1973. gadā Lielbritānijas Starpplanētu biedrība - pirmā un vecākā organizācija, kas veltīta vienīgi kosmosa izpētei, astronautikas attīstībai un atbalstam - uzsāka vērienīgu piecu gadu projektu, lai atrastu un izveidotu daudzsološāko bezpilota kosmosa kuģa dizainu starpzvaigžņu ceļojumiem. Pirmais starp piedāvātajiem risinājumiem bija "Daedalus". Šis plāns izskatījās vēl ambiciozāks un izvirzīja galveno mērķi - atrast iespējas cilvēku apceļot dažādas zvaigznes ar mērķi izmantot tuvākās nākotnes tehnoloģijas.
Termisko kodolu paātrinājums
Kā sasniegt nepieciešamo ātrumu, uzkrāt pietiekamu enerģijas daudzumu un vienlaikus nesadedzināt kosmosa kuģi un uz klāja esošos cilvēkus uz zemes? Uzdevumi acīmredzami nav viegli. Daedalus projekta komanda nāca klajā ar risinājumu īslaicīga kodola paātrinājuma izmantošanai, kas pārvarētu šādas grūtības. Piedāvātā sistēma darbojās šādi: parabolisko magnētisko lauku iekšpusē, kas atrodas aiz kosmosa kuģa, tiks radīti mazi kodoltermiskie sprādzieni, kuru enerģija paātrinās kosmosa kuģi ar visaugstāko iespējamo efektivitātes līmeni.
Protams, lai ieviestu starpzvaigžņu ceļojumu, vispirms būs jāizdomā, kā paātrināt kosmosa kuģi ar ātrumu virs 10 000 kilometriem sekundē. Bet tā ir tikai daļa no problēmas. Otrais jautājums ir, kurš šajā gadījumā kontrolēs kuģi? Kā iespējamais risinājums tika apsvērta iespēja izmantot neatkarīgu autopilota sistēmu. Par degvielu reaktoriem tika ierosināts izmantot izotopu hēliju-3, ko var ražot Jupitera atmosfērā vai tieši uz Mēness virsmas.
Galu galā 1978. gada nobeiguma ziņojums skaļi paziņoja, ka starpzvaigžņu pārvietošanās patiešām ir iespējama, taču inženieri nekad nesāka veidot strādājošu prototipu.
Neskatoties uz to, būtu pāragri Daedalus projektu dēvēt par sapni. Daudzos ziņojumos norādīts, ka mūsdienu kosmosa aģentūras un universitātes visā pasaulē turpina pētīt idejas par kodolenerģijas izmantošanu kā kosmosa kuģu virzītājspēku, kuras pirms vairāk nekā 30 gadiem izvirzīja Daedalus projektā.
Reklāmas video:
Projekts "Icarus"
Lielbritānijas Starpplanētu biedrības un Tau Zero fonda locekļi 2009. gadā uzsāka Icarus projektu, kura mērķis ir teorētiski novērtēt iespējas izveidot kosmosa kuģi ar termoelektrisko motoru starpzvaigžņu ceļojumiem. Pēc tam darba rezultāti var pārvērsties bezpilota kosmosa misijas projektēšanā.
Projektā piedalījās vairāk nekā 20 zinātnieku un inženieru. Viņu uzdevums bija mēģināt noformēt piedziņas sistēmu, kuras pamatā būtu termobrandola reakcija un kas spētu kuģi paātrināt līdz 10-20% no gaismas ātruma. Faktiski "Icarus" pamatā bija "Daedalus" projekts, bet vēlāk "Icarus" bija jākļūst par patstāvīgu projektu, izmantojot tikai ļoti nelielus "Daedalus" elementu aizņēmumus. Ikarusu bija plānots pabeigt 2014. gadā, taču darbs joprojām turpinās. Organizatori šobrīd meklē brīvprātīgos, lai to pabeigtu.
Vieglā bura
Planētu biedrība ir sākusi projektu ar nosaukumu LightSail, lai izpētītu iespēju attīstīt kosmosa kuģi, kuru pilnībā darbina saules enerģija un kuru paātrina tikai saules gaisma. Pēc vairākiem neveiksmīgiem programmas LightSail 1 mēģinājumiem 2015. gadā joprojām bija iespējams veiksmīgi pabeigt testa braucienu un izvietot saules buras. Jauns saules buras variants - LightSail 2 - tiek plānots palaist Zemes orbītā, izmantojot SpaceX Falcon Heavy raķeti 2018. gadā.
Saules buras kā piedziņas sistēmas izmantošanas koncepcija nebūt nav jauna. Pat atklājot pirmos fotonus, tādi astronomi kā Johanness Keplers jau 1600. gados sāka sapņot un teorētiski stāstīt par iespēju savākt saules enerģiju un to pārvērst impulsā, lai ar paātrinājumu apdāvinātu citu objektu.
Mūsdienu zinātnieki nav zaudējuši šo vēlmi. Veikt Stephen Hawking un viņa izrāvienu Starshot projektu. Nesenās vizītes laikā Norvēģijā Hawking runāja par to, kā maza kosmosa zonde varētu "ceļot zirga mugurā uz gaismas staru" ar ātrumu 160 miljoni kilometru stundā. Protams, tāpat kā jebkuram vērienīgam projektam, “Breakthrough Starshot” vispirms būs jāpārvar tikpat vērienīgas problēmas, pirms kaut kas izdodas.
Bassard starpzvaigžņu ramjetdzinējs
1960. gadā amerikāņu fiziķis Roberts Bassards ieviesa starpzvaigžņu kosmosa kuģa koncepciju, kas spēj ceļot neticami ātri. Tās pamatā ir sistēma, kas spēj uztvert starpzvaigžņu barotni (ūdeņradi un putekļus) un izmantot to par degvielu kuģa termoelektrostacijā.
Pēc Bassarda aprēķiniem, lai darbotos, motoram būs nepieciešami starpzvaigžņu materiāli no gandrīz 10 000 kvadrātkilometru lielas teritorijas. Tam, savukārt, būs nepieciešams izmantot elektromagnētisko (elektrostatisko jonu) savākšanas kolektoru ar milzīgu diametru un ārkārtīgi lielu lauka intensitāti. Turpmāka analīze tomēr parādīja, ka savāktās vielas masa šajā gadījumā joprojām būs tik maza, ka tā apšaubīs sistēmas efektivitāti.
Antimatērijas raķetes
Ūdeņraža izotopu izmantošana kodolreakcijas kurināšanai un starpstaru ceļojumam vajadzīgā vilces ģenerēšanai ir kļuvusi par cauruļu sapni. Kā jauns attīstības virziens tika izvēlēti raķešu pastiprinātāji, kuru pamatā ir antimatērija, kur mijiedarbība starp parasto matēriju un antimateriālu izraisa abu iznīcināšanu un rada kolosālu enerģijas līmeni.
Ja mēs iedomājamies iespēju novirzīt milzīgu daudzumu šīs enerģijas, tad ģenerēto enerģijas eksploziju, ko izraisa sadursmju atomu savstarpēja iznīcināšana, varētu izmantot kā darba šķidrumu kosmosa kuģa kustībai. Tomēr mēs joprojām esam tālu no tā, lai reālos apstākļos varētu veikt šādus testus.
Turklāt, izmantojot antimatēriju kā degvielu raķešu dzinējiem, tiks noteikti vairāki ierobežojumi: pirmkārt, reakcija radīs neticami augstu gamma starojuma līmeni; otrkārt, ir grūti iegūt pietiekamu daudzumu antimatērijas; un, treškārt, krava, ko varat ņemt līdzi, kļūst ļoti ierobežota.
Neskatoties uz to, NASA uzlabotais koncepcijas izstrādes institūts ir ieguldījis pētījumos par kosmosa kuģa, kas rada antimatēriju, iespējamību, kurai nebūs vismaz pirmās iepriekšminētās problēmas. Pēc pētnieku domām, ja par antimateriāla galveno elementu izmantosim pozitronus (elektronu daļiņas), tad gamma staru enerģijas indeksi būs daudz zemāki.
Cits pētījums pievēršas otrajai saraksta problēmai, izmantojot tā dēvēto antimateriālo buras. Šīs koncepcijas autors ir Džeralds Džeksons, bijušais Fermilab fiziķis. Džeksons ierosināja Kickstarter līdzekļu vākšanas kampaņu. Darbojoša prototipa izveidošanai un pārbaudei vajadzēja apmēram 200 000 USD. Tomēr šīs tehnoloģijas ieviešanas un ieviešanas faktiskajam apjomam, protams, būs vajadzīgas daudz lielākas finanšu izmaksas.
IXS ENTERPRISE kosmosa kuģa koncepcija
NASA kosmiskās aviācijas aģentūra 2016. gadā ierosināja savu “startrec līdzīga” kosmosa kuģa versiju ar šķēru paātrinājumu iespēju. Iesniegtajās fotogrāfijās jūs viegli varat redzēt sīkāku informāciju par USS Enterprise no kulta MCU. Koncepcijas veidotājs Marks Rodmakers intervijā laikrakstam The Washington Post dalījās, ka šī darba mērķis bija iedvesmot jauniešus turpināt karjeru kā kosmosa kuģa inženierim.
Saskaņā ar šī projekta koncepciju, IXS uzņēmums pārvietošanai kosmosā neizmanto kodolreakciju un antimatēriju, bet gan velku piedziņu. Lielas gredzenveida struktūras ap kuģi rada “šķēru burbuli”, kas samazina šķēru piedziņas darbināšanai nepieciešamo enerģijas daudzumu.
Nikolajs Khizhnyak