1973 startete die British Interplanetary Society - die erste und älteste Organisation, die sich ausschließlich der Erforschung des Weltraums, der Entwicklung und Unterstützung der Astronautik widmet - ein ehrgeiziges Fünfjahresprojekt, um das vielversprechendste Design für ein unbemanntes Raumschiff für interstellare Reisen zu finden und zu entwickeln. Die erste der vorgeschlagenen Lösungen war "Daedalus". Dieser Plan sah noch ehrgeiziger aus und setzte das Hauptziel, Möglichkeiten für bemannte Reisen zu verschiedenen Sternen zu finden, um Technologien der nahen Zukunft einzusetzen.
Thermonukleare Beschleunigung
Wie erreicht man die erforderliche Geschwindigkeit, sammelt ausreichend Energie und verbrennt gleichzeitig das Raumschiff und die an Bord befindlichen Personen nicht zu Boden? Die Aufgaben sind eindeutig nicht einfach. Das Daedalus-Projektteam hat eine Lösung für die kurzfristige nukleare Beschleunigung gefunden, mit der solche Schwierigkeiten überwunden werden können. Das vorgeschlagene System funktionierte folgendermaßen: Innerhalb der parabolischen Magnetfelder hinter dem Raumfahrzeug werden kleine thermonukleare Explosionen erzeugt, deren Energie das Raumfahrzeug mit dem höchstmöglichen Wirkungsgrad beschleunigt.
Um interstellare Reisen zu implementieren, müssen Sie zunächst herausfinden, wie Sie das Raumschiff auf eine Geschwindigkeit von über 10.000 Kilometern pro Sekunde beschleunigen können. Dies ist jedoch nur ein Teil des Problems. Die zweite Frage ist, wer in diesem Fall das Schiff kontrollieren wird. Die Möglichkeit der Verwendung eines unabhängigen Autopilotsystems wurde als mögliche Lösung in Betracht gezogen. Es wurde vorgeschlagen, das Isotop Helium-3 als Brennstoff für die Reaktoren zu verwenden, die in der Atmosphäre des Jupiter oder direkt auf der Oberfläche des Mondes erzeugt werden können.
Letztendlich wurde im Abschlussbericht von 1978 lautstark verkündet, dass interstellares Reisen tatsächlich möglich sei, aber die Ingenieure begannen nie mit dem Bau eines funktionierenden Prototyps.
Dennoch wäre es verfrüht, das Daedalus-Projekt als Wunschtraum zu bezeichnen. Zahlreiche Berichte weisen darauf hin, dass moderne Weltraumagenturen und Universitäten auf der ganzen Welt weiterhin die Ideen untersuchen, die Kernenergie als treibende Kraft für Raumfahrzeuge zu nutzen, die vor mehr als 30 Jahren vom Daedalus-Projekt festgelegt wurden.
Werbevideo:
Projekt "Ikarus"
Mitglieder der British Interplanetary Society und der Tau Zero Foundation haben 2009 das Icarus-Projekt ins Leben gerufen. Ziel ist es, theoretisch die Machbarkeit der Schaffung eines Raumfahrzeugs mit einem thermonuklearen Motor für interstellare Reisen zu bewerten. Anschließend können die Ergebnisse der Arbeit in die Gestaltung einer unbemannten Weltraummission übergehen.
Mehr als 20 Wissenschaftler und Ingenieure nahmen an dem Projekt teil. Ihre Aufgabe war es, ein Antriebssystem zu entwickeln, das auf einer thermonuklearen Reaktion basiert und ein Schiff auf 10 bis 20% der Lichtgeschwindigkeit beschleunigen kann. Tatsächlich basierte der "Ikarus" auf dem "Daedalus" -Projekt, aber später sollte "Ikarus" ein eigenständiges Projekt werden, bei dem die "Daedalus" -Elemente nur in sehr geringem Maße übernommen wurden. Ikarus sollte 2014 fertiggestellt werden, die Arbeiten dauern jedoch noch an. Die Organisatoren suchen derzeit nach Freiwilligen, um dies zu vervollständigen.
Leichtes Segel
Die Planetary Society hat ein Projekt namens LightSail gestartet, um die Möglichkeit zu untersuchen, ein Raumschiff zu entwickeln, das vollständig mit Sonnenenergie betrieben und ausschließlich durch Sonnenlicht beschleunigt wird. Nach mehreren erfolglosen Versuchen des LightSail 1-Programms im Jahr 2015 war es weiterhin möglich, einen Testlauf erfolgreich abzuschließen und das Sonnensegel einzusetzen. Eine neue Variante des Sonnensegels, LightSail 2, soll 2018 mit einer SpaceX Falcon Heavy-Rakete in die Erdumlaufbahn gebracht werden.
Das Konzept, ein Sonnensegel als Antriebssystem zu verwenden, ist alles andere als neu. Bereits mit der Entdeckung der ersten Photonen träumten und theoretisierten Astronomen wie Johannes Kepler bereits im 17. Jahrhundert von der Möglichkeit, Sonnenenergie zu sammeln und in Impulse umzuwandeln, um ein anderes Objekt mit Beschleunigung auszustatten.
Moderne Wissenschaftler haben diesen Wunsch nicht verloren. Nehmen Sie Stephen Hawking und sein Breakthrough Starshot-Projekt. Bei seinem jüngsten Besuch in Norwegen sprach Hawking darüber, wie eine kleine Raumsonde "mit einem Lichtstrahl zu Pferd" mit einer Geschwindigkeit von etwa 160 Millionen Stundenkilometern reisen kann. Natürlich muss Breakthrough Starshot wie jedes ehrgeizige Projekt zuerst ebenso ehrgeizige Probleme überwinden, bevor etwas klappen kann.
Bassards interstellares Ramjet-Triebwerk
1960 führte der amerikanische Physiker Robert Bassard das Konzept eines interstellaren Raumfahrzeugs ein, das sich mit unglaublichen Geschwindigkeiten fortbewegen kann. Es basiert auf einem System, das in der Lage ist, die Substanz des interstellaren Mediums (Wasserstoff und Staub) einzufangen und als Kraftstoff im thermonuklearen Motor des Raumfahrzeugs zu verwenden.
Nach Bassards Berechnungen wird der Motor für den Betrieb eine Aufnahme von interstellarer Materie aus einer Fläche von fast 10.000 Quadratkilometern benötigen. Dies erfordert wiederum die Verwendung eines elektromagnetischen (elektrostatisch ionischen) Sammelkollektors mit großem Durchmesser und extrem hoher Feldstärke. Eine weitere Analyse ergab jedoch, dass die Masse der gesammelten Substanz in diesem Fall immer noch so gering wäre, dass die Wirksamkeit des Systems in Frage gestellt würde.
Antimaterie-Raketen
Die Verwendung von Wasserstoffisotopen, um eine Kernreaktion zu befeuern und den notwendigen Schub für interstellare Reisen zu erzeugen, ist zu einem Wunschtraum geworden. Raketen-Booster auf der Basis von Antimaterie wurden als neue Entwicklungsrichtung gewählt, bei der die Wechselwirkung zwischen gewöhnlicher Materie und Antimaterie die Vernichtung beider bewirkt und ein kolossales Energieniveau erzeugt.
Wenn wir uns die Möglichkeit einer gerichteten Freisetzung einer großen Menge dieser Energie vorstellen, könnte die erzeugte Energieexplosion, die durch die gegenseitige Vernichtung kollidierender Atome verursacht wird, als Arbeitsmedium für die Bewegung des Raumfahrzeugs verwendet werden. Wir sind jedoch noch weit davon entfernt, solche Tests unter realen Bedingungen durchführen zu können.
Darüber hinaus wird die Verwendung von Antimaterie als Treibstoff für Raketentriebwerke eine Reihe von Einschränkungen auferlegen: Erstens wird die Reaktion eine unglaublich hohe Gammastrahlung erzeugen; zweitens ist es schwierig, eine ausreichende Menge Antimaterie zu erhalten; und drittens wird die Menge an Nutzlast, die Sie mitnehmen können, sehr begrenzt.
Dennoch hat das Advanced Concept Development Institute der NASA in Studien zur Wahrscheinlichkeit eines Antimaterie-Raumfahrzeugs investiert, bei dem zumindest das oben erwähnte erste Problem nicht auftritt. Laut den Forschern sind die Energieindizes von Gammastrahlen viel niedriger, wenn wir Positronen (Antiteilchen von Elektronen) als Hauptelement der Antimaterie verwenden.
Eine andere Studie befasst sich mit dem zweiten Problem auf der Liste, indem sie ein sogenanntes Antimateriesegel verwendet. Der Schöpfer dieses Konzepts ist Gerald Jackson, ein ehemaliger Physiker bei Fermilab. Jackson schlug eine Kickstarter-Spendenaktion vor. Der Bau und Test eines funktionierenden Prototyps dauerte etwa 200.000 US-Dollar. Der tatsächliche Umfang der Implementierung und Implementierung dieser Technologie erfordert jedoch natürlich viel höhere finanzielle Kosten.
IXS ENTERPRISE Raumfahrzeugkonzept
Die Luft- und Raumfahrtbehörde der NASA schlug 2016 eine eigene Version eines "startrec-ähnlichen" Raumfahrzeugs mit der Möglichkeit von Warp-Beschleunigungen vor. Auf den vorgestellten Fotos können Sie die Details der USS Enterprise von der Kult-MCU aus leicht erkennen. Der Konzeptentwickler Mark Rodmaker teilte in einem Interview mit der Washington Post mit, dass der Zweck dieses Jobs darin bestand, junge Menschen zu inspirieren, Karriere als Raumfahrzeugingenieur zu machen.
Nach dem Konzept dieses Projekts nutzt das IXS Enterprise keine Kernreaktion und Antimaterie, um sich im Weltraum zu bewegen, sondern einen Warp-Antrieb. Die großen ringförmigen Strukturen rund um das Schiff erzeugen eine „Warp-Blase“, die den Energiebedarf für den Betrieb des Warp-Antriebs verringert.
Nikolay Khizhnyak
