I 1973 lanserte British Interplanetary Society - den første og eldste organisasjonen utelukkende dedikert til romutforskning, utvikling og støtte av astronautikk - et ambisiøst fem-årig prosjekt for å finne og lage den mest lovende ubemannede romskipdesign for interstellare reiser. Den første blant de foreslåtte løsningene var "Daedalus". Denne planen så enda mer ambisiøs ut og satte det viktigste målet å finne muligheter for bemannede reiser til forskjellige stjerner med sikte på å bruke teknologier i nær fremtid.
Termonukleær akselerasjon
Hvordan oppnå den nødvendige hastigheten, akkumulere en tilstrekkelig mengde energi og samtidig ikke brenne romfartøyet og menneskene om bord til bakken? Oppgavene er tydeligvis ikke enkle. Daedalus prosjektgruppe kom med en løsning på bruk av kortsiktig atomakselerasjon, som ville overvinne slike vanskeligheter. Det foreslåtte systemet fungerte slik: inne i de paraboliske magnetfeltene som er plassert bak romfartøyet, vil det bli produsert små termonukleære eksplosjoner, hvis energi vil akselerere romskipet med høyest mulig effektivitetsnivå.
For å implementere interstellare reiser, må du selvfølgelig først finne ut hvordan du kan akselerere romskipet til en hastighet på over 10.000 kilometer i sekundet. Men dette er bare en del av problemet. Det andre spørsmålet er hvem som i dette tilfellet vil kontrollere skipet? Muligheten for å bruke et uavhengig autopilotsystem ble ansett som en mulig løsning. Det ble foreslått å bruke isotopen helium-3 som drivstoff for reaktorene, som kan produseres i atmosfæren til Jupiter eller direkte på overflaten av månen.
Til slutt proklamerte den endelige rapporten fra 1978 høyt at interstellare reiser faktisk var mulig, men ingeniørene begynte aldri å bygge en fungerende prototype.
Likevel vil det være for tidlig å kalle Daedalus-prosjektet en pipedrøm. Tallrike rapporter indikerer at moderne romfartsbyråer og universiteter rundt om i verden fortsetter å studere ideene om å bruke atomkraft som en pådriver for romfartøyer, lagt ned av Daedalus-prosjektet for mer enn 30 år siden.
Salgsfremmende video:
Prosjekt "Icarus"
Medlemmer av British Interplanetary Society og Tau Zero Foundation startet Icarus-prosjektet i 2009, som har som mål å teoretisk vurdere muligheten for å lage et romfartøy med en termonukleær motor for interstellare reiser. Deretter kan resultatene av arbeidet bli til utformingen av et ubemannet romoppdrag.
Mer enn 20 forskere og ingeniører deltok i prosjektet. Deres oppgave var å prøve å designe et fremdriftssystem basert på en termonukleær reaksjon og i stand til å akselerere et skip til 10-20% av lysets hastighet. Faktisk var "Icarus" basert på "Daedalus" -prosjektet, men senere skulle "Icarus" bli et selvstendig prosjekt, med bare veldig liten innlån av "Daedalus" -elementene. Icarus var planlagt å være ferdig i 2014, men arbeidet pågår fortsatt. Arrangørene leter for tiden etter frivillige for å fullføre det.
Lett seil
Planetary Society har startet et prosjekt kalt LightSail for å undersøke muligheten for å utvikle et romskip drevet helt av solenergi og utelukkende akselerert av sollys. Etter flere mislykkede forsøk med LightSail 1-programmet i 2015, var det fremdeles mulig å fullføre et testløp og distribuere solseilet. En ny variant av solseilet, LightSail 2, skal planlegges lansert i jordens bane ved hjelp av en SpaceX Falcon Heavy rakett i 2018.
Konseptet med å bruke et solseil som fremdriftssystem er langt fra nytt. Selv med oppdagelsen av de første fotonene, begynte astronomer som Johannes Kepler å drømme og teoretisere allerede på 1600-tallet om muligheten for å samle solenergi og konvertere den til impuls for å gi en annen gjenstand med akselerasjon.
Moderne forskere har ikke mistet dette ønsket. Ta Stephen Hawking og hans Breakthrough Starshot-prosjekt. Under sitt nylige besøk i Norge snakket Hawking om hvordan en liten romfartssonde kunne "reise på hesteryggen på en lysstråle" til rundt 160 millioner kilometer i timen. Som ethvert ambisiøst prosjekt, vil Breakthrough Starshot selvfølgelig måtte overvinne like ambisiøse problemer først før noe kan ordne seg.
Bassards interstellare ramjet-motor
I 1960 introduserte den amerikanske fysikeren Robert Bassard konseptet med et interstellært romfartøy som kan reise i utrolige hastigheter. Det er basert på et system som er i stand til å fange stoffet til det interstellare mediet (hydrogen og støv) og bruke det som drivstoff i romfartøyets termonukleære motor.
I følge Bassards beregninger vil motoren kreve inntak av interstellar materie fra et område på nesten 10.000 kvadratkilometer for å kunne operere. Dette vil igjen kreve bruk av en elektromagnetisk (elektrostatisk ionisk) oppsamleroppsamler med stor diameter og ekstremt høy feltstyrke. Ytterligere analyse viste imidlertid at massen av det innsamlede stoffet i dette tilfellet fortsatt vil være så lavt at det ville stille spørsmål ved systemets effektivitet.
Antimatterraketter
Å bruke hydrogenisotoper for å gi drivstoff til en kjernefysisk reaksjon og generere det nødvendige drivkraft for interstellare reiser har blitt en rørdrøm. Rakettforsterkere basert på antimateriale ble valgt som en ny retning for utvikling, der samspillet mellom vanlig materie og antimaterie forårsaker utslettelse av begge deler og skaper et kolossalt energinivå.
Hvis vi forestiller oss muligheten for en direkte frigjøring av en enorm mengde av denne energien, kan den genererte energieksplosjonen, forårsaket av gjensidig utslettelse av kolliderende atomer, brukes som arbeidsfluid for romfartøyets bevegelse. Imidlertid er vi fortsatt langt fra å kunne gjennomføre slike tester under reelle forhold.
I tillegg vil bruken av antimateriell som drivstoff for rakettmotorer innføre en rekke begrensninger: For det første vil reaksjonen skape utrolig høye nivåer av gammastråling; For det andre er det vanskelig å oppnå en tilstrekkelig mengde antimaterie; og for det tredje blir mengden nyttelast du kan ta med deg veldig begrenset.
Ikke desto mindre har NASAs Advanced Concept Development Institute investert i studier av sannsynligheten for et antimateriell romfartøy som vil være blottet for minst det første problemet som er nevnt over. I følge forskerne, hvis vi bruker positroner (antipartikler av elektroner) som hovedelement i antimateriell, vil energiindeksene til gammastråler være mye lavere.
En annen studie adresserer det andre problemet på listen ved å bruke det som kalles antimateriellseil. Skaperen av dette konseptet er Gerald Jackson, en tidligere fysiker ved Fermilab. Jackson foreslo en innsamlingsaksjon for Kickstarter. Det tok omtrent 200 000 dollar å bygge og teste en fungerende prototype. Imidlertid vil den faktiske mengden av implementering og implementering av denne teknologien selvfølgelig kreve mye høyere økonomiske kostnader.
IXS ENTERPRISE romfartøy konsept
NASAs flyfartsbyrå foreslo sin egen versjon av et "startrec-aktig" romskip med mulighet for varpakselerasjoner i 2016. På de presenterte fotografiene kan du enkelt se detaljene til USS Enterprise fra kult MCU. Konseptskaperen Mark Rodmaker delte i et intervju med Washington Post at formålet med denne jobben var å inspirere unge mennesker til å forfølge karrierer som romfartsingeniør.
I følge konseptet med dette prosjektet bruker IXS Enterprise ikke kjernefysiske reaksjoner og antimateriell for å bevege seg i verdensrommet, men et varpdrev. De store ringformede konstruksjonene rundt skipet skaper en “varpboble” som reduserer energimengden som kreves for å betjene warp-stasjonen.
Nikolay Khizhnyak
