پیش‌بینی انیشتین به حقیقت پیوست؛ معرفی نخستین موتور پروتونی برای خودروها

فرآیند همجوشی هسته‌ای از مدت‌ها پیش شناخته شده است، بااین‌حال یافتن راهی برای استفاده از آن برای نیروبخشی به خودروها مورد بحث دانشمندان بوده است. اکنون یک استارتاپ با معرفی موتور پروتونی، این رؤیا را به حقیقت تبدیل کرده است.

چرا تولید موتور هسته‌ای اینقدر طول کشید؟

رؤیای ساخت موتوری کوچک که با استفاده از همجوشی هسته‌ای عمل کند، نخستین‌بار توسط فیزیکدان برجسته «آلبرت انیشتین» معرفی شد. در اوایل سال 1929، آلبرت انیشتین در مورد امکان ایجاد یک موتور پروتونی مبتنی بر همجوشی هسته‌ای نظریه‌پردازی کرد. این پیشرانه می‌توانست فضاپیما را با سرعتی نزدیک به سرعت نور به حرکت درآورد. ایده این بود که از دمای همجوشی بالا برای بیرون‌راندن جریانی از پروتون‌ها و ایجاد نیروی رانش استفاده شود.

تلاش‌های قبلی برای تولید یک موتور مبتنی بر همجوشی هسته‌ای به‌دلیل محدودیت‌های تکنولوژیک شکست خورده بود. بااین‌حال پیشرفت‌های علمی دهه‌های اخیر، این موضوع را به واقعیت نزدیک کرده است. یکی از اصلی‌ترین پیشرفت‌ها درزمینه مواد جدیدی بوده است که قادر به تحمل دمای فوق‌العاده بالا در یک راکتور همجوشی هسته‌ای هستند. آلیاژهای ویژه و سرامیک‌های پیشرفته برای تحمل پلاسمای فوق داغ لازم برای همجوشی ساخته شده‌اند.

هم‌زمان با پیشرفت‌های علمی در ساخت آلیاژها و سرامیک‌های جدید، دانشمندان امروزه مدل‌های محاسباتی بسیار دقیق‌تری برای شبیه‌سازی و کنترل واکنش‌های همجوشی دارند. این مزیت ظرفیت بیشتری برای تثبیت و حفظ واکنش‌های لازم ایجاد می‌کند.

علاوه بر موارد یادشده، تکنیک‌های جدیدی برای محصورکردن مغناطیسی و میدان‌های الکتریکی برای مهار پلاسمای داغ به‌دست آمده‌اند. این تکنیک‌ها از تماس پلاسما با دیواره‌های راکتور جلوگیری می کند که باعث خنک‌شدن آن و توقف واکنش می شود. آهنرباهای ابررسانای جدید کلید این مزیت هستند.

نگاهی به ایده موتور پروتونی

ساخت موتور پروتونی را استارتاپ «راکی‌استار» (RocketStar) بر عهده گرفته است. این استارتاپ فعالیت خود را در سال 2021 آغاز کرد. پیشرانه همجوشی هسته‌ای این استارتاپ، اکنون درحال توسعه قرار دارد. این موتور از همجوشی هسته‌های هیدروژن برای تولید تکانه‌های بسیار قدرتمند استفاده می‌کند.

طراحی RocketStar براساس همجوشی پروتون (هسته هیدروژن) از طریق یک میدان مغناطیسی قیفی شکل است. پروتون‌ها به انتهای پهن قیف تزریق می‌شوند. سپس با نزدیک‌شدن به انتهای باریک قیف فشرده می‌شوند و به دما و چگالی بسیار بالایی می‌رسند.

همجوشی مقادیر زیادی انرژی آزاد می‌کند که با سرعت بالا به جت پلاسما تبدیل می‌شود. این امر نیروی رانش را بدون نیاز به پیشرانه‌های شیمیایی فراهم می کند. سوخت همجوشی (هیدروژن) عملاً پایان‌ناپذیر است. از این رو در بلندمدت می‌تواند وسایل نقلیه را بدون محدودیت به حرکت درآورد. البته تا زمان عملی‌شدن این موتور، زمان بسیاری باقی مانده است.