Vuonna 1973 British Interplanetary Society - ensimmäinen ja vanhin organisaatio, joka on sitoutunut yksinomaan avaruustutkimukseen, astronautian kehittämiseen ja tukemiseen - käynnisti kunnianhimoisen viisivuotisen hankkeen löytääkseen ja luomaan lupaavimmat miehittämättömät avaruusalusten suunnittelutyöt tähtienväliseen matkustamiseen. Ensimmäinen ehdotetuista ratkaisuista oli "Daedalus". Suunnitelma näytti vielä kunnianhimoisemmalta ja asetti päätavoitteeksi löytää mahdollisuuksia miehitetyille matkoille eri tähtiin lähitulevaisuuden teknologioiden hyödyntämiseksi.
Lämpöydinkiihtyvyys
Kuinka saavuttaa vaadittu nopeus, kerätä riittävä määrä energiaa ja samalla polttaa avaruusalus ja aluksella olevat ihmiset maahan? Tehtävät eivät selvästikään ole helppoja. Daedalus-projektitiimi keksi ratkaisun lyhytaikaisen ydinkiihtyvyyden käyttöön, joka voittaisi nämä vaikeudet. Ehdotettu järjestelmä toimi näin: Avaruusaluksen takana sijaitsevien parabolisten magneettikenttien sisällä syntyy pieniä lämpöydinräjähdyksiä, joiden energia kiihdyttää avaruusalusta mahdollisimman korkealla hyötysuhteella.
Tietenkin, jotta tähtienvälistä matkaa voidaan toteuttaa, sinun on ensin selvitettävä, kuinka kiihdyttää avaruusalusta nopeudelle, joka on yli 10 000 kilometriä sekunnissa. Mutta tämä on vain osa ongelmaa. Toinen kysymys on, kuka tässä tapauksessa hallitsee alusta? Mahdollisuutena käyttää itsenäistä automaattiohjausjärjestelmää pidettiin mahdollisena ratkaisuna. Ehdotettiin käyttää reaktorien polttoaineena isotooppia helium-3, jota voidaan tuottaa Jupiterin ilmakehässä tai suoraan Kuun pinnalla.
Viime kädessä vuoden 1978 loppuraportissa julistettiin äänekkäästi, että tähtienvälinen matka oli todellakin mahdollista, mutta insinöörit eivät koskaan alkaneet rakentaa toimivia prototyyppejä.
Siitä huolimatta olisi ennenaikaista kutsua Daedalus-hanketta putki-unelmaksi. Lukuisat raportit osoittavat, että modernit avaruusjärjestöt ja yliopistot ympäri maailmaa jatkavat tutkimusta ydinenergian käytöstä avaruusaluksen moottorina, jotka Daedalus-hanke esitti yli 30 vuotta sitten.
Mainosvideo:
Projekti "Icarus"
Ison-Britannian planetaarien yhdistyksen ja Tau Zero -säätiön jäsenet käynnistivät vuonna 2009 Icarus-hankkeen, jonka tavoitteena on teoreettisesti arvioida lämpöydinmoottorilla varustetun avaruusaluksen luominen tähtienväliseen matkustamiseen. Myöhemmin työn tulokset voivat muuttua miehittämättömän avaruusoperaation suunnitteluun.
Yli 20 tutkijaa ja insinööriä osallistui projektiin. Heidän tehtävänä oli yrittää suunnitella propulsiojärjestelmä, joka perustuu lämpöydinreaktioon ja kykenee kiihdyttämään laivan 10-20%: iin valon nopeudesta. Itse asiassa "Icarus" perustui "Daedalus" -projektiin, mutta myöhemmin "Icaruksesta" tuli tulla itsenäinen projekti, jonka "Daedalus" -elementit lainataan vain hyvin vähäisinä. Icaruksen suunniteltiin valmistuvan vuonna 2014, mutta työ jatkuu edelleen. Järjestäjät etsivät tällä hetkellä vapaaehtoisia täydentämään sitä.
Kevyt purje
Planeettayhdistys on käynnistänyt LightSail-nimisen hankkeen tutkiakseen mahdollisuutta kehittää avaruusalusta, joka saa kokonaan aurinkoenergian ja kiihtyy yksinomaan auringonvalon avulla. Useiden epäonnistuneiden LightSail 1 -ohjelman kokeilujen jälkeen vuonna 2015 oli silti mahdollista suorittaa testiajo ja ottaa aurinkopurje käyttöön. Uusi aurinkopuron variantti, LightSail 2, on suunniteltu laskemaan maan kiertoradalle käyttämällä SpaceX Falcon Heavy -rakettia vuonna 2018.
Käsite aurinkopurun käytöstä työntövoimajärjestelmänä ei ole kaukana uudesta. Jopa ensimmäisten fotonien löytämisen myötä, tähtitieteilijät, kuten Johannes Kepler, alkoivat haaveilla ja teoriassa jo 1600-luvulla mahdollisuudesta kerätä aurinkoenergiaa ja kääntää se impulssiksi toisen kohteen saamiseksi kiihtyvyydellä.
Nykyaikaiset tutkijat eivät ole menettäneet tätä halua. Ota Stephen Hawking ja hänen Läpimurto Starshot-projekti. Äskettäisen Norja-vierailunsa aikana Hawking puhui siitä, kuinka pieni avaruuskoetin voisi "kulkea hevosen selässä valonsäteellä" nopeudella noin 160 miljoonaa kilometriä tunnissa. Tietysti, kuten minkä tahansa kunnianhimoisen projektin, Breakthrough Starshotin on ensin voitettava yhtä kunnianhimoiset ongelmat ennen kuin mikään voi toimia.
Bassardin tähtienvälinen ramjet-moottori
Amerikkalainen fyysikko Robert Bassard esitteli vuonna 1960 konseptin välisen avaruusaluksen, joka pystyy matkustamaan uskomattoman nopeudella. Se perustuu järjestelmään, joka pystyy sieppaamaan tähtienvälisen väliaineen (vedyn ja pölyn) ja käyttämään sitä polttoaineena avaruusaluksen lämpöydinmoottorissa.
Bassardin laskelmien mukaan moottori vaatii toimimaan tähtienvälistä ainetta lähes 10 000 neliökilometrin alueelta. Tämä puolestaan vaatii sähkömagneettisen (sähköstaattisen ionisen) keräilykeräimen käyttöä, jolla on valtava halkaisija ja erittäin korkea kenttävoimakkuus. Lisäanalyysi osoitti kuitenkin, että kerätyn aineen massa olisi silloin niin pieni, että se kyseenalaistaisi järjestelmän tehokkuuden.
Antimateriaaliraketit
Vetyisotooppien käytöstä ydinreaktion polttoaineena ja tarvittavan työntövoiman aikaansaamiseksi tähtienväliseen liikkeeseen on tullut putkiunelma. Antimateriaaliin perustuvat rakettikiihdyttimet valittiin uudeksi kehityssuunnaksi, jossa tavallisen aineen ja antimateriaalin vuorovaikutus aiheuttaa molemmat tuhoamisen ja luo kolossaalisen energian tason.
Jos kuvittelemme mahdollisuutta suunnatun määrän tämän energian vapauttamiseen, niin syntynyttä räjähdystä, joka johtuu törmäysatomien vastavuoroisesta tuhoamisesta, voitaisiin käyttää työväliaineena avaruusaluksen liikkeelle. Olemme kuitenkin vielä kaukana kyvystämme suorittaa tällaisia testejä todellisissa olosuhteissa.
Lisäksi antimateriaalin käyttö polttoaineena rakettimoottoreille asettaa useita rajoituksia: ensinnäkin reaktio luo uskomattoman korkean gammasäteilyn tason; toiseksi, on vaikea saada riittävä määrä antimateriaa; ja kolmanneksi, voit ottaa mukanasi hyötykuorman määrän erittäin rajoitetusti.
Siitä huolimatta NASA: n edistyksellinen konseptikehitysinstituutti on investoinut tutkimuksiin sellaisen antimateriaalialuksen todennäköisyydestä, jolla ei ole ainakaan ensimmäistä edellä mainittua ongelmaa. Tutkijoiden mukaan, jos käytämme positroneja (elektronien hiukkasia) antimateriaalin pääelementtinä, gammasäteiden energiaindeksit ovat paljon alhaisemmat.
Toinen tutkimus käsittelee luettelon toista ongelmaa käyttämällä nimeltään antimateriaalipurje. Tämän konseptin luoja on Gerald Jackson, entinen fyysikko Fermilabissa. Jackson ehdotti Kickstarter-varainhankintakampanjaa. Toimivan prototyypin rakentaminen ja testaaminen kesti noin 200 000 dollaria. Tämän tekniikan toteutuksen ja toteutuksen todellinen määrä vaatii kuitenkin tietenkin paljon korkeampia taloudellisia kustannuksia.
IXS ENTERPRISE -aluksen aluskonsepti
NASA-ilmailuvirasto ehdotti omaa versiota "startrec-tyyppisestä" avaruusaluksesta, jolla on mahdollisuus loimi kiihtyvyyteen vuonna 2016. Esitetyissä valokuvissa voit helposti nähdä USS Enterprise -yrityksen tiedot kultti-MCU: sta. Konseptin luoja Mark Rodmaker kertoi The Washington Post -haastattelussa, että tämän työn tarkoituksena oli innostaa nuoria jatkamaan uraa avaruusaluksen insinöörinä.
Projektin konseptin mukaan IXS Enterprise ei käytä avaruusliikkeessä ydinreaktiota ja antimateriaalia, vaan loimilaitetta. Aluksen ympärillä olevat suuret rengasmaiset rakenteet luovat”loimikuplan”, joka vähentää loimilaitteen käyttämiseen tarvittavaa energiamäärää.
Nikolay Khizhnyak