Науковий портал Phys.org поділився відкриттям канадських учених з Університету Макгілла, які розробили унікальний двигун для космічного корабля. Розробка дозволить долетіти до Марса в рекордно швидкі терміни завдяки технології лазерно-теплової тяги.
У 2018 році NASA поставило перед інженерами завдання розробити технологію, яка б доставила на Марс не менше однієї тонни за 45 днів, а також мала можливість здійснити більш тривалі подорожі вглиб Сонячної системи та за її межі. Такий запит базувався на бажанні доставити вантажі та в ідеалі астронавтів на Марс, зводячи до мінімуму руйнівну дію галактичних космічних променів та сонячних бур.
Ілон Маск припускав, що політ людини на Марс займе шість місяців з урахуванням використання ракет, вироблених компанією SpaceX. Проте група вчених з Університету Макгілла розробила технологію для задоволення запиту NASA, спираючись на лазерно-тепловий рух, який вперше був вивчений у 1970-х роках. Тоді дослідники використовували 10,6-мікронні CO2-лазери, найпотужніших на той час, сучасні ж волоконно-оптичні лазери відрізняються довжиною хвилі всього в один мікрон.
За концепцією вчених, масив інфрачервоних лазерів діаметром 10 метрів розташується на Землі та поєднає безліч невидимих інфрачервоних променів. Вони нагріватимуть водневу плазму в камері позаду космічного корабля, створюючи тягу з газоподібного водню та відправляючи корабель на Марс лише за 45 днів. Там він гальмуватиме в атмосфері, доставляючи людям запаси або навіть нових колоністів.
На сьогодні найскладнішим для інженерної групи залишається питання гальмування космічного корабля на 150-кілометровій орбіті Марса. Без хімічного палива, яке могло б уповільнити ракету, але водночас зменшило б можливості завантаження корабля на 6 відсотків від необхідної NASA тонни, аерозахоплення залишається єдиним способом зупинитися на Марсі.
Подібна необхідність залишиться до тих пір, поки люди не зможуть побудувати на Червоній планеті еквівалентну земну решітку з лазерів, щоб використовувати її на кораблі, що наближається, як відбивач і плазмову камеру для забезпечення зворотної тяги. Однак навіть у цьому випадку аерозахоплення або аеродинамічний гальмування в атмосфері Марса може бути ризикованим маневром, адже теплові потоки на кораблі через тертя про атмосферу будуть руйнівними для традиційних матеріалів системи теплозахисту.
Лазерно-тепловий рух космічного корабля в далекий космос контрастує з іншими раніше запропонованими способами транспортування. Наприклад, такими, як лазерно-електричний рух, в якому лазерний промінь потрапляв на фотоелектричні елементи позаду корабля; сонячно-електричний двигун, у якому сонячне світло на фотоелементах створює тягу; ядерно-електричний двигун, у якому ядерний реактор виробляє електрику, яка виробляє іони; та ядерно-теплову рухову установку, в якій тепло ядерного реактора перетворює рідину на газ, який викидається із сопла для створення тяги.
«Лазерно-теплова тяга дозволяє швидко транспортувати одну тонну за допомогою лазерних ґрат розміром з волейбольний майданчик – те, що лазерно-електрична тяга може робити тільки з ґратами розміром не менше кілометра», – підкреслив переваги технології Еммануель Дюплей, провідний автор дослідження. Він вважає, що доставка колоністів на Марс з використанням лазерно-теплового двигуна може розпочатися вже через 10 років після перших польотів людей на Червону планету, тобто приблизно 2040 року.
