Исследователи разработали новую технологию отправки космических кораблей на дальние расстояния, которая позволит за час разогнать их до 17 км/с.
Космическое пространство заполнено различным вредным излучением, исходящим от Солнца и других объектов Вселенной, что делает рискованным путешествие человека даже до ближайшей планеты. Надеясь решить эту проблему в 2018 году НАСА поручило ученым разработать технологию, которая позволяла бы доставлять на Марс аппараты с полезной нагрузкой более 1 тонны максимум за 1,5 месяца (современным ракетам для этого требуется 7 месяцев), а также подходила для вывода кораблей за пределы Солнечной системы.
Теперь инженеры из Университета Макгилла представили удовлетворяющую всем условиям систему лазерно-тепловой тяги. Предложенная технология предусматривает размещение на Земле нескольких массивов инфракрасных лазеров с длиной волны около одного микрона. Диаметр каждого из них должен составлять 10 м, а мощность достигать 100 МВт.
Эти огромные инфракрасные «прожекторы» будут нацелены на отражатель, закрепленный на находящемся на орбите космическом аппарате. Легкое надувное зеркало будет направлять лучи на ядро нагревательной камеры корабля, повышая его температуру примерно до 40 тыс. °C.
После достижения необходимой температуры, в камеру начинает подаваться водородная плазма, которая обтекая ядро нагревается до 10 тыс. °C, а затем выбрасываться через сопло, создавая мощную тягу для отталкивания корабля от Земли. В это время боковые двигатели корректируют траекторию движения для удерживания отражателя на одной линии с инфракрасным лучом, исходящем с вращающейся Земли.
По расчетам команды, за 58 минут непрерывного воздействия лазеров такая система позволит аппарату развить скорость до 17 км/с (61 200 км/ч) и добраться до Марса менее чем за 45 дней. Дополнительным преимуществом такой лазерно-тепловой двигательной установки является ее чрезвычайно низкое отношение массы к мощности, в диапазоне 0,001–0,010 кг/кВт. Этот показатель в разы выше чем у разрабатываемых ядерных двигателей.
Однако обратной стороной такой высокой скорости движения является сложность торможения. Инженеры говорят, что для замедления корабля потребуется применение в атмосфере Марса рискованного маневра аэрозахвата, либо размещение на поверхности планеты аналогичных лазерных излучателей, которые будут использоваться для создания обратной тяги по мере приближения к орбите.
В прошлом году ученые также сообщили о тестировании плазменной ракеты Vasimr VX-200SS, которая сможет разгоняться до 198 000 км/ч.
текст: Илья Бауэр, фото: Creative Commons