Un truc de „zburare dinamică” ar putea accelera navele spațiale în spațiul interstelar
Navigarea către stele la scara vieților umane ar putea fi o chestiune de alegere a tipului potrivit de vânt.
Cercetătorii de la Universitatea McGill din Canada și Fundația Tau Zero din Statele Unite au venit cu o nouă modalitate de a traversa distanțele extraordinare ale spațiului interstelar, folosind mult nimic și o strop de inspirație pentru păsări marine.
Una dintre cele mai promițătoare soluții pentru călătoriile în spațiu de până acum folosește spectrul luminii stelelor de la Soare. Deși impactul lor este mic, numărul lor și vitezele mari fac din fotoni o sursă intrigantă de energie pentru acumularea vitezei mari necesare pentru a traversa ani lumină de vid într-un timp scurt.
Inovațiile în tehnologia velelor solare au progresat considerabil de-a lungul anilor, cu modele care urmează a fi testate în mediile dure ale sistemului nostru solar interior.
Deși funcționale, pânzele solare au toate un lucru în comun: pânza în sine. Pânzele solare trebuie să se întindă pe câțiva metri pentru a capta fotonii necesari propulsării unei mașini.
De asemenea, au nevoie de forma și materialul potrivit pentru a transforma impulsul mic al fiecărui foton în mișcare. Și trebuie să distribuie căldura suficient de bine pentru a nu se deforma și rupe.
Nu este doar un puzzle din știința materialelor; toate aceste cerințe adaugă volum. Chiar și folosind cele mai ușoare materiale cunoscute, cele mai rapide viteze pe care le-am putea atinge folosind radiația de la Soarele nostru ar fi putin peste 2% viteza luminii, ceea ce înseamnă că o călătorie la cea mai apropiată stea ar dura încă câteva secole.
Inutil să spun că navigarea către stele ar fi mult mai ușoară dacă am renunța la pânzele.
Din fericire, un alt tip de furtună suflă de pe suprafața solară, acesta nu format din fotoni, ci dintr-o plasmă de ioni biciuită în frenezie de către pocnirea și trosnirea câmpurilor magnetice ale Soarelui.
Deși există mult mai puțini electroni și protoni de mare viteză de la Soare decât fotoni, masele lor încărcate sunt mai puternice.
Astfel de particule ar fi, în general, o problemă pentru pânzele tipice, transmițându-și sarcinile la suprafața materialului, cum ar fi electricitatea statică pe un pulover de lână în timpul iernii, creând rezistență și schimbând forma pânzei.
Totuși, așa cum știe oricine care a încercat vreodată să unească polii magneților, un câmp electromagnetic poate oferi rezistență fără a necesita o suprafață solidă mare.
Și așa la revedere material strălucitor și salut supraconductor. Un cablu de câțiva metri lungime ar putea, teoretic, să producă un câmp suficient de mare pentru a devia vântul încărcat de la Soare pe o scară de la zeci până la sute de kilometri.
Sistemul ar acționa mai degrabă ca o parașută magnetică, condusă de un flux de particule care se mișcă la viteze apropiate de 700 de kilometri (aproximativ 430 de mile) pe secundă, sau puțin sub un sfert la sută din viteza luminii.
Asta nu este rău, dar așa cum știu păsările precum albatrosulvânturile nu stabilesc limite de viteză atunci când vine vorba de zborul înalt.
Intrând și ieșind din masele de aer care se mișcă la viteze diferite, păsările marine pot prelua energie dintr-un vânt în contra, folosind ceea ce se numește zbor dinamic ia viteză înainte de a-și relua traiectoria inițială.
Folosind un truc similar în „vântul în fața” șocului de terminare – o zonă turbulentă vânturi stelare contrastante folosite de astronomi pentru a defini marginea sistemului nostru solar – o pânză magnetică ar putea depăși vitezele vântului solar, aducând-o potențial la îndemâna pânzelor solare bazate exclusiv pe radiație.
În timp ce tehnologia poate să nu pară inițial mult mai rapidă decât metoda „tradițională” a velei solare, alte forme de turbulență la marginile spațiului interstelar ar putea oferi un impuls mai mare.
Chiar și fără un mic impuls de la creșterea dinamică, tehnologia fezabilă pe bază de plasmă ar putea pune în jur sateliți cub-sat. Jupiter în luni mai degrabă decât în ani.
Ca și în zilele de navigație de altădată, există multe modalități de a profita de curenții care curg prin imensitatea spațiului.
Și totuși, păsările marine ne arată drumul.
Această cercetare a fost publicată în Frontierele tehnologiilor spațiale.