Български учени предлагат самолети с ядрен двигател за изследвания на Юпитер

Учени от Физическия факултет на Софийския университет "Св. Климент Охридски" предлагат самолети с ядрен двигател за изследвания на Юпитер, съобщиха от висшето училище.

Едно от най-известните и авторитетни научно-популярни списания в света - Popular Mechanics, е публикувало статия за изследване на учени от Физическия факултет на Софийския университет със заглавие "The Nuclear-Powered Aircraft That We'll Use to Explore Jupiter". Подобно внимание рядко се отделя на изцяло български колективи, отбелязват от Софийския университет.

„Работата на колектива създава и обосновава ново направление на космическите изследвания – авиационни наблюдения в атмосферата на други небесни тела“, заявява Caroline Delbert от Popular Mechanics. Тя цитира части от научната статия на учените, която е на последен етап на рецензиране в Journal of Spacecrafts and Rockets.

Ядрото на екипа, което прави пробив в една нова и неразработена досега ниша в научната проблематика в теорията на извънземното самолетостроене, са няколко млади учени – Недислав Веселинов, Мартин Караниколов и Владислав Шишкин. Техни научни ръководители са доц. Димитър Младенов, доц. Пламен Петков и доц. Пламен Данков (който, за съжаление, ни напусна в края на 2020 г.) – всички от Физическия факултет на Софийския университет.

Учените вече са готови и с втора статия по темата, а през тази година се надяват да успеят да направят макет на правопоточен ядрен реактивен двигател и самолет (Flayer), предназначени за работа в атмосферите на други планети.

Те разчитат да ги покажат на престижни международни изложения и не са далеч от идеята да представят България като световен лидер в областта на теорията на извънземното самолетостроене.

„Юпитер е уникално подходящ за този вид изследване, защото планетата може да се похвали с няколко характеристики, които я правят особено устойчива срещу човешка намеса. Това твърдят българските учени", пише в статията в Popular Mechanics.

Учените казват, че предлаганият от тях „субатмосферен“ самолет, е проектиран да работи най-добре в атмосферата на газовите гиганти. Колко близо сме до летенето около Юпитер? Нека разгледаме газовия гигант.

Случаят с Юпитер е по-прост, пишат учените от Софийския университет в статията си: „Сред планетите от Слънчевата система и техните спътници Юпитер е най-подходяща цел за изследване, тъй като разполага с плътна атмосфера, подходяща за аеродинамичен полет, няма твърда повърхност, която да може да бъде замърсена след края на мисията, а атмосферните данни за проектирането на летателен апарат са достатъчни благодарение на данните, получени от мисията Galileo“.

Основните близки цели на човечеството за космически изследвания са Луната и Марс, които почти нямат атмосфера. Ако там се изградят обитаеми бази, едно от големите предизвикателства ще бъде транспорта между различни точки на тези чужди космически тела.

Атмосферата на Юпитер, от друга страна, е достатъчно плътна, че всъщност, там може да се лети със самолети.

И докато основните усилия на научната общност са насочени към осъществяването на пилотирани мисии към Марс и Луната, което е изключително трудна за изпълнение задача, работата на колектива създава и обосновава ново направление на космически изследвания – авиационни наблюдения в атмосферите на други небесни тела.

Юпитер е толкова далеч от Слънцето, че не можем да се възползваме от слънчевата енергия за задвижване на самолет в атмосферата. Нито можем да разчитаме на горенето, което изисква кислород – атмосферата на Юпитер е 90% водород, а той образува експлозивна смес с кислорода. Тогава изследователите предлагат задвижване от типа „ядрена батерия“, чието гориво може да издържи десетилетия и което не изисква кислород или слънчева светлина:

„Ядреното гориво има изключително висока енергийна плътност, която позволява месеци, ако не и години, устойчив полет, преди горивото да се изчерпа. За разлика от химическото горене, ядрената реакция не разчита на кислород за производство на топлина. Това дава възможност за полет в анаеробна атмосфера и без необходимост от носене на окислител. Двигателят може да бъде проектиран като правоточен въздушно-реактивен двигател, тип реактивен двигател, при който всмуканият за горене въздух се компресира единствено от свръхзвуковото движение на самолета напред. Няма нужда от турбокомпресор за тяга, което има редица предимства – има малко движещи се части, което свежда до минимум риска от механична повреда и е лек. Последното е от първостепенно значение, като се имат предвид възможностите на ракетите-носители и разходите за доставка на всеки килограм в орбита на други планети“, отбелязват учените от Софийския университет.

Предложеният от българските учени проект за двигател се нарича NPRE (Nuclear-Powered Ramjet Engine).

Юпитер е перспективна планета, която има смисъл да се изследва по този начин, смятат българските учени. Защо? Използването на самолет, задвижван с ядрен двигател при положение, че все някога ще падне на скалиста повърхност, означава, че автоматично ще замърси друга планета с радиоактивни материали. В случай на скалисти обекти с плътна атмосфера като Венера и Титан, съществува морална пречка да се използва ядрена енергия за аеродинамичен полет. Тъй като самолетът в крайна сметка ще падне на повърхността и ще замърси [местната] екосистема с радиоактивен материал.

Тези съображения правят газовите гиганти подходящ вариант за такава мисия. Те се отличават с плътна атмосфера без твърда повърхност и са особено интересни за изследване. Правейки прости първоначални проучвания, учените биха могли да узнаят много за самата планета и технологията на първия самолет на Юпитер.

Всъщност, обясняват българските изследователи, мисии като тази могат да бъдат от ключово значение за използването на ресурсите на място, което означава добив и производство на гориво за обратно връщане към Земята, примерно, или за заселници, които планират да останат на други планети дългосрочно“. Необходим е само почти обикновен самолет, но с ядрено задвижване, заключава Popular Mechanics за плана на българските учени.