دیسک های فضایی - مقرون به صرفه و بسیار سریع

در حال حاضر، سریعترین جسمی که توسط انسان به فضا پرتاب شده است، کاوشگر وویجر است که به لطف استفاده از پرتابگرهای گرانشی مشتری، زحل، اورانوس و نپتون توانست تا 17 کیلومتر در ثانیه شتاب بگیرد. این سرعت چند هزار برابر کندتر از نور است که چهار سال طول می کشد تا به نزدیک ترین ستاره به خورشید برسد.

مقایسه بالا نشان می دهد که وقتی صحبت از فناوری پیشرانه در سفرهای فضایی به میان می آید، اگر بخواهیم به جایی فراتر از نزدیکترین اجرام منظومه شمسی برویم، هنوز کارهای زیادی برای انجام دادن داریم. و این سفرهای به ظاهر نزدیک قطعا خیلی طولانی است. 1500 روز پرواز به مریخ و بازگشت، و حتی با هم ترازی سیاره ای مطلوب، چندان دلگرم کننده به نظر نمی رسد.

در سفرهای طولانی، علاوه بر درایوهای بسیار ضعیف، مشکلات دیگری نیز وجود دارد، به عنوان مثال، در مورد منابع، ارتباطات، منابع انرژی. وقتی خورشید یا ستاره های دیگر دور هستند، پنل های خورشیدی شارژ نمی شوند. راکتورهای هسته ای تنها برای چند سال با ظرفیت کامل کار می کنند.

امکانات و چشم انداز توسعه فناوری برای افزایش و انتقال سرعت بالاتر به فضاپیما چیست؟ بیایید به راه‌حل‌های موجود و راه‌حل‌هایی که از نظر تئوری و علمی امکان‌پذیر هستند، هر چند بیشتر یک فانتزی هستند، نگاه کنیم.

موجود: موشک های شیمیایی و یونی

در حال حاضر نیروی محرکه شیمیایی همچنان در مقیاس وسیعی مانند موشک های هیدروژن مایع و اکسیژن استفاده می شود. حداکثر سرعتی که به لطف آنها می توان به دست آورد تقریباً 10 کیلومتر در ثانیه است. اگر بتوانیم از اثرات گرانشی در منظومه شمسی، از جمله خود خورشید نهایت استفاده را ببریم، یک کشتی با موتور موشک شیمیایی می‌تواند حتی به بیش از 100 کیلومتر بر ثانیه برسد. سرعت نسبتا کمتر وویجر به این دلیل است که هدف آن دستیابی به حداکثر سرعت نبوده است. او همچنین در هنگام دستیارهای گرانش سیاره ای از "افتر سوز" با موتورها استفاده نکرد.

رانشگرهای یونی موتورهای موشکی هستند که در آنها یون های شتاب گرفته در نتیجه برهمکنش الکترومغناطیسی عامل حامل هستند. این موتور حدود ده برابر کارآمدتر از موتورهای موشکی شیمیایی است. کار بر روی موتور در اواسط قرن گذشته آغاز شد. در نسخه های اول از بخار جیوه برای درایو استفاده می شد. در حال حاضر، زنون گاز نجیب به طور گسترده ای استفاده می شود.

انرژی که از موتور گاز ساطع می کند از یک منبع خارجی (پنل های خورشیدی، راکتوری که برق تولید می کند) می آید. اتم های گاز به یون های مثبت تبدیل می شوند. سپس تحت تأثیر میدان الکتریکی یا مغناطیسی شتاب می گیرند و به سرعت 36 کیلومتر در ثانیه می رسند.

سرعت بالای ضریب پرتاب شده منجر به نیروی رانش بالایی در واحد جرم ماده پرتاب شده می شود. با این حال، به دلیل قدرت کم سیستم تامین، جرم حامل پرتاب شده کم است که باعث کاهش رانش موشک می شود. کشتی مجهز به چنین موتوری با کمی شتاب حرکت می کند.

ادامه مقاله را خواهید دید در شماره ماه مه مجله

VASIMR با قدرت کامل