In 1973 lanceerde de British Interplanetary Society - de eerste en oudste organisatie die zich exclusief toelegt op ruimteverkenning, de ontwikkeling en ondersteuning van ruimtevaart - een ambitieus vijfjarig project om het meest veelbelovende ontwerp voor onbemande ruimtevaartuigen voor interstellaire reizen te vinden en te creëren. De eerste van de voorgestelde oplossingen was "Daedalus". Dit plan zag er nog ambitieuzer uit en stelde als belangrijkste doel het vinden van mogelijkheden voor bemande reizen naar verschillende sterren met als doel technologieën van de nabije toekomst te gebruiken.
Thermonucleaire versnelling
Hoe de vereiste snelheid te bereiken, voldoende energie te verzamelen en tegelijkertijd het ruimtevaartuig en de mensen aan boord niet op de grond te verbranden? De taken zijn duidelijk niet eenvoudig. Het Daedalus-projectteam kwam met een oplossing voor het gebruik van nucleaire versnelling op korte termijn, die dergelijke moeilijkheden zou overwinnen. Het voorgestelde systeem werkte als volgt: binnen de parabolische magnetische velden achter het ruimtevaartuig zullen kleine thermonucleaire explosies worden geproduceerd, waarvan de energie het ruimtevaartuig met de hoogst mogelijke efficiëntie zal versnellen.
Om interstellaire reizen te implementeren, moet je natuurlijk eerst uitzoeken hoe je het ruimtevaartuig kunt versnellen tot een snelheid van meer dan 10.000 kilometer per seconde. Maar dit is slechts een deel van het probleem. De tweede vraag is: wie zal in dit geval het schip besturen? De mogelijkheid om een onafhankelijk stuurautomaatsysteem te gebruiken werd als mogelijke oplossing beschouwd. Er werd voorgesteld om de isotoop helium-3 te gebruiken als brandstof voor de reactoren, die kunnen worden geproduceerd in de atmosfeer van Jupiter of direct op het oppervlak van de maan.
Uiteindelijk verkondigde het eindrapport uit 1978 luid dat interstellaire reizen inderdaad mogelijk was, maar de ingenieurs zijn nooit begonnen met het bouwen van een werkend prototype.
Niettemin zou het voorbarig zijn om het Daedalus-project een droom te noemen. Talrijke rapporten geven aan dat moderne ruimtevaartagentschappen en universiteiten over de hele wereld doorgaan met het bestuderen van de ideeën over het gebruik van kernenergie als drijvende kracht voor ruimtevaartuigen, zoals vastgelegd door het Daedalus-project meer dan 30 jaar geleden.
Promotie video:
Project "Icarus"
Leden van de British Interplanetary Society en de Tau Zero Foundation lanceerden het Icarus-project in 2009, met als doel theoretisch de haalbaarheid te beoordelen van het maken van een ruimtevaartuig met een thermonucleaire motor voor interstellaire reizen. Vervolgens kunnen de resultaten van het werk uitmonden in het ontwerp van een onbemande ruimtemissie.
Meer dan 20 wetenschappers en ingenieurs namen deel aan het project. Hun taak was om te proberen een voortstuwingssysteem te ontwerpen op basis van een thermonucleaire reactie en in staat om een schip te versnellen tot 10-20% van de lichtsnelheid. In feite was de "Icarus" gebaseerd op het "Daedalus" -project, maar later zou "Icarus" een onafhankelijk project worden, met slechts een zeer kleine overneming van de "Daedalus" -elementen. De oplevering van Icarus was gepland in 2014, maar het werk is nog aan de gang. De organisatoren zijn momenteel op zoek naar vrijwilligers om het af te maken.
Licht zeil
De Planetary Society heeft een project gelanceerd genaamd LightSail om de mogelijkheid te onderzoeken om een ruimtevaartuig te ontwikkelen dat volledig wordt aangedreven door zonne-energie en uitsluitend wordt versneld door zonlicht. Na verschillende mislukte pogingen van het LightSail 1-programma in 2015, was het nog steeds mogelijk om een testrun succesvol af te ronden en het zonnezeil in te zetten. Een nieuwe variant van het zonnezeil, LightSail 2, zal in 2018 met een SpaceX Falcon Heavy-raket in de baan van de aarde worden gelanceerd.
Het concept van het gebruik van een zonnezeil als voortstuwingssysteem is verre van nieuw. Zelfs met de ontdekking van de eerste fotonen begonnen astronomen zoals Johannes Kepler al in de 17e eeuw te dromen en te theoretiseren over de mogelijkheid om zonne-energie te verzamelen en om te zetten in impulsen om een ander object met versnelling te schenken.
Moderne wetenschappers hebben dit verlangen niet verloren. Neem Stephen Hawking en zijn Breakthrough Starshot-project. Tijdens zijn recente bezoek aan Noorwegen sprak Hawking over hoe een kleine ruimtesonde "te paard op een lichtstraal" kon reizen met ongeveer 160 miljoen kilometer per uur. Natuurlijk zal Breakthrough Starshot, zoals elk ambitieus project, eerst even ambitieuze problemen moeten overwinnen voordat er iets kan lukken.
Bassard's interstellaire straalmotor
In 1960 introduceerde de Amerikaanse natuurkundige Robert Bassard het concept van een interstellair ruimtevaartuig dat met ongelooflijke snelheden kan reizen. Het is gebaseerd op een systeem dat de substantie van het interstellaire medium (waterstof en stof) kan opvangen en als brandstof kan gebruiken in de thermonucleaire motor van het ruimtevaartuig.
Volgens de berekeningen van Bassard zal de motor een opname van interstellaire materie uit een gebied van bijna 10.000 vierkante kilometer nodig hebben om te kunnen werken. Dit vereist op zijn beurt het gebruik van een elektromagnetische (elektrostatische ionische) verzamelcollector met een enorme diameter en een extreem hoge veldsterkte. Nader onderzoek wees echter uit dat de massa van de opgevangen stof in dit geval nog zo laag zou zijn dat de effectiviteit van het systeem in twijfel zou worden getrokken.
Antimaterie-raketten
Het gebruik van waterstofisotopen om een nucleaire reactie aan te wakkeren en de nodige stuwkracht te genereren voor interstellaire reizen is een droom geworden. Raketversnellers op basis van antimaterie werden gekozen als een nieuwe ontwikkelingsrichting, waar de interactie tussen gewone materie en antimaterie de vernietiging van beide veroorzaakt en een enorm energieniveau creëert.
Als we ons de mogelijkheid voorstellen van het gericht vrijkomen van een enorme hoeveelheid van deze energie, dan zou de opgewekte energie-explosie, veroorzaakt door de wederzijdse vernietiging van botsende atomen, kunnen worden gebruikt als werkvloeistof voor de beweging van het ruimtevaartuig. We zijn echter nog lang niet in staat om dergelijke tests in reële omstandigheden uit te voeren.
Bovendien zal het gebruik van antimaterie als brandstof voor raketmotoren een aantal beperkingen opleggen: ten eerste zal de reactie een ongelooflijk hoog niveau van gammastraling creëren; ten tweede is het moeilijk om een voldoende hoeveelheid antimaterie te verkrijgen; en ten derde wordt de hoeveelheid nuttige lading die u kunt meenemen zeer beperkt.
Desalniettemin heeft NASA's Advanced Concept Development Institute geïnvesteerd in studies naar de waarschijnlijkheid van een antimaterie ruimtevaartuig dat ten minste het eerste hierboven genoemde probleem zal missen. Volgens de onderzoekers, als we positronen (antideeltjes van elektronen) gebruiken als het belangrijkste element van antimaterie, dan zullen de energie-indices van gammastralen veel lager zijn.
Een andere studie behandelt het tweede probleem op de lijst door gebruik te maken van het zogenaamde antimateriezeil. De maker van dit concept is Gerald Jackson, een voormalig natuurkundige bij Fermilab. Jackson stelde een Kickstarter-inzamelingsactie voor. Het kostte ongeveer $ 200.000 om een werkend prototype te bouwen en te testen. De daadwerkelijke implementatie en implementatie van deze technologie zal natuurlijk veel hogere financiële kosten met zich meebrengen.
IXS ENTERPRISE ruimtevaartuig concept
Het ruimtevaartagentschap van NASA stelde in 2016 een eigen versie voor van een "startrec-achtig" ruimtevaartuig met de mogelijkheid van warp-versnellingen. Op de gepresenteerde foto's kun je gemakkelijk de details van de USS Enterprise zien vanuit de cult MCU. Conceptontwikkelaar Mark Rodmaker deelde in een interview met The Washington Post dat het doel van deze baan was om jonge mensen te inspireren om een carrière als ruimtevaarttechnicus na te streven.
Volgens het concept van dit project gebruikt de IXS Enterprise geen kernreactie en antimaterie om door de ruimte te bewegen, maar een warpaandrijving. De grote ringvormige structuren rond het schip creëren een "warp bubble" die de hoeveelheid energie vermindert die nodig is om de warp-aandrijving te laten werken.
Nikolay Khizhnyak
