Nauka
Roboty sprzątające AI i ChatGPT. Sztuczna inteligencja na co dzień
20 listopada 2024
Rakiety, których obecnie się używa, uniemożliwiają szybką eksplorację Układu Słonecznego. Dotychczas udało się za ich pomocą wysłać człowieka na Księżyc. Dotarły także m.in. do Marsa czy na księżyce Saturna. Takie misje wymagają długoletniego planowania i dużych nakładów finansowych. Naukowcy pracują jednak nad czymś, co nie tylko skróci czas misji, ale także obniży ich koszt.
Współczesny napęd z czasów II wojny światowej
Napędy, których obecnie używamy do lotów w kosmos, upowszechnili Niemcy w czasie II wojny światowej. Prace pod przewodnictwem Wernera von Brauna pozwoliły na opracowanie pierwszych rakiet V2. Siły specjalne USA przerzuciły nazistowskiego konstruktora w ramach operacji „Paperclip”, a za oceanem był odpowiedzialny za skonstruowanie rakiety Saturn V, na której pokładzie trzech amerykańskich astronautów poleciało w 1969 roku na Księżyc.
Przeczytaj koniecznie: Załogową misję NASA wyniósł w kosmos Boeing Starliner
Współczesne napędy rakietowe bazują na konstrukcji von Brauna. Nie można mu odmówić wielkiego sukcesu, ale dalsza eksploracja przestrzeni kosmicznej wymaga opracowania nowego typ napędu. Na przestrzeni ostatnich lat pojawiało się wiele koncepcji na przyspieszenie lotów kosmicznych, a jedna z nich znalazła się w serialu „Star Trek” statki kosmiczne napędzał silnik warp, który pozwalał na przekraczanie prędkości światła. Choć koncepcja powstała na potrzeby serialu, to zaadoptowała ją NASA, która w latach 1996–2002 badała możliwości tego napędu. W międzyczasie naukowcy pracowali nad innymi silnikami. Jednym z najbardziej obiecujących jest wykorzystanie tzw. żagli kosmicznych.
Kosmiczne żagle na horyzoncie
Nad nowym typem silnika pracują naukowcy z Jet Propusion Laboratory. Jest to agencja badawcza NASA, która była odpowiedzialna m.in. za wystrzelenie w 1977 roku sond Voyager 1 i 2. Obecnie uczeni amerykańscy we współpracy z badaczami z Europy prowadzą eksperymenty z użyciem promieni słonecznych, które absorbowane jest przez kosmiczne żagle. Ciąg jest uzyskiwany dzięki zastosowaniu lekkich materiałów mających wysokie właściwości odblaskowe. Fotony przenoszą niewielką energię, która napędza żagle i z czasem się kumuluje, zapewniając przyspieszenie. Konstruktorzy z Jet Propulsion Laboratory twierdzą, że żagle te są tańsze i lżejsze niż rakiety. Praktycznie nieskończony dostęp do światła w przestrzeni kosmicznej daje możliwości wykonywania szerokiego zakresu manewrów, m.in. szybkiej zmiany płaszczyzny orbitalnej. Statek kosmiczny wyposażony w żagle będzie w stanie osiągnąć prędkość 33 km/s, która pozwoli na dotarcie do Jowisza w rok.
Opracowana przez naukowców z NASA koncepcja użycia kosmicznych żagli w miniaturowych sondach nosi nazwę „sundiver”, a dzięki nowemu typowi napędu koszty misji będą niższe. Brak paliwa chemicznego nie ogranicza czasu trwania misji, jak to ma miejsce w lotach konwencjonalnych.
Istotną przyczyną wysokich kosztów jest nasza zależność od powolnego i drogiego napędu chemicznego, działającego na granicy swoich możliwości, skutecznie czyniąc obecny paradygmat eksploracji Układu Słonecznego nie do utrzymania. Potrzebne jest nowe podejście
napisali uczeni w raporcie ze swoich prac.
Po co nam nowe napędy?
Konstruktorzy z NASA zakładają, że kosmiczne żagle przyspieszą eksplorację Układu Słonecznego. Wizja floty małych sond kosmicznych, które będą odkrywały tajemnice naszego najbliższego sąsiedztwa, może się ziścić dzięki nowemu typowi napędów kosmicznych. Kosmiczne żagle są jednak wciąż w fazie prototypu, więc na pierwsze sondy napędzane światłem będzie trzeba jeszcze poczekać.
Źródła:
- Peret Grad, „Phys”, „Solar sails could guide interplanetary travel, says new study”, 2023
- Andy Tomaswick, „Universetoday”, „Tiny Spacecraft Using Solar Sails Open Up a Solar System of Opportunity”, 2023
- Mrigakshi Dixit, „Solar sails could be used to reach far edges of our solar system, says study”, 2023
Przeczytaj również:
