I 1973 lancerede det britiske interplanetære samfund - den første og ældste organisation, der udelukkende er dedikeret til rumforskning, udvikling og støtte til astronautik - et ambitiøst femårigt projekt for at finde og skabe det mest lovende design til et ubemandet rumfartøj beregnet til interstellar rejser. Den første blandt de foreslåede løsninger var "Daedalus". Denne plan så endnu mere ambitiøs ud og satte det centrale mål at finde muligheder for bemandet rejse til forskellige stjerner med det formål at bruge teknologier i den nærmeste fremtid.
Termonuklear acceleration
Hvordan kan man opnå den krævede hastighed, akkumulere en tilstrækkelig mængde energi og samtidig ikke brænde rumfartøjet og menneskene om bord på jorden? Opgaverne er helt klart ikke lette. Daedalus-projektgruppen kom med en løsning på brugen af kortsigtet nuklear acceleration, som ville overvinde sådanne vanskeligheder. Det foreslåede system fungerede sådan: inde i de paraboliske magnetfelter, der er placeret bag rumfartøjet, produceres små termonukleare eksplosioner, hvis energi vil fremskynde rumfartøjet med det højest mulige effektivitetsniveau.
For at implementere interstellar rejser skal du selvfølgelig først finde ud af, hvordan man kan fremskynde rumfartøjet til en hastighed på over 10.000 kilometer i sekundet. Men dette er kun en del af problemet. Det andet spørgsmål er, hvem i dette tilfælde vil kontrollere skibet? Muligheden for at bruge et uafhængigt autopilotsystem blev betragtet som en mulig løsning. Det blev foreslået at bruge isotopen helium-3 som brændstof til reaktorerne, som kan produceres i Jupiters atmosfære eller direkte på månens overflade.
I sidste ende erklærede slutrapporten fra 1978 højlydt, at interstellar rejser faktisk var mulig, men ingeniørerne begyndte aldrig at opbygge en fungerende prototype.
Ikke desto mindre ville det være for tidligt at kalde Daedalus-projektet en rørdrøm. Adskillige rapporter viser, at moderne rumfartsbureauer og universiteter rundt omkring i verden fortsætter med at studere ideerne om at bruge kerneenergi som en drivkraft for rumfartøjer, der blev fastlagt af Daedalus-projektet for mere end 30 år siden.
Salgsfremmende video:
Projekt "Icarus"
Medlemmer af det britiske interplanetære samfund og Tau Zero-stiftelsen lancerede Icarus-projektet i 2009, hvis mål teoretisk er at vurdere muligheden for at oprette et rumfartøj med en termonuklear motor til interstellar rejser. Efterfølgende kan resultaterne af arbejdet blive til design af en ubemandet rummission.
Mere end 20 videnskabsfolk og ingeniører deltog i projektet. Deres opgave var at forsøge at designe et fremdrivningssystem baseret på en termonuklear reaktion og i stand til at fremskynde et skib til 10-20% af lysets hastighed. Faktisk var "Icarus" baseret på "Daedalus" -projektet, men senere skulle "Icarus" blive et selvstændigt projekt med kun meget mindre låntagning af "Daedalus" -elementerne. Icarus var planlagt afsluttet i 2014, men arbejdet pågår stadig. Arrangørerne leder i øjeblikket efter frivillige til at gennemføre det.
Let sejl
Planetary Society har lanceret et projekt kaldet LightSail for at undersøge muligheden for at udvikle et rumfartøj drevet fuldstændigt af solenergi og udelukkende accelereret af sollys. Efter adskillige mislykkede forsøg med LightSail 1-programmet i 2015 var det stadig muligt at gennemføre en testkørsel og implementere solsejlet. En ny variant af solsejlet, LightSail 2, er beregnet til at blive lanceret i Jordens bane ved hjælp af en SpaceX Falcon Heavy raket i 2018.
Konceptet med at bruge et solsejl som fremdrivningssystem er langt fra nyt. Selv med opdagelsen af de første fotoner begyndte astronomer som Johannes Kepler at drømme og teoretisere så tidligt som i 1600-tallet om muligheden for at opsamle solenergi og oversætte den til impuls til at give et andet objekt med acceleration.
Moderne forskere har ikke mistet dette ønske. Tag Stephen Hawking og hans gennembrud Starshot-projekt. Under sit nylige besøg i Norge talte Hawking om, hvordan en lille rumsonde kunne "rejse på heste på en lysstråle" med ca. 160 millioner kilometer i timen. Som ethvert ambitiøst projekt skal selvfølgelig Breakthrough Starshot først overvinde lige så ambitiøse problemer, før noget kan ordne sig.
Bassards interstellare ramjet-motor
I 1960 introducerede den amerikanske fysiker Robert Bassard konceptet om et interstellært rumfartøj, der er i stand til at rejse i utrolige hastigheder. Det er baseret på et system, der er i stand til at fange indholdet af det interstellære medium (brint og støv) og bruge det som brændstof i rumfartøjets termonukleare motor.
Ifølge Bassards beregninger vil motoren kræve et indtag af interstellar stof fra et område på næsten 10.000 kvadratkilometer for at køre. Dette vil igen kræve anvendelse af en elektromagnetisk (elektrostatisk ionisk) opsamlerindsamler med enorm diameter og ekstrem høj feltstyrke. Yderligere analyse viste imidlertid, at massen af det indsamlede stof i dette tilfælde stadig ville være så lavt, at det ville sætte spørgsmålstegn ved systemets effektivitet.
Antimateriale raketter
Brug af brintisotoper til at brændstof på en nuklear reaktion og generere den nødvendige drivkraft til interstellar rejser er blevet en rørdrøm. Raketforstærkere baseret på antimaterie blev valgt som en ny udviklingsretning, hvor samspillet mellem almindeligt stof og antimaterie forårsager ødelæggelse af begge dele og skaber et kolossalt niveau af energi.
Hvis vi forestiller os muligheden for en direkte frigørelse af en enorm mængde af denne energi, kunne den genererede energieksplosion forårsaget af gensidig udslettelse af kolliderende atomer bruges som arbejdsfluid til rumfartøjets bevægelse. Vi er dog stadig langt fra i stand til at gennemføre sådanne test under reelle forhold.
Derudover vil brugen af antimateriale som brændstof til raketmotorer indføre en række begrænsninger: For det første skaber reaktionen et utroligt højt gamma-stråling; for det andet er det vanskeligt at opnå en tilstrækkelig mængde antimaterie; og for det tredje bliver mængden af nyttelast, du kan tage med dig, meget begrænset.
Ikke desto mindre har NASAs Advanced Concept Development Institute investeret i undersøgelser af sandsynligheden for et antimateriel rumfartøj, der i det mindste vil være blottet for det første problem, der er nævnt ovenfor. Ifølge forskerne, hvis vi bruger positroner (antipartikler af elektroner) som hovedelementet i antimateriale, vil energiindikatorerne for gammastråler være meget lavere.
En anden undersøgelse løser det andet problem på listen ved hjælp af det, der kaldes antimaterielle sejl. Skaberen af dette koncept er Gerald Jackson, en tidligere fysiker på Fermilab. Jackson foreslog en Kickstarter-indsamlingskampagne. Det tog omkring $ 200.000 til at opbygge og teste en fungerende prototype. Imidlertid vil den faktiske mængde implementering og implementering af denne teknologi naturligvis kræve meget højere økonomiske omkostninger.
IXS ENTERPRISE rumfartøjskoncept
NASAs luftfartsagentur foreslog sin egen version af et "startrec-lignende" rumfartøj med mulighed for varpaccelerationer i 2016. På de præsenterede fotografier kan du nemt se detaljerne i USS Enterprise fra kult MCU. Konceptskaberen Mark Rodmaker delte i et interview med The Washington Post, at formålet med dette job var at inspirere unge mennesker til at forfølge karrierer som rumfartøjsingeniør.
I henhold til konceptet med dette projekt bruger IXS Enterprise ikke nukleare reaktioner og antimaterie til at bevæge sig i rummet, men et fordrejningsdrev. De store ringformede strukturer omkring skibet skaber en”varpboble”, der reducerer den energimængde, der kræves for at betjene warpdrevet.
Nikolay Khizhnyak