Erdviniai diskai – įperkami ir labai greiti

Šiuo metu greičiausias žmogaus paleistas objektas kosmose yra zondas „Voyager“, kuris, pasitelkęs Jupiterio, Saturno, Urano ir Neptūno gravitacijos paleidimo įrenginius, sugebėjo įsibėgėti iki 17 km/s. Tai kelis tūkstančius kartų lėčiau nei šviesa, kuriai reikia ketverių metų, kad pasiektų arčiausiai Saulės esančią žvaigždę.

Aukščiau pateiktas palyginimas rodo, kad kalbant apie varomąją technologiją kosminėse kelionėse, mes dar turime daug nuveikti, jei norime nukeliauti kur nors už artimiausių Saulės sistemos kūnų. Ir šios iš pažiūros artimos kelionės tikrai per ilgos. 1500 dienų skrydis į Marsą ir atgal, net ir esant palankiam planetų išsidėstymui, neskamba labai džiuginančiai.

Ilgose kelionėse, be per silpnų pavarų, kyla ir kitų problemų, pavyzdžiui, su atsargomis, ryšiais, energijos ištekliais. Saulės baterijos neįkrauna, kai saulė ar kitos žvaigždės yra toli. Branduoliniai reaktoriai visu pajėgumu veikia tik keletą metų.

Kokios yra technologijos, skirtos padidinti ir suteikti didesnį greitį mūsų erdvėlaiviams, plėtros galimybės ir perspektyvos? Pažvelkime į jau turimus sprendimus ir tuos, kurie teoriškai ir moksliškai įmanomi, nors vis tiek yra fantazijos.

Dabartis: cheminės ir jonų raketos

Šiuo metu cheminė varomoji jėga vis dar naudojama dideliu mastu, pavyzdžiui, skysto vandenilio ir deguonies raketos. Didžiausias jų dėka pasiekiamas greitis yra maždaug 10 km/s. Jei galėtume maksimaliai išnaudoti gravitacinius Saulės sistemos efektus, įskaitant pačią saulę, laivas su cheminiu raketiniu varikliu galėtų pasiekti net daugiau nei 100 km/s. Santykinai mažesnis „Voyager“ greitis atsirado dėl to, kad jo tikslas nebuvo pasiekti maksimalaus greičio. Planetinės gravitacijos asistentų metu jis taip pat nenaudojo „afterburner“ su varikliais.

Jonų varikliai yra raketų varikliai, kuriuose jonai, pagreitėję dėl elektromagnetinės sąveikos, yra nešiklio veiksnys. Jis yra maždaug dešimt kartų efektyvesnis nei cheminių raketų varikliai. Darbas su varikliu prasidėjo praėjusio amžiaus viduryje. Pirmosiose versijose pavarai buvo naudojami gyvsidabrio garai. Šiuo metu inertinių dujų ksenonas yra plačiai naudojamas.

Energija, kuri išskiria dujas iš variklio, gaunama iš išorinio šaltinio (saulės baterijų, elektrą gaminančio reaktoriaus). Dujų atomai virsta teigiamais jonais. Tada jie įsibėgėja veikiami elektrinio ar magnetinio lauko ir pasiekia greitį iki 36 km/s.

Didelis išmesto faktoriaus greitis lemia didelę traukos jėgą išmestos medžiagos masės vienetui. Tačiau dėl mažos tiekimo sistemos galios išmesto nešiklio masė yra maža, o tai sumažina raketos trauką. Laivas su tokiu varikliu juda su nedideliu pagreičiu.

Straipsnio tęsinį rasite gegužės mėnesio žurnalo numeryje

VASIMR visu pajėgumu