ما این وسیله نقلیه را در فضا می‌سازیم.

آماده شدن نمونه اولیه در مقیاس کوچک تا دو سال آینده

پروژه MARVL از اداره ماموریت فناوری فضایی ناسا کمک مالی دریافت کرده است.

این تیم شامل همکارانی از بوید لنکستر(Boyd Lancaster)، ناسا گلن(Glenn) و ناسا کندی(Kennedy)، دو سال فرصت دارند تا این مفهوم را توسعه دهند. آنها قصد دارند پس از این دوره یک نمایش زمینی در مقیاس کوچک از طراحی MARVL انجام دهند.

چندین آژانس فضایی و نهادهای تجاری در حال بررسی استفاده از نیروی محرکه هسته‌ای برای مأموریت‌های سریع‌تر به منظور سفر به مریخ هستند.

در دسامبر ۲۰۲۴، شرکت‌های آمریکایی «اد آسترا»( Ad Astra) و اسپیس‌نوکز(SpaceNukes) برای پیشبرد فناوری نیروی محرکه هسته‌ای با قدرت بالا(NEP) مشارکت کردند.

هدف این همکاری تسریع توسعه سفرهای فضایی سریع‌تر و قابل اطمینان‌تر برای ماموریت‌های انسانی و رباتیک به مریخ است.