علماء روساتوم يطورون نموذجًا أوليًا لمحرك بلازما لصواريخ مهام الفضاء العميق

نجح علماء روساتوم في تطوير نموذج اولي لمحرك يعتمد على مسرع بلازمي مغناطيسي، الذي يتميز بأداء دفع محسّن (لا يقل عن 6 نيوتن) واندفاع نوعي يصل إلى 100 كيلومتر في الثانية على الأقل.

يأتي هذا المشروع في إطار برنامج شامل لتطوير العلوم والهندسة والتكنولوجيا النووية في روسيا، وهو جزء من المبادرة الوطنية الجديدة “التقنيات النووية والطاقة الجديدة” التي انطلقت في عام 2025 لتعزيز الريادة التكنولوجية لروسيا.

يصل متوسط القدرة التشغيلية لهذا المحرك، الذي يعمل بنظام النبضات الدورية، إلى 300 كيلوواط.

وتتيح هذه المحركات للمركبات الفضائية التسارع إلى سرعات تفوق إمكانيات المحركات الكيميائية التقليدية، مع تحسين كفاءة استهلاك الوقود بخفض الحاجة إليه بمقدار عشرة أضعاف.

يقول أليكسي فورونوف، النائب الأول للمدير العام للعلوم في معهد أبحاث روساتوم في ترويتسك:

“حاليًا، تستغرق الرحلة باتجاه واحد إلى المريخ على متن مركبة فضائية تعمل بالمحركات التقليدية ما يقرب من عام، مما يشكل خطرًا كبيرًا على رواد الفضاء بسبب التعرض للإشعاع الكوني.

ومع ذلك، فإن المحركات البلازمية يمكنها تقليص مدة الرحلة إلى ما بين 30 و60 يومًا فقط، مما يجعل من الممكن تنفيذ بعثات عودة إلى المريخ. يمثل تطوير النموذج الأولي إنجازًا محوريًا للمشروع، حيث يحدد مدى ملاءمة هذا المحرك لتشغيل ‘قاطرات نووية’ مستقبلية في الفضاء، بالإضافة إلى إمكانية خفض تكاليف إنتاجها.”

حاليًا، يتم بناء منشأة تجريبية واسعة النطاق في موقع ترويتسك لاختبار النموذج الأولي لمحرك الصواريخ البلازمية وتطوير تقنيات مماثلة.

تتمثل إحدى المكونات الأساسية لهذه المنشأة في حجرة تفريغ ضخمة يبلغ قطرها 4 أمتار وطولها 14 مترًا، والمجهزة بأنظمة فريدة لضخ الفراغ عالي الكفاءة وإزالة الحرارة، مما يجعل من الممكن محاكاة الظروف الفضائية بدقة غير مسبوقة.

شارك متخصصو روساتوم في تطوير منشآت الطاقة النووية الجديدة لأغراض مختلفة ضمن برنامج استكشاف الفضاء الوطني.

يشمل ذلك أنظمة الطاقة للمركبات الفضائية للبحث والنقل، بالإضافة إلى المعدات والمنشآت في القواعد الموجودة على كواكب أخرى.

على سبيل المثال، يقوم مكتب التصميم التجريبي في موسكو "مارس" (Mars MOKB) بإنتاج أنظمة التحكم والنظم الآلية للملاحة للمركبات الفضائية.

يعمل المكتب أيضًا على تطوير أنظمة التحكم للمركبات الفضائية من طراز Arktika-M والأقمار الصناعية للأرصاد الجوية Elektro-L.

يشارك معهد روساتوم في ساروف ومكتب التصميم في موسكو "مارس" (المطور لنظام التحكم لمراصد Spektr-Roentgen-Gamma، (Spektr-RG) في إنشاء التلسكوبات.

في عام 2024، حصل فريق من العلماء، بما في ذلك باحثين من مركز ساروف، على جائزة الحكومة الروسية في العلوم والتكنولوجيا عن عملهم في إنشاء أول تلسكوب روسي عاكس للأشعة السينية، (ART-XC) التلسكوب الفلكي للأشعة السينية).

يتم استخدام هذا التلسكوب حاليًا لإجراء مسح شامل للسماء، مما سيوفر الخريطة الأكثر تفصيلًا للكون في طيف الأشعة السينية عالية الطاقة.

كما يطور المركز معدات للاتصالات بالليزر في الفضاء، التي ستنقل المعلومات عبر مسافات تصل إلى 45,000 كيلومتر من الأرض إلى الأقمار الصناعية في المدارات المنخفضة.

علاوة على ذلك، أنشأ خبراء من معهد مشكلات الفيزياء والتكنولوجيا (IPTP) جهازًا فريدًا لإشعاع الأشعة السينية يمكنه إصدار إشعاع كوني. يتيح هذا الجهاز اختبار المكونات الإلكترونية في ظروف تحاكي البيئة الفضائية.

وقد أنشأت شركة أخرى من نفس القطاع، معهد البحوث الهندسية للأدوات المتخصصة (SNIIP)، وحدة "ماتريوشكا" الشهيرة. يسمح هذا النظام للباحثين بدراسة تأثير الإشعاع الكوني على الكائنات الحية.

البرنامج الشامل "تطوير المعدات والتكنولوجيا والبحث العلمي في مجال استخدام الطاقة النووية في الاتحاد الروسي حتى عام 2024" تم تنفيذه منذ عام 2021 بالتعاون مع معهد كورتشاتوف والمركز الوطني للأبحاث.