Uzay sürücüleri - ekonomik ve çok hızlı

Şu anda, insan tarafından uzaya fırlatılan en hızlı nesne, Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün'ün yerçekimi fırlatıcılarının kullanımı sayesinde 17 km / s hıza ulaşabilen Voyager sondasıdır. Bu, Güneş'e en yakın yıldıza ulaşmak için dört yıl süren ışıktan birkaç bin kat daha yavaştır.

Yukarıdaki karşılaştırma, uzay yolculuğunda tahrik teknolojisi söz konusu olduğunda, güneş sisteminin en yakın cisimlerinin ötesine gitmek istiyorsak, hala yapacak çok işimiz olduğunu gösteriyor. Ve bu görünüşte yakın yolculuklar kesinlikle çok uzun. 1500 günlük Mars'a uçuş ve geri dönüş ve hatta uygun bir gezegen hizalaması ile bile pek cesaret verici gelmiyor.

Uzun yolculuklarda, çok zayıf sürücülere ek olarak, örneğin sarf malzemeleri, iletişim, enerji kaynakları gibi başka sorunlar da vardır. Güneş veya diğer yıldızlar uzaktayken güneş panelleri şarj olmaz. Nükleer reaktörler sadece birkaç yıl tam kapasite ile çalışır.

Uzay aracımıza daha yüksek hızlar kazandırmak için teknolojinin geliştirilmesi için olasılıklar ve beklentiler nelerdir? Halihazırda mevcut çözümlere ve daha çok bir fantezi olmasına rağmen teorik ve bilimsel olarak mümkün olanlara bakalım.

Mevcut: kimyasal ve iyon roketleri

Şu anda, sıvı hidrojen ve oksijen roketleri gibi büyük ölçekte kimyasal tahrik hala kullanılmaktadır. Bunlar sayesinde elde edilebilecek maksimum hız yaklaşık olarak 10 km/s'dir. Güneşin kendisi de dahil olmak üzere güneş sistemindeki yerçekimi etkilerinden en iyi şekilde yararlanabilseydik, kimyasal roket motoruna sahip bir gemi 100 km/s'den daha fazla hıza ulaşabilirdi. Voyager'ın nispeten düşük hızı, amacının maksimum hıza ulaşmak olmamasından kaynaklanmaktadır. Ayrıca gezegen yerçekimi asistanları sırasında motorlarla "art yakıcı" kullanmadı.

İyon iticiler, elektromanyetik etkileşim sonucu hızlanan iyonların taşıyıcı faktör olduğu roket motorlarıdır. Kimyasal roket motorlarından yaklaşık on kat daha verimlidir. Motor üzerinde çalışmalar geçen yüzyılın ortalarında başladı. İlk versiyonlarda, sürücü için cıva buharı kullanıldı. Şu anda, asil gaz ksenon yaygın olarak kullanılmaktadır.

Motordan gaz yayan enerji, harici bir kaynaktan (güneş panelleri, elektrik üreten bir reaktör) gelir. Gaz atomları pozitif iyonlara dönüşür. Daha sonra bir elektrik veya manyetik alanın etkisi altında hızlanarak 36 km / s'ye kadar hızlara ulaşırlar.

Fırlatılan faktörün yüksek hızı, çıkarılan maddenin birim kütlesi başına yüksek bir itme kuvvetine yol açar. Bununla birlikte, besleme sisteminin düşük gücü nedeniyle, fırlatılan taşıyıcının kütlesi küçüktür, bu da roketin itişini azaltır. Böyle bir motorla donatılmış bir gemi hafif bir ivme ile hareket eder.

Yazının devamını bulacaksınız dergisinin Mayıs sayısında

VASIMR tam güçte