Priestorové disky – cenovo dostupné a veľmi rýchle

V súčasnosti je najrýchlejším objektom vo vesmíre vypusteným človekom sonda Voyager, ktorá dokázala zrýchliť na 17 km/s pomocou gravitačných odpaľovačov Jupitera, Saturnu, Uránu a Neptúna. To je niekoľko tisíckrát pomalšie ako svetlo, ktorému trvá štyri roky, kým dosiahne hviezdu najbližšie k Slnku.

Vyššie uvedené porovnanie ukazuje, že pokiaľ ide o technológiu pohonu pri cestovaní do vesmíru, máme stále čo robiť, ak sa chceme dostať niekam za najbližšie telesá slnečnej sústavy. A tieto zdanlivo blízke cesty sú rozhodne príliš dlhé. 1500 dní letu na Mars a späť a ešte pri priaznivom usporiadaní planét neznie veľmi povzbudivo.

Pri dlhých cestách sa okrem príliš slabých pohonov vyskytujú aj ďalšie problémy, napríklad so zásobovaním, komunikáciou, energetickými zdrojmi. Solárne panely sa nenabíjajú, keď je slnko alebo iné hviezdy ďaleko. Jadrové reaktory fungujú na plný výkon len niekoľko rokov.

Aké sú možnosti a vyhliadky na vývoj technológie na zvýšenie a udelenie vyšších rýchlostí našej kozmickej lodi? Pozrime sa na už dostupné riešenia a tie, ktoré sú teoreticky a vedecky možné, aj keď sú stále skôr fantáziou.

Súčasnosť: chemické a iónové rakety

V súčasnosti sa stále vo veľkom využíva chemický pohon, napríklad rakety na kvapalný vodík a kyslík. Maximálna rýchlosť, ktorú je možné vďaka nim dosiahnuť, je približne 10 km/s. Ak by sme dokázali maximálne využiť gravitačné efekty v slnečnej sústave vrátane samotného slnka, loď s chemickým raketovým motorom by mohla dosiahnuť aj viac ako 100 km/s. Relatívne nižšia rýchlosť Voyageru je spôsobená tým, že jeho cieľom nebolo dosiahnuť maximálnu rýchlosť. Počas planetárnych gravitačných asistentov tiež nepoužíval „prídavné spaľovanie“ motorov.

Iónové trysky sú raketové motory, v ktorých sú nosným faktorom ióny zrýchlené v dôsledku elektromagnetickej interakcie. Je asi desaťkrát účinnejší ako chemické raketové motory. Práce na motore sa začali v polovici minulého storočia. V prvých verziách sa na pohon používali výpary ortuti. V súčasnosti je široko používaný vzácny plyn xenón.

Energia, ktorá uvoľňuje plyn z motora, pochádza z externého zdroja (solárne panely, reaktor, ktorý vyrába elektrinu). Atómy plynu sa menia na kladné ióny. Potom pod vplyvom elektrického alebo magnetického poľa zrýchľujú a dosahujú rýchlosť až 36 km/s.

Vysoká rýchlosť vypudzovaného činiteľa vedie k vysokej prítlačnej sile na jednotku hmotnosti vyvrhovanej látky. V dôsledku nízkeho výkonu napájacieho systému je však hmotnosť vymršteného nosiča malá, čo znižuje ťah rakety. Loď vybavená takýmto motorom sa pohybuje s miernym zrýchlením.

Pokračovanie článku nájdete v májovom čísle časopisu

VASIMR na plný výkon