1973. aastal käivitas Briti planeetidevaheline ühing - esimene ja vanim organisatsioon, mis on pühendunud ainult kosmoseuuringutele, astronautika arendamisele ja toetamisele - ambitsioonika viieaastase projektiga, et leida ja luua tähtedevaheliste reiside jaoks kõige paljulubavam mehitamata kosmoseaparaat. Esimene pakutud lahenduste hulgas oli "Daedalus". See plaan nägi veelgi ambitsioonikam välja ja seadis peamiseks eesmärgiks leida mehitatud reisimise võimalused erinevate tähtede juurde eesmärgiga kasutada lähituleviku tehnoloogiaid.
Termotuuma kiirendus
Kuidas saavutada nõutav kiirus, koguda piisav kogus energiat ja samal ajal mitte põletada kosmoseaparaat ja pardal olevad inimesed maapinnale? Ülesanded pole ilmselgelt kerged. Daedaluse projektimeeskond tuli välja lahendus lühiajalise tuumakiirenduse kasutamiseks, mis aitaks sellistest raskustest üle saada. Kavandatud süsteem töötas nii: kosmoselaeva taga asuvate paraboolsete magnetväljade sees tekivad väikesed tuumaplahvatused, mille energia kiirendab kosmoselaeva võimalikult tõhusat taset.
Muidugi, tähtedevahelise reisimise rakendamiseks peate kõigepealt välja mõtlema, kuidas kiirendada kosmoselaeva kiirusega üle 10 000 kilomeetri sekundis. Kuid see on vaid osa probleemist. Teine küsimus on see, kes sel juhul laeva kontrollib? Võimaliku lahendusena kaaluti sõltumatu autopiloodisüsteemi kasutamist. Tehti ettepanek kasutada reaktorite kütusena isotoopi heelium-3, mida saab toota Jupiteri atmosfääris või otse Kuu pinnal.
Lõppkokkuvõttes kuulutas 1978. aasta lõpparuanne valjusti, et tähtedevaheline liikumine on tõepoolest võimalik, kuid insenerid ei hakanud kunagi töötavat prototüüpi üles ehitama.
Sellegipoolest oleks ennatlik Daedaluse projekti nimetada torude unistuseks. Arvukad aruanded näitavad, et kaasaegsed kosmoseagentuurid ja ülikoolid kogu maailmas jätkavad tuumaenergia kasutamist kosmoselaevade liikumapaneva jõuna, mida Daedaluse projekt pakkus välja rohkem kui 30 aastat tagasi.
Reklaamvideo:
Projekt "Icarus"
Briti planeetidevahelise ühingu ja Tau Zero fondi liikmed käivitasid 2009. aastal projekti Icarus, mille eesmärk on teoreetiliselt hinnata termotuumamootoriga kosmoselaeva loomise võimalust tähtedevahelise liikumise jaoks. Seejärel võivad töö tulemused muutuda mehitamata kosmosemissiooni kavandamiseks.
Projektis osales üle 20 teadlase ja inseneri. Nende ülesandeks oli proovida kavandada käitussüsteem, mis põhineb termotuumareaktsioonil ja suudaks laeva kiirendada 10-20% -ni valguse kiirusest. Tegelikult põhines "Icarus" projektil "Daedalus", kuid hiljem pidi "Icarus" saama iseseisvaks projektiks, mille "Daedalus" elemente laenutati vaid väga vähe. Icarus plaaniti valmida 2014. aastal, kuid töö jätkub. Korraldajad otsivad praegu selle täitmiseks vabatahtlikke.
Kerge puri
Planeetide selts on käivitanud projekti nimega LightSail, et uurida võimalust arendada kosmoselaeva, mis töötaks täielikult päikeseenergiast ja kiirendaks ainult päikesevalguse käes. Pärast mitmeid LightSail 1 programmi ebaõnnestunud katseid 2015. aastal oli ikkagi võimalik edukalt prooviversioon lõpule viia ja päikesepurje juurutada. Päikesepurje uus variant LightSail 2 on slaid, mis lastakse Maa orbiidile SpaceX Falcon Heavy raketi abil 2018. aastal.
Päikesepurje kui tõukejõu kasutamise kontseptsioon pole kaugeltki uus. Isegi esimeste footonite avastamise järel hakkasid astronoomid, nagu Johannes Kepler, juba 1600-ndatel unistama ja teoretiseerima võimalusest koguda päikeseenergiat ja muuta see impulssiks, et saada mõni teine objekt kiirendusega.
Kaasaegsed teadlased pole seda soovi kaotanud. Võtke Stephen Hawking ja tema Breakthrough Starshot projekt. Oma hiljutise Norra visiidi ajal rääkis Hawking sellest, kuidas väike kosmosesond võiks "kiirustada hobuse seljas valguskiirel" kiirusega umbes 160 miljonit kilomeetrit tunnis. Muidugi, nagu iga ambitsioonikas projekt, peab ka Breakthrough Starshot kõigepealt sama ambitsioonikatest probleemidest üle saama, enne kui miski välja töötab.
Bassardi tähtedevaheline rakettmootor
1960. aastal tutvustas ameerika füüsik Robert Bassard tähtedevahelise kosmoselaeva kontseptsiooni, mis on võimeline sõitma uskumatul kiirusel. See põhineb süsteemil, mis suudab hõivata tähtedevahelise keskkonna (vesiniku ja tolmu) ainet ja kasutada seda kütusena kosmoseaparaadi termotuumamootoris.
Bassardi arvutuste kohaselt vajab mootor töötamiseks tähtedevahelist ainet peaaegu 10 000 ruutkilomeetri suurusest alast. See omakorda eeldab tohutu läbimõõduga ja äärmiselt suure väljatugevusega elektromagnetilise (elektrostaatilise ioonse kogumisega) kollektori kasutamist. Edasine analüüs näitas aga, et kogutud aine mass oleks sel juhul ikkagi nii väike, et see seaks kahtluse alla süsteemi tõhususe.
Antimaterjalide raketid
Vesiniku isotoopide kasutamine tuumareaktsiooni kütmiseks ja tähtedevahelise liikumiseks vajaliku tõukejõu genereerimiseks on muutunud torude unistuseks. Uueks arengusuunaks valiti antimaterjalil põhinevad raketi süütevõimendid, kus tavalise aine ja antimaterjali vastastikune mõju põhjustab nende mõlema hävitamise ja loob kolossaalse energiatasandi.
Kui me kujutleme võimalust tohutu hulga selle energia suunatud vabastamiseks, siis saaks tekitatud energiaplahvatust, mille põhjustas põrkuvate aatomite vastastikune hävitamine, kasutada töövedelikuna kosmoselaeva liikumisel. Kuid me oleme veel kaugel sellest, et saaksime selliseid teste reaalsetes tingimustes läbi viia.
Lisaks seab antimaterjali kasutamine rakettmootorite kütusena mitmeid piiranguid: esiteks loob reaktsioon uskumatult kõrge gammakiirguse; teiseks on raske saada piisavat kogust antimaterjali; ja kolmandaks muutub kasulik koormus, mida saate endaga kaasa võtta, väga piiratud.
Sellegipoolest on NASA täiustatud kontseptsiooni arendusinstituut investeerinud selliste antimaterjalide kosmoselaevade tõenäosuse uuringutesse, millel puudub vähemalt esimene ülalnimetatud probleem. Teadlaste sõnul, kui kasutame antimaterjali peamiseks elemendiks positroone (elektronide osakesi), siis on gammakiirte energiaindeksid palju madalamad.
Veel ühes uuringus käsitletakse loendi teist probleemi, kasutades nn antimaterjalipurki. Selle kontseptsiooni looja on Fermilabi endine füüsik Gerald Jackson. Jackson pakkus välja Kickstarteri rahakogumiskampaania. Töötava prototüübi ehitamiseks ja testimiseks kulus umbes 200 000 dollarit. Selle tehnoloogia tegelik rakendamine ja juurutamine nõuab muidugi palju suuremaid rahalisi kulutusi.
IXS ENTERPRISE kosmoseaparaadi kontseptsioon
NASA kosmoseagentuur pakkus 2016. aastal välja oma versiooni "startreci-laadse" kosmoseaparaadist koos lõimekiirenduste võimalusega. Esitatud fotodel näete hõlpsalt USS Enterprise'i üksikasju kultus-MCU-st. Kontseptsiooni looja Mark Rodmaker jagas intervjuus ajalehele The Washington Post, et selle töö eesmärk oli innustada noori kosmoselaevade insenerina karjääri tegema.
Selle projekti kontseptsiooni kohaselt ei kasuta IXS ettevõte kosmoses liikumiseks tuumareaktsiooni ja antimaterjali, vaid lõime ajamit. Laeva ümber suured rõngakujulised struktuurid loovad „lõimemulli“, mis vähendab lõime ajami tööks vajalikku energiakogust.
Nikolai Khizhnyak
