Hunter
Gyorsabb űrhajókat ígér a mágneses sugár-elv
Koncentrált plazmasugár repítheti az űrhajósokat a Marsra és vissza mindössze 90 nap alatt, állítják a NASA számára a koncepciót kifejlesztő kutatók. Az elképzelés gyorsabb űrutazást jelenthet a Naprendszeren belül
Egy töltéssel rendelkező részecskékből, azaz ionokból álló mágneses plazmasugár kilövése egy mágneses vitorlára rekord sebességgel lökheti előre az azzal ellátott űrhajót, osztotta meg kutatását az érdeklődőkkel Robert Winglee, a Washington Egyetem tudósa. A hajó hatalmas tolóerejét a vitorla és a sugár közötti taszítás mágneses erejének hasznosítása adja.
Elméletben az űrhajó egy Föld körül keringő űrállomásról startolna el. Az állomás egy rá erősített több tíz méter széles csővégről lőné ki a mágneses sugarat, ez lökné nagy sebességgel előre az űrhajót. Amint a hajó kellőképpen megközelíti a célját, egy második sugár - amit egy a Mars körül keringő állomásról lőnek ki - lelassítja. Egy hagyományos, éghető üzemanyaggal hajtott űrhajónak két évig tartana egy oda-vissza út a Marsra, tette hozzá Winglee. Ezzel szemben a mágneses sugár óránként több tízezer kilométeres sebességgel hajthatná a hajókat, lerövidítve az utazás időtartamát.
"A gyors odajutásnak hatalmas előnyei vannak" - mondta a NASA Fejlett Koncepciók Intézetének (NIAC) igazgatója, Robert Cassanova, mivel kevesebb élelmet és üzemanyagot emészt fel az utazás, így több erőforrás marad maga az expedíció számára. Az űrhajósok szintén jobb formában érik el a felszínt, hiszen minél tovább vannak a súlytalanság állapotában, annál jobban sorvadnak az izmok, nem is szólva az űrutazás során elszenvedett sugárzásról. "Ha szilárd anyagi támogatást élveznénk, akkor öt éven belül legalább egy próbautat tető alá tudnánk hozni" - mondta Winglee.
Egyetlen próbarepülés 1 millió dollárba kerülne, míg egy Mars utazáshoz milliárdokra lenne szükség, hiszen a szomszédos bolygóra is kell egy űrállomást építeni. Viszont ha egyszer már rendelkezésre állna az infrastruktúra, az emberiség elkezdhetne utazni a világűrben anélkül, hogy minden alkalommal új hajtóművet kellene terveznie.
A tervezet évekkel ezelőtt született meg, amikor Winglee egy alternatív módszer után kutatott a hosszú űrrepülésekhez. Ehhez a kutatáshoz fűződik a napszél hasznosítása is, melyben egy plazmabuborék, avagy vitorla felfújásával taszítja a napszél mágneses mezejét, és így előre halad. Ez szükségtelenné teszi összetett mechanikus vitorlák kibontását a napszél fotonjainak meglovagolásához, amit korábban már teszteltek is. Winglee ezt az űrrepülő rendszert mini-magnetoszferikus plazmameghajtásnak, röviden M2P2-nek nevezte el.
A gondot azonban az jelentette, hogy mivel a napszél egy irányba áramlik, így nehézségekbe ütközne a visszaút, például a Mars irányából a Földre. Winglee megépített egy eszközt, az úgynevezett High Power Helicont (HPH), ami egy a vitorlára összpontosítható ionsugarat hoz létre, így kormányozhatóvá válik a hajó. "Az erőnk abban rejlik, hogy már rendelkezünk az irányíthatósággal" - mondta Winglee. 60 kilowattjával a HPH az egyik legerősebb plazmagenerátor a világon.
Winglee sugárhajtása nem az egyetlen lehetséges alternatíva az űrutazásra. Biztatónak tűnnek az űrhajóra szerelt nukleáris reaktorok is. "A sugárelv még gyermekcipőben jár" - tette hozzá Cassanova. A sugárhajtás legnagyobb nehézségét a fókuszáltság nagy távolságokon át történő megtartása jelenti, vélekedett John Slough, Winglee munkatársa. "Még csak néhány méterig teszteltük" - mondta Slough. "Hogy tartható lesz-e hosszú távokon át, azt csak akkor tudhatjuk meg, ha kipróbáltuk."
Kapcsolodó letöltések: A HPH működése argonnal, 14 megabájt
Az M2P2 demonstrációja; 1 newtonos plazma elhajlítása kevesebb, mint 1 kW teljesítménnyel
Animáció a mini M2P2 használatáról - a mágneses mezőbe zárt ionizált gáz hasonlóképp működne, mint a hőlégballon, és a 350-800 km/s-mal száguldó napszél ereje gyorsítaná
Egy töltéssel rendelkező részecskékből, azaz ionokból álló mágneses plazmasugár kilövése egy mágneses vitorlára rekord sebességgel lökheti előre az azzal ellátott űrhajót, osztotta meg kutatását az érdeklődőkkel Robert Winglee, a Washington Egyetem tudósa. A hajó hatalmas tolóerejét a vitorla és a sugár közötti taszítás mágneses erejének hasznosítása adja.
Elméletben az űrhajó egy Föld körül keringő űrállomásról startolna el. Az állomás egy rá erősített több tíz méter széles csővégről lőné ki a mágneses sugarat, ez lökné nagy sebességgel előre az űrhajót. Amint a hajó kellőképpen megközelíti a célját, egy második sugár - amit egy a Mars körül keringő állomásról lőnek ki - lelassítja. Egy hagyományos, éghető üzemanyaggal hajtott űrhajónak két évig tartana egy oda-vissza út a Marsra, tette hozzá Winglee. Ezzel szemben a mágneses sugár óránként több tízezer kilométeres sebességgel hajthatná a hajókat, lerövidítve az utazás időtartamát.
"A gyors odajutásnak hatalmas előnyei vannak" - mondta a NASA Fejlett Koncepciók Intézetének (NIAC) igazgatója, Robert Cassanova, mivel kevesebb élelmet és üzemanyagot emészt fel az utazás, így több erőforrás marad maga az expedíció számára. Az űrhajósok szintén jobb formában érik el a felszínt, hiszen minél tovább vannak a súlytalanság állapotában, annál jobban sorvadnak az izmok, nem is szólva az űrutazás során elszenvedett sugárzásról. "Ha szilárd anyagi támogatást élveznénk, akkor öt éven belül legalább egy próbautat tető alá tudnánk hozni" - mondta Winglee.
Egyetlen próbarepülés 1 millió dollárba kerülne, míg egy Mars utazáshoz milliárdokra lenne szükség, hiszen a szomszédos bolygóra is kell egy űrállomást építeni. Viszont ha egyszer már rendelkezésre állna az infrastruktúra, az emberiség elkezdhetne utazni a világűrben anélkül, hogy minden alkalommal új hajtóművet kellene terveznie.
A tervezet évekkel ezelőtt született meg, amikor Winglee egy alternatív módszer után kutatott a hosszú űrrepülésekhez. Ehhez a kutatáshoz fűződik a napszél hasznosítása is, melyben egy plazmabuborék, avagy vitorla felfújásával taszítja a napszél mágneses mezejét, és így előre halad. Ez szükségtelenné teszi összetett mechanikus vitorlák kibontását a napszél fotonjainak meglovagolásához, amit korábban már teszteltek is. Winglee ezt az űrrepülő rendszert mini-magnetoszferikus plazmameghajtásnak, röviden M2P2-nek nevezte el. A gondot azonban az jelentette, hogy mivel a napszél egy irányba áramlik, így nehézségekbe ütközne a visszaút, például a Mars irányából a Földre. Winglee megépített egy eszközt, az úgynevezett High Power Helicont (HPH), ami egy a vitorlára összpontosítható ionsugarat hoz létre, így kormányozhatóvá válik a hajó. "Az erőnk abban rejlik, hogy már rendelkezünk az irányíthatósággal" - mondta Winglee. 60 kilowattjával a HPH az egyik legerősebb plazmagenerátor a világon.
Winglee sugárhajtása nem az egyetlen lehetséges alternatíva az űrutazásra. Biztatónak tűnnek az űrhajóra szerelt nukleáris reaktorok is. "A sugárelv még gyermekcipőben jár" - tette hozzá Cassanova. A sugárhajtás legnagyobb nehézségét a fókuszáltság nagy távolságokon át történő megtartása jelenti, vélekedett John Slough, Winglee munkatársa. "Még csak néhány méterig teszteltük" - mondta Slough. "Hogy tartható lesz-e hosszú távokon át, azt csak akkor tudhatjuk meg, ha kipróbáltuk."
Kapcsolodó letöltések:
