Inimesed on pikka aega unistanud kaugete planeetide reisimisest; sama teema on ulmekirjanduses käsitletud juba üle sajandi. Tegelikult on palju probleeme, mis takistavad meil seda teha, sealhulgas sobivate tehnoloogiate puudumine. Kuid see ei takista teadlasi teoreerimast kosmose vallutamise võimalikke viise, mis võivad ühel päeval muutuda üsna reaalseks.
Ioonmootorid
Iooni tõukejõud pole Tähesõdade fännide jaoks tõenäoliselt uued, kuna neid lennutasid TIE hävitajad. See on ka väljakujunenud tehnoloogia, mida kasutab 1997. aasta septembris käivitatud sond Dawn, kääbusplaneetide Vesta ja Cerese uurimiseks.
Ioonmootorid töötavad, kui ksenooni aatomeid pommitatakse elektronidega, moodustades ioone. Mootori tagaosas on 1000-voldise laadimisega metallvõrgud, mis lasevad ioone tohutu kiirusega. Tõukejõud on üsna väike, kuid kuna ruum on hõõrdetu ja nulljõuga keskkond, suureneb see pidevalt. Koidu tippkiirus on 38 600 km / h.
Ioonmootorid vajavad minimaalset kütust. Need on 10 korda tõhusamad kui keemiamootorid. Nad saavad oma energia suurtest päikesepaneelidest, seega pole vaja kütusehoidlat ehitada. Samuti annab see ioontraktoritele teoreetiliselt ammendamatu energiaallika.
Ioonmootorite praegune probleem on see, et need on inimeste transportimiseks liiga aeglased. Neid võiks kasutada näiteks seadmete ja tarvikute transportimiseks Marsi kolooniasse.
Reklaamvideo:
Bussardi ramjet
Nagu eespool mainitud, on kosmosereiside jaoks üks suurimaid väljakutseid vajaminev kütusekogus. Selle probleemi lahendamiseks 1960. aastatel tehti ettepanek luua niinimetatud Bussard Interstellar Ramjet.
Idee on see, et kosmoselaev korjab reisimisel kogu universumis hajutatud prootoneid. Kui neid prootoneid saab seejärel sünteesida, siis lendab kosmoselaev sisuliselt tuumaraketti.
Tõsi, Ramjeti kontseptsioonil on mitmeid probleeme. Saate tõsta ainult teatud arvu prootoneid ja prootonite ülesvõtmisel sünnib ka oluline vastupanu. Lisaks on väike küsimus stabiilse töötava tuumasünteesiseadme loomise kohta.
Liikumine tuumaimpulsil
Idee kasutada kosmoselaevade tuumaenergiat sai alguse 1950ndatel. Orioni projekt oli NASA algatus, mis otsustas ehitada kena pilvelõhkuja suuruse laeva, mis käivitati tuumapommi plahvatuse alt. Olete juba hakanud arvama projektiga seotud probleemidest. Alustuseks peaks pärast seda projekti jääma tohutul hulgal kiirgust ja astronaudid ise saavad radiatsioonimürgituse.
Kui pomm plahvatab, loob see elektromagnetilise impulsi, mis hävitab pardaelektroonika. Ja seda juhul, kui käivitamine on endiselt edukas ega too surmavaid kaotusi. Orioni projekti kaaluti peamiselt seetõttu, et see võiks meid kolme kuuga Marsile saada. Tavaline laev võtaks kaheksateist.
Ilmselt on Project Orion surnud, kuid selle mõte elab edasi. Voyager 1, Voyager 2 ja Cassini kasutasid lendude jaoks plutooniumi lagunemisel põhinevat tuumaenergia vormi, muutes selle elektrienergiaks. Kahjuks on meie planeedil vajaliku plutooniumi varud lõppenud ja taastootmist on üsna keeruline alustada, kuna see on tuumapommide loomise kõrvalsaadus.
Liikumine laserkiirtel
Lennundusinsener Leic Mirabeau tuli 1988. aastal Star Warsi raketitõrjeprojekti kallal välja laserliikumise kasutamise idee. Mirabeau aparaat pidi olema kooniline. Paraboolset reflektorit sisaldava koonuse kitsast otsast tulistataks võimas laserkiir.
See soojendaks õhku 30 000 kraadini, põhjustades tõuke tekitavaid plahvatusi. Mirabeau uskus, et selline seade ilmub järgmise 20 aasta jooksul, kuid tema eakaaslased vaatasid seda ideed skeptiliselt.
Tähtedevaheline kosmoselaev "Daedalus"
Briti planeetidevaheline ühing on viis aastat, alates 1973. aastast, teinud uuringuid, uurides võimalust saata inimesi kuue valgusaasta kaugusel asuvasse Barnard's Stari. Nende lahendus oli planeetidevaheline kosmoselaev "Daedalus". Daedalus oli hiiglaslik kosmoselaev, mis oli ka hea pilvelõhkuja suurus ja mis oleks kindlasti Maa orbiidil kokku pandud.
Nagu Project Orion, pidi see kasutama termotuumasünteesi mootoreid. Kütusegraanulid süstitakse suurel kiirusel reaktsioonikambrisse, kus neid süttivad suure energiaga elektronide kiired. Esimene etapp pidi Maale tõstma 46 000 tonni kütust, teine - väike osa laevast 4000 tonni kütusega. Kütus pidi olema heelium-3.
Heelium-3 on Maal uskumatult haruldane, kuid Kuus arvatakse seda olevat palju rikkalikumalt; seda võib leida ka kosmilistest pilvedest. Vajaliku summa kogumine võtab 20 aastat. Samuti on heelium-3 väga raske süttida kui kütus, kuna see nõuab palju soojust. Kuid kui projekt oleks läbi põlenud, oleks seade kiirendanud 12,2% -ni valguse kiirusest ja oleks jõudnud Barnard's Stari 50 aasta pärast.
2009. aastal alustati projekti Icarus raames teadusuuringuid, mis peaksid näitama, milline tähtedevaheline ränne võib muutuda pärast nii pikki aastaid kestnud teaduse arengut.
Sõit asteroidiga
Kosmosereiside üheks suurimaks probleemiks jääb endiselt kosmiliste kiirte mõju. Kui inimesel kulub Marsile jõudmiseks 1000 päeva, saab ta sellist kiirgust, et vähi tekkimise tõenäosus tõuseb 1–19 protsendini.
Kosmoselaev on valmistatud kergetest materjalidest ja kiirguskilbid on liiga rasked. Seetõttu usub Massachusettsi tehnoloogiainstituudi füüsikaprofessor, et parim viis pikkade vahemaade läbimiseks on maanduda asteroidil ja luua selle pinna alla tunnel.
Asteroid peab plaani toimimiseks olema 10 meetrit lai ja mitme miljoni kilomeetri kaugusel Maast ja Marsist. Siiani on teada viis sellist asteroidi ja kõik neist mööduvad Maa lähedal 2100. aastaks. Teekond saab olema ühesuunaline, kuna edasi-tagasi lendavad asteroidid puuduvad. Uued avastused leiavad aga aset pidevalt, seetõttu leiame ehk õigel ajal Marsilt lendava asteroidi.
Päikesepurje
Ehkki purjed on tänapäevaste standardite järgi vaevalt kõrgtehnoloogia, said nad kosmose kontekstis hea värskenduse. Tuule asemel kasutavad need purjed päikese energiat. Päikesepurjed annavad kosmoselaevale väikese tõukejõu, kuid kuna kosmoses hõõrdumist pole, siis kiirendavad need purjed järk-järgult.
Näiteks 400 meetri laiune päikesepurje võib aastas läbida enam kui kaks miljardit kilomeetrit. See on kiirem, kui kemikaalimootoriga laev möödub. See oleks ka odavam.
Päikesepurjeprojektid pole samuti haruldased. Üks NASA-st kannab nime Sunjammer, mis sai nime Arthur Clarke novelli järgi. Sunjammeri puri võib olla valmistatud Kaptoni materjalist ja see võib olla viie mikroni paksune, kaaluda vähem kui 20 kilogrammi ja pakkimisel võib see olla sama suur kui pesumasin.
Teine Carl Sagani auks loodud variant peaks väga kiiresti orbiidile minema. Samuti on teooria, et päikesepurje võiks kosmoselaeva viia teise päikesesüsteemi. Selline puri saab olema suure linna suurus ja selle aktiivne keskus on võimas laser.
Magnetiline puri
Enamik Päikesest kiirgavaid prootoneid ja elektrone on vahemikus 400 kuni 600 kilomeetrit sekundis. Magnetpurje võiks nende energiat ära kasutada ja neist eemale tõugata. Juhtiva materjali silmus võib tekitada päikesetuulega risti asetseva magnetvälja ja see lükkab veesõiduki soovitud suunas.
Probleem on selles, et magnetpurje pikkus peab olema 100 kilomeetrit. Tehnoloogiad, mis võimaldavad sellise suurusega ülijuhtivast materjalist purje teha ja säilitada vajalikku temperatuuri, pole praegu lihtsalt saadaval. Magnetpurjed jäävad teooriaks kuni tehnoloogia väljatöötamiseni.
Ussiauk
Algselt ulme põhjal ussiaugud on inimesi inspireerinud alates nende loomisest teoreetiliselt 1921. aastal. Ehkki nende olemasolu on lubatud, pole selle kohta otseseid tõendeid leitud. Ussiaugud on sisuliselt tunnelid kosmoses, mille kaudu objekt teoreetiliselt pääseb. Samal ajal on ussiaugud ebastabiilsed - kui keegi soovib neist ühe läbi käia, võivad selle seinad kokku variseda.
Ussiaugust ohutuks läbimiseks peab seade kasutama gravitatsioonivastast jõudu. Füüsikud usuvad, et me lihtsalt ei kogu piisavalt energiat. Kui on mingi ussiauk, mille kaudu inimesed pääsevad, pole see kindlasti looduses; selle võiks üles ehitada piisavalt arenenud tsivilisatsioon. Seega, kuni me kohtame või ehitame seda, jääb ussiauk ulmeks.
Lõimeajam
Star Treki poolt populariseeritud lõimeajami idee võimaldab teil liikuda sõna otseses mõttes valguse kiirusest kiiremini, ilma füüsikaseadusi rikkumata. Sellegipoolest usuvad teadlased selle rakendamise võimalust. Füüsik Miguel Alcubierre pakkus kõigepealt välja idee: luua ragbi palli kujuga kosmoselaev, mille ümber oleks tasane rõngas. Tõsi, laeva sõitmiseks on vaja Jupiteri suurust antimaterjalipalli.
Sellise kosmoselaeva võimaldamiseks tegi NASA töötaja Harold White projekti muudatusi. Teoreetiliselt vajaks tema modifitseeritud laev palju vähem antimaterjali, suurusjärgus 500 kilogrammi. Ta suudab ruumi-aega painutada ja saavutada kiiruse, mis on 10 korda kiirem kui valguse kiirus. Teekond lähima tähe juurde võtab neli kuni viis kuud.
Antimaterjal on kahjuks äärmiselt ebastabiilne. Vaid kolmandik grammist antimaterjalist võib vabastada sama palju energiat kui Hiroshima pommitamisel. Antimaterjali White'i projektis tõmbab 1,5 miljonit Hiroshima, millest piisab Maa hävitamiseks.
