Нещодавно запропонована рушійна система теоретично може вивести важкий космічний корабель за межі нашої Сонячної системи менш ніж за 5 років – подвиг, на який історичному зонду “Вояджер-1” знадобилося 35 років.
Концепція, відома під назвою “гранульований промінь”, отримала грант NASA у розмірі 175 000 доларів США на ранній стадії на подальшу розробку на початку цього року.
Зрозуміло, що наразі концепція не існує поза розрахунками на папері, тож ми не можемо поки що надто радіти.
Проте вона привертає увагу не лише через свій потенціал доставити нас у міжзоряний простір за життя людини – чого не можуть зробити традиційні ракети на хімічному паливі – але й тому, що вона стверджує, що може зробити це за допомогою набагато більших апаратів.
“У цій пропозиції розглядається нова архітектура рушія для швидкого транспортування важких (1 тонна і більше) корисних вантажів через Сонячну систему і в міжзоряне середовище”, – пояснює провідний дослідник пропозиції, аерокосмічний інженер Артур Давоян з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі.
Концепція гранульованого променя була частково натхненна ініціативою Breakthrough Starshot, яка працює над створенням рушійної системи “легке вітрило”. За допомогою мільйонів лазерів крихітний зонд теоретично зможе долетіти до сусідньої Проксими Центавра всього за 20 років.
Нова пропозиція починається зі схожої ідеї – закинути паливо в ракету замість того, щоб висаджувати його з неї – але в ній йдеться про те, як переміщати більші об’єкти. Зрештою, маленький зонд – це не обов’язково те, що нам потрібно, якщо ми хочемо одного дня самостійно дослідити або колонізувати світи за межами нашої Сонячної системи.
Для роботи концептуальної силової установки потрібні два космічні апарати – один, що вирушає в міжзоряний простір, і один, що виходить на орбіту навколо Землі.
Космічний апарат на орбіті Землі вистрілить пучком крихітних мікроскопічних частинок у міжзоряний корабель.
Ці частинки нагріватимуться лазерами, в результаті чого частина з них розплавиться в плазму, яка ще більше прискорить гранули – процес, відомий як лазерна абляція.
Ці гранули можуть досягати швидкості 120 км/сек (75 миль/сек) і або влучити у вітрило міжзоряного корабля, або відштовхнути магніт всередині нього, допомагаючи розігнати космічний корабель до величезних швидкостей, які дозволять йому вилетіти з нашої геліосфери – бульбашки сонячного вітру навколо Сонячної системи.
“За допомогою гранульованого променя зовнішніх планет можна досягти менш ніж за рік, 100 а.о. [астрономічна одиниця] – приблизно за 3 роки, а сонячної гравітаційної лінзи на 500 а.о. – приблизно за 15 років”, – каже Давоян.
Для контексту, а.о., що означає “астрономічна одиниця”, приблизно дорівнює відстані між Землею і Сонцем, або близько 150 млн км (93 млн миль).
Зонду Voyager 1 знадобилося 35 років подорожі, щоб перетнути міжзоряний простір у 2012 році на відстані приблизно 122 а.о.
Згідно з поточними прогнозами, космічний апарат з гранульованим променем вагою 1 тонна може зробити те ж саме менш ніж за 5 років.
Давоян пояснив Метту Вільямсу з Universe Today ще в лютому, що його команда обрала пелетний підхід, а не просто використання лазерів, як в інших проєктах з вітрилами, тому що пелети можуть рухатися за допомогою відносно малопотужних лазерів.
За їхніми нинішніми прогнозами, можна було б використовувати лише 10-мегаватний лазерний промінь.
“На відміну від лазерного променя, гранули розходяться не так швидко, що дозволяє нам прискорити важчий космічний апарат”, – сказав Давоян Вільямсу.
“Гранули, будучи набагато важчими за фотони, несуть більший імпульс і можуть передавати космічному апарату більшу силу”.
Звісно, поки що все це лише припущення. Але грант першої фази програми NASA “Інноваційні та передові концепції” (NIAC) допоможе.
Проект став одним з 14, які були профінансовані на цій ранній стадії, і наступним кроком буде підтвердження концепції за допомогою експериментів.
“На першому етапі ми продемонструємо реалістичність запропонованої концепції рушія шляхом детального моделювання різних підсистем запропонованої архітектури рушія, а також шляхом проведення експериментальних досліджень для підтвердження концепції”, – каже Давоян.
