星間航空機技術の一環、NASA が新しい核同位体エンジンを選択

宇宙 — NASA は今後数年間に、地球外生命体の証拠を探すためにいくつかの宇宙生物学ミッションを金星と火星に送る予定です。 これは、月と火星への人類のミッションと同時に行われます。

内部太陽系の外側では、木星の衛星エウロパ、土星のタイタン、その他の珍しい生命体が生息すると考えられる海に満ちた天体にロボットミッションを送るという野心的な計画もある。 この目標を達成するために、NASA は NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) プログラムを通じていくつかのエキサイティングな新技術に投資しています。

一連の新興テクノロジーがすでに最終候補リストに載っています。 これらには、太陽光発電の航空機、バイオリアクター、ライトセイル（ソーラーセイル）、冬眠技術、宇宙生物学実験、原子力推進技術が含まれます。 今年の特徴はコンセプトです
薄膜同位体核エンジン ロケット (TFINER) または薄膜核同位体エンジン ロケット。チャールズ スターク ドレイパー研究所の上級技術スタッフのメンバーであるジェームス ビックフォード Cs からの提案。

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この技術は、放射性同位体の崩壊を利用して推進力を生み出します。 最近、このコンセプトは NIAC によってフェーズ I 開発に選ばれました。

ビックフォード氏らの提案書が示すように、いくつかの次世代ミッションコンセプトを実現するには、高度な推進力が不可欠です。 これには、太陽の重力レンズの焦点に望遠鏡を送ったり、通過する星間物体に遭遇したりすることが含まれます。

ミッションコンセプトには、現在の従来のロケットでは不可能な超高速性が必要です。 ソーラーセイルは、太陽系やプロキシマ・ケンタウリでの高速輸送ミッションのためにさらに研究が進められていますが、この技術では宇宙で必要な推進操作を実行できません。

そうそう、プロキシマ ケンタウリは太陽系に最も近い恒星系で、私たちからわずか 4 光年です。 多くのプロキシマ惑星は地球に最も似ており、生命要素が豊富であると考えられています。

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現在の技術を活用した原子力の概念には、核熱推進と核電気推進 (NTP/NEP) が含まれます。 宇宙空間のさまざまな場所に到達するのに必要な推力を持っているからです。 しかし、ビックフォード氏と彼のチームが指摘しているように、そのような技術には大型で重い航空機が必要であり、最も重要なことに製造コストがかかる。

「代わりに、遠く離れた高速で移動する星間物体からサンプルを検索、位置特定し、返送する機能を備えた薄膜核同位体エンジンを提案します」と研究者らは書いている。 「同じ技術により、重力レンズ望遠鏡の向きを変えることができ、1 回のミッションで複数の価値の高いターゲットを観測できるようになります。」

核同位体航空機の仕組みと構造

原子力技術の基本概念はソーラーセイルの概念と似ています。 ただし、崩壊によって生じる運動量を利用して推力を生成する放射性同位体の薄いシートに依存しています。 提案書に示されているように、基本設計では厚さ約 10 マイクロメートル (0.01 mm) のトリウム 228 のシートが使用されています。