Kemikaalidega töötavad raketid on võimelised toimetama inimesi Kuule, Marsile, Veenusele. Kuid selleks, et uurida päikesesüsteemi teisi planeete ja ületada selle piire, on laevadel vaja tuuma- või termotuumakütuseid - plahvatusi. RIA Novosti räägib plahvatusohtlikest projektidest ja planeetidevahelise missiooni eeldatavast ajast.
Tuumalaengu energia tõttu liikuva kosmoselaeva põhimõtte sõnastas ameerika teadlane Stanislav Ulam juba enne kosmoseaega, 1947. aastal. Tema idee kohaselt võib järjestikustest tuumaplahvatustest tekkinud detonatsiooni tabada laeva külge kinnitatud metallkilp ja sellega kiirendada.
1957. aastal hakkasid nad USA-s Orioni projekti raames välja töötama tuumajõuseadme mudel ja seda katsetama. Laev oli ette nähtud sõjaväe jaoks tuumalõhkepeade teisaldamiseks. See sisaldas sektsiooni kütusekassettidega, tõukurikilbi, pakiruumi. Mehitatud versioon nõudis tõmbluste summutamiseks ka amortisaatorite paigaldamist. Lisaks kiiruse suurenemisele võtab lõhkekeha suurusjärgus rohkem kasulikku lasti kui kemikaalidega töötav rakett.
"See idee on atraktiivne, kuna ainult plahvatusohtliku kosmoselaeva abil on võimalik kiirendada olulisele relativistlikule kiirusele, siis saavad päikesesüsteemi kaugemad planeedid kättesaadavaks ja on võimalik korraldada esimene tähtedevaheline ekspeditsioon," selgitab ulmekirjanik Anton Pervushin, astronautika ajaloo spetsialist RIA Novosti. …
Teadlased on välja arvutanud, et kui detoneerida üks laeng iga kolme sekundi järel, siis ühe kiirendusega saavutab laev kolme protsendi valguse kiirusest ja lendab lähima tähesüsteemi, Alpha Centauri, 140 aasta pärast.
Tuumaplahvatustel põhineva kosmosejõuseadme ideed väljendas ka Nõukogude füüsik Andrei Saharov 1962. aastal. Tema kontseptsiooni tunnistati väga keerukaks, kuid paljulubavaks.
Kõik lõhkematerjalidega seotud tööd peatusid 1963. aastal, kui allkirjastati rahvusvaheline leping, mis keelas tuumarelvakatsetused atmosfääris, kosmoses ja vee all.
Plahvatusskeem "Orion" / RIA Novosti illustratsioon. NASA.
Reklaamvideo:
Termotuumaplahvatus
Saksa füüsik Friedward Winterberg tegi 1971. aastal ettepaneku kosmoselaeva kiirendamiseks elektronkiire abil käivitatud termotuumareaktsiooniga.
Termotuumareaktsioon on 26 miljonit korda energilisem kui keemiline vesiniku-hapniku raketi kütus ja annab suurusjärgu võrra rohkem energiat kui tuumareaktsioon. Kuid suurusjärk on väiksem kui plahvatus mateeria ja antimaterjali koostoimes. Probleem on selles, et kõigist võimalikest kütuseliikidest on ellu viidud ainult tuuma lõhustumise reaktsioon ja see on näidanud oma tõhusust.
Vaatamata termotuumamootori idee utopismile toetasid seda Briti Planeetidevahelise Ühingu liikmed ja kaks aastat hiljem asutasid nad projekti Daedalus.
Termotuumasüntees toimub tähtede soolestikus. Selle maa peal käivitamiseks on vaja koletuid temperatuure ning vesinikust või vesinikust ja heeliumist valmistatud kütust. Arvutused on näidanud, et deuteeriumi ja heelium-3 segu termotuumasünteesi energia võib arendada 12 protsenti valguse kiirusest - 36 tuhat kilomeetrit sekundis. Daedalus oleks jõudnud poole sajandi pärast Maast 5,9 valgusaasta kaugusel asuvasse Bernardi tähesse. Võrdluseks: kiireim kosmoselaev Voyager 1 kiirendas Saturni lähedal gravitatsioonilise manöövri tõttu kiiruseni 17,02 kilomeetrit sekundis.
Struktuurselt oli laev suur kütusemahuti, kust iga sekund, väikeste portsjonitena, visatakse kütust põlemiskambrisse. Plasmapõlemisproduktid suunatakse pihustitesse tugevate magnetväljade kaudu.
1978. aastal lühendati tööd Daedalusel.
„Kahjuks ei saa plahvatusprojektid 1963. aastal alla kirjutatud lepingu tõttu tuumakatsetusi kolmes keskkonnas (ookeanis, atmosfääris ja kosmoses) keelustada. Kuni selle läbivaatamiseni jäävad kõik plahvatuse mõisted puhtteoreetiliseks,”märgib Anton Pervushin.
Termotuumakütuse laeva projekt / Icarus Interstellar.
Kakssada aastat ootamist
2010. aastal tegid entusiastid veel ühe plahvatuse unistuse taaselustamiseks ja asutasid projekti Icarus. Neid toetasid Briti Interplanetary Society ja Tau Zero Foundation.
Icaruse projektis osalejad võtsid Daedaluse arengu aluseks ja analüüsisid tulevase missiooni peamisi aspekte. Tehakse ettepanek käivitada termotuumajõuseadmel väike mehitamata sond korraga mitmele sihtpunktile 15 valgusaasta jooksul meist. Üks või kaks tähte ning kuus või seitse planeeti üksikasjalikult uurida on vaja tervet kompleksi seadmeid, mis kaaluvad umbes kakssada tonni. Gaasihiiglaste nagu Jupiter orbiidil saate seda täita heelium-3-ga, mida Maal napib. Arvestades tehnoloogia arengu tempot, pole selline missioon võimalik enne kella 2300.
Lisaks seadusandlikele piirangutele on plahvatusohtlikel projektidel palju lahendamata tehnilisi probleeme. Pole selge, kust saada termotuumareaktsiooni jaoks kütust, kuidas seda kambrisse toita, kuidas kiirendust summutada, kuidas kaitsta meeskonda kosmilise kiirguse eest ja üldiselt milline kosmose tõukejõusüsteemidest on kõige tõhusam.
Sellegipoolest pole Pervushini sõnul juhul, kui inimesed tahavad saata suure kosmoselaeva lähimate tähtede juurde, lihtsalt muud võimalust kui plahvatusohtlik.
Tatjana Pichugina
