W 90 dni na Marsa

Nowe rodzaje napędu umożliwią skrócenie czasu potrzebnego na podróże międzyplanetarne.

Aktualizacja: 14.11.2013 08:37 Publikacja: 14.11.2013 08:36

Napęd VASIMR wymaga potężnych paneli słonecznych. Tu – projekt księżycowej barki Ad Astra

Napęd VASIMR wymaga potężnych paneli słonecznych. Tu – projekt księżycowej barki Ad Astra

Foto: Ad Astra Rocket Company

Gdyby astronauci teraz wsiedli do pojazdu kosmicznego i ruszyli w kierunku Marsa, dotarliby tam najwcześniej w połowie przyszłego roku. To za długo. Naukowcy wiedzą już, że taka podróż naraziłaby ludzi na pokładzie statku na negatywne skutki zdrowotne.

Bombowy napęd

Astronauci otrzymaliby nadmierną dawkę promieniowania jonizującego. Odczuliby również negatywny wpływ długotrwałego stanu obniżonej grawitacji – osłabienie mięśni i kości, a nawet pogorszenie wzroku. Eksperymenty prowadzone na Ziemi wskazują też, że mogłyby się pojawić kłopoty psychologiczne związane z długotrwałą izolacją.

Jeśli dodamy do tego miliony potencjalnych awarii, ryzyko zderzeń i ewentualne choroby członków załogi, dojdziemy do tego samego wniosku co inżynierowie NASA: tę podróż trzeba skrócić.

Wycieczka na Marsa i z powrotem, włączając w to krótki pobyt na powierzchni planety, zajęłaby ok. 500 dni. NASA chciałaby ten czas skrócić do ok. 200–220 dni.

– Wykorzystując dzisiejsze paliwo rakietowe, eksploracja czegokolwiek dalej od Ziemi jest praktycznie niemożliwa – uważa John Slough z University of Washington, pracujący nad jednym z nowych pomysłów na napęd pojazdów kosmicznych. – Mamy nadzieję, że uda nam się opracować takie źródło energii, że podróże międzyplanetarne staną się czymś rutynowym.

Pomysł zespołu Slougha finansowany jest w ramach programu NASA Innovative Advanced Concepts. Polega na wykorzystaniu syntezy jądrowej – tej samej, która daje energię gwiazdom i bombom wodorowym – do przyspieszania pojazdu kosmicznego.

W amerykańskim projekcie silnika wykorzystywane są izotopy wodoru – tryt i deuter do wytworzenia bąbli plazmy. Te są z kolei ściskane polem magnetycznym i eksplodują, niszcząc metalowe pierścienie. Materiał w postaci par jest kierowany specjalnymi dyszami na zewnątrz silnika, dając napęd pojazdowi.

– To prawdopodobnie najprostszy i najtańszy sposób nuklearnego systemu napędowego statku kosmicznego – zapewnia serwis Space.com pracujący nad takim silnikiem Anthony Pancotti. – Podstawy fizyczne zostały sprawdzone i dowiedzione w laboratorium. Mówię o zbudowaniu urządzenia w oparciu o znane i potwierdzone teorie.

O takim napędzie NASA myślała już... w latach 50. ubiegłego wieku. Zaproponował go polski matematyk Stanisław Ulam, współtwórca amerykańskiej bomby termojądrowej. Pulsacyjny napęd jądrowy opierał się na mikroeksplozjach bomb wyrzucanych za rufę statku kosmicznego. Plazma po detonacji uderzałaby w odpowiednio chronioną i amortyzowaną powierzchnię, popychając pojazd w przód. Program Orion zakładał wynoszenie w ten sposób ogromnych ładunków na orbitę oraz podróże międzyplanetarne. Zarzucono go wcale nie z powodu trudności konstrukcyjnych, lecz po podpisaniu traktatu o zakazie testów jądrowych.

Jak zapewnia Slough, gdyby ten pomysł wcielić w życie w nowoczesnej postaci, podróż na Czerwoną Planetę udałoby się znacznie skrócić. Lot trwałby... 90 dni. Cała misja – włączając w to miesięczny pobyt na miejscu – skróciłaby się z 500 do 210 dni.

Z „Gwiezdnych wojen"

Innym pomysłem sprzed lat, którym ponownie zainteresowała się NASA, jest program NERVA. Prowadzony w latach 60. ubiegłego wieku miał na celu stworzenie termicznego napędu jądrowego. Gazy – np. wodór – podgrzewane byłyby przez reaktor jądrowy, a następnie wyrzucane przez dysze.

W silniki tego typu planowano wyposażyć jeden stopień rakiety Saturn V i wykorzystać go w załogowej wyprawie na Marsa. Ale w 1972 roku prace nad napędem NERVA przerwano – choć z powodzeniem przeprowadzono już kilka testów naziemnych – a uruchomiono program wahadłowców.

– To oczywiście bardzo odległe plany – mówi Chris Moore, jeden z wicedyrektorów NASA. – Ale jeżeli mówimy o załogowej misji na Marsa, to termiczny napęd nuklearny jest jedną z opcji. Skróciłby czas podróży do 180 dni.

Jest wreszcie proponowany przez prywatną firmę Ad Astra Rocket Company napęd plazmowy VASIMR. Przypomina nieco stosowane już teraz przez NASA silniki jonowe – dzięki mikrofalom i polu magnetycznemu podgrzewa i jonizuje gaz wypychany następnie przez dyszę.

Napęd tego rodzaju wymaga ogromnych ilości energii – konieczne byłoby stosowanie wielkich paneli słonecznych. A w misji na Marsa – reaktorów jądrowych. Ad Astra zamierza przetestować tę koncepcję już w 2016 roku na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.

—na podst. space.com

Kosmos
Naukowcy ostrzegają przed superrozbłyskiem Słońca. Jakie mogą być jego skutki dla Ziemi?
https://track.adform.net/adfserve/?bn=77855207;1x1inv=1;srctype=3;gdpr=${gdpr};gdpr_consent=${gdpr_consent_50};ord=[timestamp]
Kosmos
Już dziś noc spadających gwiazd. To przedostatnie takie zjawisko w tym roku
Kosmos
Przełomowe odkrycie przy pomocy teleskopu Webba. To galaktyka z początków wszechświata
Kosmos
Tajemnice prehistorycznego Marsa. Nowe odkrycie dotyczące wody na Czerwonej Planecie
Materiał Promocyjny
Bank Pekao wchodzi w świat gamingu ze swoją planszą w Fortnite
Kosmos
NASA odkryła siedem kolejnych „ciemnych komet”. To im zawdzięczamy życie na Ziemi?