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

فرایند همجوشی هسته‌ای از مدت‌ها پیش شناخته‌شده است، بااین‌حال یافتن راهی برای استفاده از آن برای نیروبخشی به خودروها موردبحث 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 اینشتین» معرفی شد. در اوایل سال 1929، اینشتین 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 است که قادر به تحمل دمای فوق‌العاده بالا در یک رآکتور 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 رآکتور جلوگیری می‌کند که باعث خنک‌شدن آن و توقف واکنش می‌شود. 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 است. این موتور از همجوشی هسته‌های هیدروژن برای تولید تکانه‌های بسیار قدرتمند استفاده می‌کند.

طراحی RocketStar براساس همجوشی پروتون از طریق یک میدان مغناطیسی قیفی‌شکل است. پروتون‌ها به انتهای پهن قیف تزریق می‌شوند، سپس با نزدیک‌شدن به انتهای باریک قیف فشرده شده 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 می‌کند. سوخت همجوشی (هیدروژن) عملاً پایان‌ناپذیر است. ازاین‌رو در بلندمدت می‌تواند وسایل نقلیه را بدون محدودیت به حرکت درآورد. البته تا زمان عملی‌شدن این موتور، زمان بسیاری باقی مانده است.