تكنولوجيا القذائف في المستقبل سوف تكون قادرة على تقديم البشر إلى المريخ

6 فبراير سبيس اكس التاريخ من خلال إطلاق صاروخ فالكون الثقيلة من كيب كانافيرال في ولاية فلوريدا. اليوم هو أكبر و أقوى صاروخ في العالم. ايلون موسك ، الشهيرة على مستوى العالم التنفيذي لشركة الفضاء الشركة تخطط لبناء صاروخ في نهاية المطاف . ممكن. فالكون الثقيلة — 70-القدم أعجوبة هندسية قادرة على نقل البضائع تصل إلى 64 طنا إلى مدار منخفض حول الأرض. فقط الأسطوري "ساتورن 5" الصواريخ التي أرسلت نيل أرمسترونغ على سطح القمر في 60 و 70 كانت أكبر وأكثر سمكا. لكن تلك الأيام ولت منذ زمن طويل. غير أن كلا من الصواريخ تعتمد على الوقود السائل.

رحلة إلى المريخ في نهاية واحدة التقليدية باستخدام الصواريخ الكيميائية يمكن أن يستغرق فترة تصل إلى تسعة أشهر. الطاقم البشري سوف تضطر إلى قضاء وقت طويل تعرضوا للإشعاع وغيرها من المخاطر. هذا هو واحد من الأسباب لماذا ناسا ووكالات الفضاء الأخرى فضلا عن الجامعات والقطاع الخاص تحاول تطوير مختلف أنواع أخرى من القذائف التكنولوجيا.

التوجه البلازما المحرك

الرائدة بديلة للقيام برحلة إلى المريخ يعتبر الجر الكهربائية. في 2015, ناسا الإشارة إلى ثلاثة بدء التشغيل لتطوير أنظمة الطاقة الكهربائية الشمسية (سبتمبر) الذي حصل على منحة لمدة ثلاث سنوات في إطار الوكالة الفضائية القادمة تقنيات استكشاف الشراكات.

NextSTEP هو مجرد ترس في المدى الطويل جدا من ناسا تطوير محطة الفضاء القريب من القمر الذي سيكون بمثابة نقطة عبور للسفر إلى الكوكب الأحمر. الآن يكاد الخيال العلمي في أفضل تقاليد من آرثر سي كلارك ، ولكن النظام SEP بالفعل حقيقية تماما ، وإن لم يكن ذلك كبيرة.

ثلاث الشركات التي حصلت على عقود إعلانية أسترا الصواريخ الشركة ، Aerojet Rocketdyne و MSNW على تطوير مختلف أيون أو البلازما محركات.

بدلا من تهب الغازات أثناء عملية الاحتراق التي تنتج دفعة من الصواريخ الكيميائية ، أيون الدفاعات استخدام القوة لتحريك الكائن تأين غاز خامل مثل زينون أو الهيدروجين و الشحنة الكهربائية. انه يقرع الإلكترونات من الذرات ، وخلق أيونات موجبة الشحنة. والنتيجة هو غاز يتكون من أيونات موجبة و سالبة الإلكترونات — وبعبارة أخرى, البلازما. المجالات الكهربائية والمغناطيسية مزيد من المساعدة إلى دليل البلازما في الاتجاه الصحيح لتوفير قوة الدفع.

البلازما منفصل الدولة الرابعة من المسألة ، إلى جانب الصلبة والسائلة والغازية. المثال الأكثر لفتا البلازما هي مركز مجموعتنا الشمسية, الشمس. ومع ذلك, في الطبيعة, في الأرض, البلازما هو أمر شائع جدا: انها الترباس ، المعروفة "البلازما" أجهزة التلفاز.

الفيزياء أيونات

أيون محركات أيضا منذ فترة طويلة تستخدم في الأقمار الصناعية وحتى في الفضاء السحيق. في عام 2015 ، على سبيل المثال ، أيون محركات جلب ناسا الفجر إلى مدار الكوكب القزم سيريس تقع في حزام الكويكبات بين مداري المريخ والمشتري.

أيون محركات هناك عيب واحد ، وهي ليست الصاروخ فالكون الثقيلة: أنهم غير قادرين على الفور يسرع إلى ترك الجاذبية من الأرض. ولكن هم أكثر كفاءة في فراغ الفضاء. المركبة الفضائية مع أيون محركات يمكن أن تصل إلى سرعات باستمرار ، وبالتالي يمكن تحقيق زيادة السرعة, لا تتوفر الكيميائية التقليدية محركات. على سبيل المثال, مكوك الفضاء يمكن أن تصل إلى سرعات من 30 000 كم/ساعة الفضائية مدفوعة من قبل قوة من الأيونات ، من الناحية النظرية ، يمكن أن يقلل من خلال الفضاء بسرعة تزيد على 340 000 كم/ساعة.

رائد الفضاء السابق فرانكلين تشانغ دياز الذي يوجه الإعلان أسترا, قال نظريا يمكن أن تطلق الجهاز إلى المريخ بحيث تصل على كوكب الأرض في 40 يوما. فكرة الصاروخ VASIMR التي وضعتها الإعلان أسترا, جاء له في عام 1980.

منذ وقت ليس ببعيد ، وقد أثبتت الشركة أن VASIMR المحرك يمكن أن تنتج 100 كيلو واط من الطاقة لمدة 100 ساعة متواصلة. الخطوة التالية ستكون المحرك لإنتاج البلازما الكرة الساخنة مثل الشمس ، والحفاظ عليه لمدة 100 ساعة متواصلة. Aerojet Rocketdyne أيضا عن الاستعداد للمرحلة المقبلة من 100 ساعة اختبار المحرك قاعة أخرى نوع المحرك على أساس البلازما. أفضل على الحديث المحرك الأيوني على بعد 5 كيلو واط.

وفي الوقت نفسه MSNW يستكشف مختلف النماذج الحرارية الصواريخ التي يمكن أن يلقي البلازما التي تنتجها تركيب مزيج من نظائر الهيدروجين و الهيليوم و الحرارة على التردد المنخفض موجات الراديو. هذه العملية بتحويل جزء من كتلة ذرات إلى طاقة. الكثير من الطاقة.

من فراغ

لا يتفوق عليها ، وكالة الفضاء الأوروبية بتطوير المحرك الأيوني ، والتي يمكن أن تأكل حرفيا الهواء. الهواء المحرك يمتص جزيء على حافة الغلاف الجوي للكوكب ، إلى حد كبير مما يلغي الحاجة لنقل الوقود والغاز ، مثل زينون.

على الرغم من أن هذه التكنولوجيا قد لا يكون من المفيد أن المركبة الفضائية في قطارات المسافات الطويلة, هو مدعوم من الأقمار الصناعية في مدار منخفض حول الأرض أو حتى على كواكب أخرى مثل المريخ, حيث يمكنك أن تمتص الغازات وتحويلها إلى وقود.

التثبيت وقد تم اختبارها في فراغ الغرفة في إيطاليا ، حيث محاكاة البيئة على ارتفاع أكثر من 500 كيلومتر.

يتعارض مع قوانين الطبيعة

الطاقة الكهربائية وحدة ، وهو يأخذ الهواء وتحويله إلى وقود قد تبدو زائدة عن الحاجة وجه آخر مساحة المحرك الذي لا يزال النظرية الكهرومغناطيسية نظام الدفع التي لا تستخدم أي وقود على الإطلاق. هذا هو EmDrive المحرك المقترحة من قبل علماء من وكالة ناسا. فإنه يخلق التوجهعملية كذاب ميكروويف في دائرة مغلقة. من الناحية النظرية هذا المحرك سوف تكون قادرة على تسليم الصواريخ إلى المريخ في غضون شهرين. إن لم يكن الواقع المؤسف أنه ينتهك قوانين الطبيعة. على وجه الخصوص ، EmDrive ينتهك القانون الثالث من الميكانيكا الكلاسيكية إسحاق نيوتن الذي ينص على أن لكل فعل هناك رد فعل معاكس ومساو له.

والسؤال هو ما إذا كان EmDrive تصبح تذكرة إلى المريخ ، لا تزال لا يمكن العثور على إجابة واضحة.

ليست من هذا العالم

آخر فكرة غير عادية ، ينطبق على الفضاء محركات جاء من كولورادو بدء التشغيل الهروب حيوية. ويقترح استخدام تكنولوجيا الميكروويف التوجه.

ويستند المشروع على التأثير الخارجي على الكهرومغناطيسي الحركية المركبة الفضائية في شكل أجهزة ميكروويف. الميكروويف شعاع سوف تساهم في تدفئة من على متن الطائرة وقود الهيدروجين, ثم سوف تنبعث وإنتاج التوجه. في وقت مبكر النموذج واعدة جدا ، لكن الشركة اضطرت إلى وقف الاختبار في عام 2015 ، عند جمع ما يكفي من الأموال لمواصلة التنمية.

الصواريخ — ليس هذا

في العام المقبل يصادف الذكرى ال50 التاريخية الهبوط على سطح القمر ، عند رجل واحد جعل قفزة عملاقة للبشرية. لاتخاذ الخطوة التالية في النظام الشمسي سوف تتطلب ضخمة قفزة تكنولوجية في علم الصواريخ. اليوم قد يبدو لا يصدق أن الرجل سوف تذهب إلى المريخ ، ولكن من دون شك يأتي لتمرير.

كما كتب آرثر سي كلارك "الطريقة الوحيدة لمعرفة حدود الممكن هو أن يذهب أبعد منها إلى المستحيل."