Inženjeri u Laboratoriji za primenjenu fiziku Univerziteta Džons Hopkins rade na prototipu rakete koja bi jednog dana mogla da služi za svemirske letelice koje žele da napuste Sunčev sistem. Ubrzanje za međuzvezdani let bi dobile od gravitacione i toplotne energije Sunca. Sunce bi bila praćka koja bi izbacila raketu na dalek put.

Naučnici su smisli motor koji bi koristio energiju Sunca

Za razliku od tradicionalnog motora koji je postavljen na zadnji kraj rakete, eksperimentalni motor na solarni pogon ima oblik ravnog štita napravljenog od crne karbonske pene. Motor bi služio kao toplotni štit, štiteći sondu od snažnog sunčevog zračenja, a kalemovi ispunjeni vodonikom bi primali toplotu od Sunca. Vodonik bi se zagrevao i pod pritiskom od zagrevanja bi davao potisak tako da bi se postigla tri puta veća efikasnost od konvencionalnih raketnih motora.

Jason Benkoski, naučnik za materijale u Laboratoriji primenjene fizike (APL) i njegove kolege iz APL-a i Nase nedavno su oglasili svoj dizajn na internetu na 3. godišnjoj radionici posvećenoj međuzvezdanim sondama. „Sa stanovišta fizike, teško mi je da zamislim bilo šta što će pobediti solarno-toplotni pogon u pogledu efikasnosti“, rekao je Jason Benkoski, naučnik za materijale u Laboratoriji primenjene fizike (APL).

NASA je 2019. godine udružila se sa APL-om kako bi započela svoju studiju međuzvezdane sonde. Studija će odrediti misije za sledeću deceniju za proučavanje svemira izvan sfere uticaja našeg sunca. Nije u potpunosti jasno gde se Sunčev sistem završava i gde počinje međuzvezdani prostor. Jedan od mernih pokazatelja smatra se granica iza koje magnetno polje Sunca i solarni vetrovi koji čine heliosferu više ne mogu biti detektovani. Tu granicu naučnici nazivaju heliopauza.

APL traži sondu koja može otići tri puta dalje od najudaljenijih delova heliosfere za manje od dve decenije. Da bismo to razumeli, pogledajmo trenutno važećeg rekordera najudaljenije pređene distance.

2012. godine svemirska letelica Voyager 1 postala je prvi objekat koji je čovek stvorio i napustio granice Sunčevog sistema. Nakon lansiranja iz Nasinog svemirskog centra Kennedi 1977. godine na raketi Titan III, svemirska sonda krenula je na dvogodišnje putovanje do Jupitera, gde ju je gasni giganta gravitacionim manevrom ubrzao. Put je nastavila do Saturna, Urana i Neptuna.

Do danas, skoro četiri decenije od lansiranja, Voyagera 1 nalazi se na skoro 23 milijardi kilometra od Zemlje i putuje brzinom od 61.000 kilometara na sat (km/h). Tim iz APL-a želi da obori ovaj rekord sa letilicom na sunčev pogon koja bi dosegla briznu od 320.000 km/h.

Nasina solarna sonda Parker će 2025. god. prići najbliže Suncu. Prići će na 6,4 miliona km od sunčeve površine, dosežući brzinu od 640.000 km/h i biće izložen temperaturi do 1400 stepeni Celzijusa. Za zaštitu od toplote sonda ima štit debljine 11 cm od kompozitnog ugljenika.

Analiza toplotnog štita za vreme Obertovg manevra prolaska pored Sunca

Da bi to izvela, svemirska letelica prvo će morati da izvede Obertov manevar na samo 1.600.000 km od vatrene površine Sunca. Smišljen od jednog od osnivača moderne raketne tehnike, Hermann Oberth, manevar koristi gravitaciono privlačenje nebeskog tela uz korišćenjem motora svemirske letelice da bi dodatno ubrzao pad u gravitacioni bunar. Letelca će ubrzati od oko 48.000 km/h na sat na oko 320.000 km/h jednim prilaskom Suncu.

Bliskim prilaskom Suncu sonda treba da izdrži temperaturu od oko 2.500 stepeni tokom 2,5 sata trajanja Obertovog manevra. NASA je u potrazi za novim materijalima kojim bi obložila i zaštitila letelicu. Vodonik koji teče kroz toplotni štit bi delovao kao hladnjak tako što će oduzimati toplotu koja će zagrevati pogonsko gorivo.

„Želimo da napravimo svemirsku letelicu koja će ići brže i dalje, i koja će se približiti Suncu bliže nego ikad“, rekao je Benkoski za časopis Wired. „To je najteža stvar koja se može učiniti.“

Benksoski i njegove kolege iz APL planiraju da sledeće godine podnesu izveštaj o nalazima eksperimentalnog dizajna rakete.

Izvor:

https://www.wired.com/story/a-solar-powered-rocket-might-be-our-ticket-to-interstellar-space/