Nowy sposób napędzania statku kosmicznego opracowany na Uniwersytecie Waszyngtońskim może radykalnie skrócić czas potrzebny astronautom na podróż na Marsa i z niego, a także może sprawić, że ludzie będą stałym elementem w przestrzeni kosmicznej.
W rzeczywistości, dzięki magnetycznemu napędowi plazmy lub wiązce mag, szybkie podróże do odległych części Układu Słonecznego mogą stać się rutyną, powiedział Robert Winglee, profesor UW ds. Ziemi i nauk kosmicznych, który kieruje projektem.
Obecnie, korzystając z konwencjonalnej technologii i dostosowując się do orbit Ziemi i Marsa wokół Słońca, astronautom zajęłoby około 2,5 roku podróż na Marsa, przeprowadzenie misji naukowej i powrót.
„Próbujemy dostać się na Marsa iz powrotem za 90 dni” - powiedział Winglee. „Naszą filozofią jest to, że jeśli zajmie to dwa i pół roku, szanse na udaną misję są niewielkie.”
Mag-beam to jedna z 12 propozycji, które w tym miesiącu zaczęły otrzymywać wsparcie z Instytutu Zaawansowanych Koncepcji National Aeronautics and Space Administration. Każda z nich otrzymuje 75 000 $ na sześciomiesięczne badanie w celu potwierdzenia koncepcji i zidentyfikowania wyzwań związanych z jej opracowaniem. Projekty, które przejdą ten etap, kwalifikują się do 400 000 USD więcej w ciągu dwóch lat.
Zgodnie z koncepcją wiązki magnetycznej stacja kosmiczna generowałaby strumień namagnesowanych jonów, które oddziaływałyby z żaglem magnetycznym na statku kosmicznym i napędzałyby go przez układ słoneczny z dużymi prędkościami, które zwiększają się wraz z rozmiarem wiązki plazmy. Winglee ocenia, że dysza kontrolna o szerokości 32 metrów generowałaby wiązkę plazmy zdolną do napędzania statku kosmicznego z prędkością 11,7 kilometrów na sekundę. To przekłada się na ponad 26 000 mil na godzinę lub ponad 625 000 mil dziennie.
Mars znajduje się średnio 48 milionów mil od Ziemi, chociaż odległość może się znacznie różnić w zależności od tego, gdzie obie planety znajdują się na swoich orbitach wokół Słońca. Z tej odległości statek kosmiczny podróżujący 625 000 mil dziennie potrzebowałby więcej niż 76 dni, aby dostać się na czerwoną planetę. Ale Winglee pracuje nad sposobami opracowania jeszcze większych prędkości, aby objazd mógł być zrealizowany w ciągu trzech miesięcy.
Aby jednak takie prędkości były praktyczne, inna jednostka plazmy musi znajdować się na platformie na drugim końcu podróży, aby zahamować statek kosmiczny.
„Zamiast statku kosmicznego noszącego te potężne jednostki napędowe, możesz mieć znacznie mniejsze ładunki” - powiedział.
Winglee przewiduje jednostki rozmieszczone wokół Układu Słonecznego w ramach misji zaplanowanych już przez NASA. Można go na przykład wykorzystać jako integralną część misji badawczej na Jowisza, a następnie pozostawić na orbicie po zakończeniu misji. Jednostki umieszczone dalej w Układzie Słonecznym wykorzystywałyby energię jądrową do wytworzenia zjonizowanej plazmy; osoby znajdujące się bliżej Słońca mogłyby korzystać z energii elektrycznej wytwarzanej przez panele słoneczne.
Koncepcja wiązki mag wyrosła z wcześniejszego wysiłku Winglee, który doprowadził do opracowania systemu zwanego mini-magnetosferycznym napędem plazmowym. W tym układzie wokół statku kosmicznego utworzyłaby się bańka plazmowa i pływałaby na wietrze słonecznym. Koncepcja wiązki magnetycznej usuwa zależność od wiatru słonecznego, zastępując go wiązką plazmową, którą można kontrolować pod względem siły i kierunku.
Powiedział, że misja testowa wiązki magnetycznej może być możliwa w ciągu pięciu lat, jeśli wsparcie finansowe pozostanie spójne. Projekt będzie jednym z tematów podczas szóstego dorocznego spotkania NASA Advanced Concepts Institute we wtorek i środę w hotelu Grand Hyatt w Seattle. Spotkanie jest bezpłatne i otwarte dla publiczności.
Winglee przyznaje, że rozpoczęcie stacji wokół Układu Słonecznego wymagałoby początkowej inwestycji w wysokości miliardów dolarów. Ale kiedy zostaną na miejscu, ich źródła zasilania powinny pozwolić im na generowanie plazmy w nieskończoność. System ostatecznie obniżyłby koszty statku kosmicznego, ponieważ pojedyncze jednostki nie musiałyby już nosić własnych układów napędowych. Przyspieszyliby szybko, mocnym pchnięciem ze stacji plazmowej, a następnie pędzili z dużą prędkością, aż dotrą do celu, gdzie spowolni ich kolejna stacja plazmowa.
„Ułatwiłoby to stałą obecność człowieka w kosmosie” - powiedział Winglee. „Właśnie do tego dążymy”.
Oryginalne źródło: University of Washington News Release
