زیردریاییهای هستهای چطور ماهها در زیر آب میمانند؟
یک زیردریایی هستهای میتواند در زیر اقیانوس ناپدید شود و هفتهها یا حتی ماهها بدون نیاز به بالا آمدن روی سطح آب در همانجا باقی بماند. برخلاف زیردریاییهای معمولی، این زیردریاییها مجبور نیستند مرتباً برای دریافت هوا به سطح بیایند یا برای شارژ باتریهایشان از آب خارج شوند.
راز این توانایی فقط در رآکتور هستهای نیست. یک زیردریایی هستهای در واقع محیطی کاملاً مستقل است که میتواند انرژی، اکسیژن و آب شیرین موردنیاز خود را تولید کند و به اندازه کافی غذا و تجهیزات برای زنده نگه داشتن خدمه در مأموریتهای طولانی حمل کند.
انرژی هستهای بزرگترین محدودیت را از بین میبرد
تفاوت اصلی در نحوه تولید انرژی است. زیردریاییهای معمولی دیزل-الکتریکی برای کار کردن موتورهای دیزلی خود به اکسیژن موجود در هوا نیاز دارند و باتریهای آنها نیز در نهایت باید دوباره شارژ شوند.
اما یک رآکتور هستهای از طریق شکافت هستهای گرما تولید میکند و برای فعالیت خود به اکسیژن اتمسفر نیاز ندارد. این موضوع به زیردریایی اجازه میدهد کاملاً زیر آب باقی بماند و همچنان انرژی تولید کند.
در یک سامانه معمول رآکتور دریایی، گرمای تولیدشده توسط رآکتور به آب موجود در یک سیستم بخار جداگانه منتقل میشود. بخار حاصل، توربینها را به حرکت درمیآورد که هم نیروی پیشران زیردریایی را تأمین میکنند و هم برق موردنیاز سایر سامانهها را تولید میکنند. سپس بخار دوباره به آب تبدیل شده و در یک چرخه بسته مورد استفاده قرار میگیرد.
این فرایند باعث میشود زیردریاییهای هستهای در مقایسه با زیردریاییهای معمولی تقریباً برد نامحدودی از نظر سوخت رآکتور داشته باشند. وزارت انرژی آمریکا اعلام کرده است که هستههای رآکتورهای مدرن دریایی میتوانند بیش از یک میلیون مایل (حدود ۱.۶ میلیون کیلومتر) دوام بیاورند؛ هرچند مدت واقعی مأموریت زیردریایی به عوامل دیگری محدود میشود.
اما اکسیژن چه میشود؟
خدمه همچنان به اکسیژن نیاز دارند. اینجاست که زیردریایی به چیزی شبیه یک اکوسیستم مصنوعی کوچک تبدیل میشود. زیردریاییهای مدرن میتوانند در داخل خود اکسیژن تولید کنند و خدمه بدون نیاز به دریافت هوای تازه از بیرون، به تنفس ادامه دهند. همزمان، سامانههای مختلف دیاکسیدکربن و دیگر آلایندهها را از هوای داخل حذف میکنند.
طبق گزارش تاریخی نیروی دریایی آمریکا درباره عملیات زیردریاییها، زیردریاییهای مدرن از تجهیزاتی برای تولید هوای تازه، حذف دیاکسیدکربن و فیلتر کردن بخارات خطرناک استفاده میکنند.
رآکتور هستهای در این بخش بسیار مهم است، زیرا انرژی عظیم موردنیاز این سامانههای پشتیبانی حیاتی را بهصورت مداوم تأمین میکند. به عبارت دیگر، زیردریایی مجبور نیست فقط به دلیل حضور زیر آب در مصرف اکسیژن صرفهجویی کند؛ بلکه سیستمهایی دارد که بهطور مداوم شرایط هوای داخل را حفظ میکنند.
آب شیرین چگونه تأمین میشود؟
آب یکی دیگر از منابعی است که میتواند برای خدمهای که ماهها زیر آب هستند به یک مشکل جدی تبدیل شود. زیردریاییهای هستهای مدرن میتوانند با استفاده از سامانههای تقطیر داخلی، آب شیرین موردنیاز خود را از آب دریا تولید کنند.
نیروی دریایی آمریکا اعلام کرده است که این قابلیت، در کنار تولید اکسیژن، به زیردریاییهای هستهای اجازه میدهد برای مدت طولانی بدون وابستگی به جو زمین فعالیت کنند. بنابراین آب شیرین موردنیاز برای نوشیدن و سایر فعالیتها میتواند در داخل زیردریایی تولید شود و لازم نیست تمام آب موردنیاز یک مأموریت چندماهه حمل شود.
پس چه چیزی در نهایت زیردریایی را مجبور به بازگشت به سطح میکند؟
برخلاف تصور، غذا یکی از بزرگترین محدودیتها است. رآکتور هستهای میتواند همچنان انرژی تولید کند و زیردریایی میتواند اکسیژن و آب شیرین بسازد، اما خدمه همچنان باید غذا بخورند.
نیروی دریایی آمریکا غذا را عامل اصلی محدودکننده مدت زمان گشتهای زیر آب معرفی میکند. برای نمونه، صفحه رسمی زیردریایی کلاس Ohio نیروی دریایی آمریکا حدود ۶۰ روز توان ماندگاری با ذخایر غذایی را ذکر کرده است.
این موضوع به این معنا نیست که زیردریایی هستهای هر بار برای دریافت تجهیزات باید به سطح آب بیاید. در برخی شرایط، عملیات تأمین مجدد از طریق روشهای تخصصی امکانپذیر است، اما توانایی یک زیردریایی برای مستقل ماندن در نهایت به میزان ذخایری که حمل میکند و نیازهای خدمه بستگی دارد.
زندگی انسانها در داخل زیردریایی چگونه است؟
فعال نگه داشتن تجهیزات تنها نیمی از چالش است. صدها ملوان ممکن است ماهها در محیطی محدود، بدون نور خورشید، با فضای شخصی کم و ارتباط بسیار محدود با دنیای بیرون زندگی کنند.
موزه ملی تاریخ آمریکا اسمیتسونین اشاره میکند که زیردریاییهای هستهای میتوانند ماهها زیر آب فعالیت کنند، اما خدمه باید با شرایط زندگی فشرده و دوری طولانی از خانوادههایشان کنار بیایند. نیروی دریایی آمریکا نیز تأثیرات اختلال در چرخه خواب، نبود نور طبیعی و محدودیت ورزش را روی ملوانان در مأموریتهای طولانی بررسی میکند.
به همین دلیل، یک زیردریایی هستهای را نباید فقط یک کشتی جنگی مجهز به رآکتور دانست؛ بلکه بهتر است آن را یک شهر کوچک مستقل زیر آب تصور کرد.
رآکتور هستهای انرژی لازم برای حرکت زیردریایی و فعالیت تمام سامانهها را تأمین میکند. تجهیزات پشتیبانی زندگی، هوای قابل تنفس را حفظ میکنند. سامانههای شیرینسازی آب، آب موردنیاز را فراهم میکنند و ذخایر غذایی، زندگی خدمه را ادامه میدهند.
ترکیب این قابلیتها باعث شده است زیردریاییها دیگر مجبور نباشند فقط برای زنده ماندن مرتب به سطح آب بازگردند. همین استقلال از جو زمین بود که زیردریاییها را از شناورهایی با توانایی کوتاهمدت حرکت زیر آب، به جنگافزارهایی تبدیل کرد که میتوانند ماهها در اعماق اقیانوس پنهان باقی بمانند.
