1973-ban a British Interplanetary Society - az első és legrégebbi szervezet, amelynek kizárólag az űrkutatás, az űrhajózás fejlesztése és támogatása állt - ambiciózus ötéves projektet indított, hogy megtalálja és megteremtse a csillagközi utazás legígéretesebb pilóta nélküli űrhajójának kialakítását. A javasolt megoldások közül az első a "Daedalus" volt. Ez a terv még ambiciózusabbnak tűnt, és azt tűzte ki célul, hogy a közeljövőben alkalmazott technológiák felhasználásával lehetőségeket keressen a különféle csillagok számára a legénységgel történő utazáshoz.
Termonukleáris gyorsulás
Hogyan lehet elérni a szükséges sebességet, elegendő mennyiségű energiát halmozni és ugyanakkor nem áztatni az űrhajót és a fedélzeten lévő embereket a földre? A feladatok nyilvánvalóan nem könnyűek. A Daedalus projekt csapata megoldást talált a rövid távú nukleáris gyorsítás használatára, amely leküzdené az ilyen nehézségeket. A javasolt rendszer így működött: az űrhajó mögött található parabolikus mágneses mezőkben kismértékű termo-nukleáris robbanások keletkeznek, amelyek energiája a lehető legnagyobb hatékonysággal gyorsítja az űrhajót.
Természetesen a csillagközi közötti utazás megvalósításához először kitalálnia kell, hogyan gyorsítson fel az űrhajót másodpercenként több mint 10 000 kilométer sebességre. De ez csak a probléma egy része. A második kérdés az, hogy ebben az esetben ki fogja irányítani a hajót? A lehetséges megoldásként megfontolták a független autopilot rendszer alkalmazásának lehetőségét. Javasolták a hélium-3 izotóp felhasználását a reaktorok üzemanyagaként, amely Jupiter atmoszférában vagy közvetlenül a Hold felszínén termelődik.
Végül az 1978. évi záró jelentés hangosan kijelentette, hogy a csillagközi utazás valóban lehetséges, de a mérnökök soha nem kezdték el dolgozni a működő prototípust.
Ennek ellenére korai lenne a Daedalus projektet csőálmának hívni. Számos jelentés szerint a modern űrügynökségek és egyetemek szerte a világon továbbra is tanulmányozzák az atomenergia mint űrhajók hajtóereje felhasználásának ötleteit, amelyeket a Daedalus projekt több mint 30 évvel ezelőtt kidolgozott.
Promóciós videó:
"Icarus" projekt
A Brit Interplanetary Society és a Tau Zero Alapítvány tagjai 2009-ben elindították az Icarus projektet, amelynek célja az, hogy elméletileg felmérje annak a megvalósíthatóságát, hogy egy űrhajót termikus nukleáris motorral hozzanak létre csillagközi utazáshoz. Ezt követően a munka eredményei átadhatnak egy pilóta nélküli űrmisszió tervezéséhez.
Több mint 20 tudós és mérnök vett részt a projektben. Feladatuk az volt, hogy megkíséreljék megtervezni egy olyan hajtómű-rendszert, amely termikus nukleáris reakción alapul és képes hajót felgyorsítani a fénysebesség 10-20% -ára. Valójában az "Icarus" a "Daedalus" projekten alapult, később azonban az "Icarus" önálló projektgé vált, amelyben az "Daedalus" elemek nagyon csekély mértékű kölcsönbe kerültek. Az Icarust 2014-ben tervezték elkészíteni, de a munka továbbra is folyamatban van. A szervezők jelenleg önkénteseket keresnek a kitöltéséhez.
Könnyű vitorla
A Planetary Society elindította a LightSail nevû projektet annak érdekében, hogy feltárja egy olyan ûrhajó fejlesztésének lehetõségét, amelyet teljes egészében napenergiával hajtanak végre, és amelyet kizárólag a napfény gyorsít fel. A LightSail 1 program 2015-ös több sikertelen kísérlete után továbbra is sikerült befejezni egy tesztfutást és telepíteni a napelemes vitorlát. A napvédő vitorla új változatát, a LightSail 2-t úgy tervezték, hogy 2018-ban egy SpaceX Falcon Heavy rakéta segítségével induljon a Föld pályájára.
A napvédő vitorlák meghajtóként történő alkalmazásának fogalma messze nem új. Még az első fotonok felfedezésekor az olyan csillagászok, mint Johannes Kepler, már az 1600-as években elkezdtek álmodozni és elméletbe állítani a napenergia összegyűjtésének és annak impulzussá való átalakításának lehetőségéről, hogy egy másik objektumot felgyorsítsanak.
A modern tudósok nem veszítették el ezt a vágyat. Vegyük Stephen Hawking és az Áttörés Starshot projektjét. Nemrégiben tett norvég látogatása során Hawking beszélt arról, hogy egy kis űrszonda miként képes "lóháton fénysugáron haladni" körülbelül 160 millió kilométer per óra sebességgel. Természetesen, mint minden ambiciózus projektnél, a Breakthrough Starshot-nak először is ugyanolyan ambiciózus problémákat kell legyőznie, mielőtt bármi működni tudna.
A Bassard csillagközi rotoros motorja
Robert Bassard az amerikai fizikus 1960-ban bemutatta egy csillagközi űrhajó fogalmát, amely hihetetlen sebességgel képes haladni. Ez egy olyan rendszeren alapul, amely képes felfogni a csillagközi közeg anyagát (hidrogén és por), és üzemanyagként felhasználni az űrhajó hőmagmag-motorjában.
Bassard számításai szerint a motor működéséhez közel 10 000 négyzetkilométer nagyságú csillagközi anyagot kell bevenni. Ehhez viszont hatalmas átmérőjű és rendkívül nagy térerősségű elektromágneses (elektrosztatikus ionos) gyűjtő gyűjtőt kell használni. A további elemzés azonban kimutatta, hogy a begyűjtött anyag tömege ebben az esetben továbbra is olyan alacsony, hogy megkérdőjelezi a rendszer hatékonyságát.
Antianyag rakéták
A hidrogén izotópok felhasználása a nukleáris reakció megindításához és a csillagközi mozgáshoz szükséges tolóerő előállításához cső álommá vált. Az antianyagon alapuló rakétafokozókat választották új fejlõdési iránynak, ahol a rendes anyag és az antianyag kölcsönhatása mindkettõt megsemmisíti, és kolosszális energiaszintet hoz létre.
Ha elképzeljük annak lehetőségét, hogy hatalmas mennyiségű energiát szabadon engedjen el, akkor az ütköző atomok kölcsönös megsemmisítéséből származó generált energiarobbanás működő folyadékként használható fel az űrhajó mozgására. Még mindig távol vagyunk attól, hogy valós körülmények között elvégezzük az ilyen teszteket.
Ezenkívül az antianyag használata rakétamotorok tüzelőanyagaként számos korlátozást fog feltenni: először, a reakció hihetetlenül magas szintű gamma-sugárzást eredményez; másodszor, nehéz beszerezni megfelelő mennyiségű antianyagot; harmadszor: a hasznos teher mennyisége, amelyet magával vihet, nagyon korlátozott lesz.
Ennek ellenére a NASA Fejlett Koncepció Fejlesztési Intézete beruházott egy olyan antimaterikus űrhajó valószínűségének tanulmányozására, amely legalább az első fent említett problémától mentes lesz. A kutatók szerint, ha pozitronokat (elektronok részecskéit) használunk az antianyag fõ elemeként, akkor a gammasugarak energiaindexe sokkal alacsonyabb lesz.
Egy másik tanulmány a lista második problémájával foglalkozik úgynevezett antianyagvitorla segítségével. Ennek a koncepciónak a alkotója Gerald Jackson, a Fermilab volt fizikusa. Jackson javaslatot tett egy Kickstarter adománygyűjtő kampányra. Körülbelül 200 000 dollárba került a működő prototípus felépítése és tesztelése. Ennek a technológiának a tényleges megvalósítása és megvalósítása természetesen sokkal magasabb pénzügyi költségeket igényel.
IXS ENTERPRISE űrhajó fogalma
A NASA repülőgép-ügynöksége 2016-ban javaslatot tett egy „startrec-szerű” űrhajó saját változatára, azzal a lehetőséggel, hogy a lánc gyorsuljon. A bemutatott fényképeken könnyen megtekintheti a USS Enterprise részleteit a kultikus MCU-ban. A koncepció alkotója, Mark Rodmaker a The Washington Post interjújában osztotta meg, hogy e munka célja az volt, hogy ösztönözze a fiatalokat az űrhajómérnök karrierjére.
A projekt elképzelése szerint a IXS Enterprise nem az atomreagálással és az antisztatikumokkal mozog az űrben, hanem egy láncfonattal hajt. A hajó körüli nagy gyűrű alakú struktúrák „láncbuborékot” hoznak létre, amely csökkenti a láncmeghajtás működéséhez szükséges energiamennyiséget.
Nikolay Khizhnyak