NASA профінансує імпульсний плазмовий двигун для нових космічних місій

NASA, як завжди, шукає нове покоління двигунів для здійснення все більш амбітних космічних місій. Однією з ідей, яка зараз переходить до другої фази програми NASA “Інноваційна передова концепція” (NIAC), є імпульсна плазмова ракета (PPR).

PPR “використовує ядерну енергетичну систему, засновану на поділі, щоб швидко викликати фазову зміну в паливному снаряді з твердого на плазму під час імпульсного циклу”, – пояснюється в документі, присвяченому цій системі. Для створення плазмових сплесків, які забезпечують тягу, можна використовувати високомодифікований снаряд з низькозбагаченого урану (НОУ) в поєднанні зі стволом з немодифікованого НОУ для переважного нагрівання снаряда”. Коротка ділянка високозбагаченого урану (ВОУ) в основі ствола, разом з новим механізмом керуючого барабана, дозволяє контролювати швидке зростання популяції нейтронів і переходити в плазмовий стан за долі секунди”. Потенційно система може генерувати до 100 000 Н тяги.

“Виняткова продуктивність PPR, що поєднує в собі високе значення Isp і високу тягу, має потенціал для революції в дослідженні космосу. Висока ефективність системи дозволяє здійснити пілотовану місію на Марс всього за два місяці”, – пояснює НАСА в прес-релізі про рушій Howe Industries. “Крім того, PPR дозволяє транспортувати набагато важчі космічні апарати, які оснащені захистом від галактичного космічного випромінювання, тим самим зменшуючи вплив екіпажу до незначних рівнів”.

NASA також пояснює, що PPR може бути використаний для набагато дальших місій, доставляючи космічні апарати до поясу астероїдів і далі, можливо, навіть на відстань 550 астрономічних одиниць (а.о.), де одна а.о. – це відстань між Землею і Сонцем.

Хоча основна увага зосереджена на тому, як це може бути використано для приведення в рух важчих пілотованих місій на Марс у значно коротші терміни, ніж можуть дозволити сучасні рушійні системи, НАСА згадує про одну місію, яка може бути здійснена завдяки потенціалу рушія для подорожей на далекі відстані. Коротше кажучи, якщо ми зможемо дістати обладнання на відстані 550 а.о. від Сонця, ми зможемо використовувати нашу зірку як гігантський телескоп.

Як випливає із загальної теорії відносності Ейнштейна, гігантські об’єкти у Всесвіті викривляють простір-час, змінюючи шлях світла.

Як працює гравітаційне лінзування.

Використовуючи масивні об’єкти як лінзи, ми можемо бачити світло з-за меж об’єкта, про який йдеться. Це не якась абстрактна ідея, а те, що ми можемо робити досить регулярно за допомогою таких телескопів, як JWST. Хоча це круто, ми обмежені розташуванням цих об’єктів та об’єктів, які знаходяться за ними.

Але ми вже маємо масивний об’єкт поруч, який спричиняє гравітаційне лінзування.

“Гравітаційне поле Сонця діє як сферична лінза, що збільшує інтенсивність випромінювання від віддаленого джерела вздовж напівнескінченної фокальної лінії”, – написав у своїй статті фон Рассел Ешлеман, який вперше запропонував цю концепцію. “Космічний апарат, що знаходиться в будь-якому місці на цій лінії, в принципі, може спостерігати, підслуховувати і спілкуватися на міжзоряних відстанях, використовуючи обладнання, порівнянне за розміром і потужністю з тим, що зараз використовується для міжпланетних відстаней. Якщо нехтувати корональними ефектами, максимальний коефіцієнт збільшення когерентного випромінювання обернено пропорційний довжині хвилі і становить 100 мільйонів на 1 міліметр”.

Хоча перед такою місією ще стоять астрономічні виклики (зокрема, значні спотворення, спричинені гравітаційним лінзуванням, і переміщення космічного апарату на величезні відстані для спостереження за об’єктом, який вас цікавить), теоретично, це може бути використано для створення зображень реальних поверхонь інших світів.

Область, де ми можемо використовувати гравітаційне лінзування для огляду далеких відстаней, починається приблизно від 550 а.о., що значно перевищує те, чого ми досягли дотепер. Вояджер I досягнув трохи більше 160 а.о. з моменту свого запуску в 1977 році. Але з наступним поколінням двигунів, можливо, ця місія незабаром стане більш досяжною, і ми зможемо використовувати нашу власну зірку як телескоп для спостереження інших планет.