O.S.E.L. - Dostaneme velké sondy ke hvězdám na mikročásticovém paprsku?
 Dostaneme velké sondy ke hvězdám na mikročásticovém paprsku?
Projekt Pellet-Beam Propulsion for Breakthrough Space Exploration hodlá využít paprsek laserem urychlených mikročástic k pohonu kosmických sond. Paprsek mikročástic poháněný pozemním 10 MW laserem by měl dostat sondu o hmotnosti 1 tuny do vzdálenosti 500 AU od Slunce za méně než 20 let.

Pellet-Beam Propulsion for Breakthrough Space Exploration. Kredit: Artur Davoyan/University of California.
Pellet-Beam Propulsion for Breakthrough Space Exploration. Kredit: Artur Davoyan/University of California.

Je to jako za trest. Vesmír je tak lákavý. A tak hrozně daleko. Kolem nás jsou zajímavé světy, které toužíme prozkoumat nebo alespoň vidět. Nejdřív se k nim ale musíme dostat, což není tak jednoduché. Pokud nezkrotíme červí díry, budeme na cesty k okolním hvězdám nebo alespoň do hlubin Sluneční soustavy potřebovat hodně dobrý pohon a spoustu štěstí.

 

Týmy odborníků po celém světě pracují na nových, často velmi převratných pohonech, které by nás dostaly daleko od rodné planety. V NASA dělají například na jaderných-termálních či jaderných-elektrických pohonech (NTP/NEP), které by nás dostaly na Mars za 100 dní. Nebo možná už za 45. Číňané zase sní o sondě s jaderným pohonem, která by zvládla prozkoumat Neptun a jeho měsíc Triton.

 

Artur Davoyan. Kredit: UCLA.
Artur Davoyan. Kredit: UCLA.

Takové pohony by mohly fungovat zhruba v oblasti Sluneční soustavy s planetami. S lety ke hvězdám je to ale o poznání horší. Kosmické lodi s víceméně konvenčním pohonem by trvalo nejméně 19 tisíc let, než by doletěla k nejbližší hvězdě, čili k Proximě Centauri. To by byl samozřejmě úplně bláznivý podnik a nikdo to ani nezkusí.

 

Prokletím dosavadních vesmírných letů je Ciolkovského rovnice (Rocket Equation). Konvenční rakety a kosmické lodě pohání rozpínající se palivo. To palivo ale musí být na palubě, kam se ho nevejde příliš. To je doslova vražedné omezení rychlosti, na jakou lze urychlit sondy ve vesmíru. Jsou ale i jiné možnosti. Například udělat velmi, velmi nekonvenční pohon.

 

Pozoruhodný program Breakthrough Starshot od roku 2016 vyvíjí koncept mezihvězdných letů s flotilou maličkých světelných plachetnic Star Chip, které by poháněly mohutné pozemní lasery. Je to luxusní nápad, ale astronauty se v takovém případě stanou nejspíš želvušky a háďátka. Kromě toho lasery nedosáhnou nekonečně daleko a zaručeně spolykají ohromné množství energie, kterou bude nutné někde vzít.

 

Logo. Kredit: UCLA.
Logo. Kredit: UCLA.

Artur Davoyan z University of California, Los Angeles a jeho spolupracovníci navrhli podobný koncept mezihvězdného pohonu, který by ale měl dostat v rozumném čase k okolním hvězdám kosmické lodě o hmotnosti až 1 tuny. Projekt pohonu s mikročásticovým paprskem Pellet-Beam Propulsion for Breakthrough Space Exploration má ambici dostat loď o váze 1 tuny k našim ledovým obrům za méně 1 rok a na hranici Sluneční soustavy (500 AU) za méně než 20 let. Projekt se stal jedním ze 14 návrhů, které získaly financování v celkové výši 175 tisíc dolarů, v rámci programu NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC). Uvedená vzdálenost není náhodná, právě tam by bylo možné instalovat zařízení pro Sluneční gravitační čočku.

 

Pohon s mikročásticovým paprskem využívá k „roztlačení“ sondy namísto laserového paprsku proud mikroskopických částic, které jsou urychlené laserovými pulzy. Proud mikročástic se ve vesmíru nerozptýlí tak rychle jako laser, díky čemuž může pohánět mnohem větší a těžší sondy.

##seznam_reklama##

 

Mikročástice jsou mnohonásobně těžší než fotony (které mají sice nulovou hmotnost, ale díky částicové povaze světelnou plachtu rozpohybují), takže nesou mnohem více hybnosti. Zároveň jsou ale mikročástice natolik malé a lehké, že je může pohánět k sondě relativně „slabý“ laser. Davoyan a spol. odhadují, že k urychlení sondy o hmotnosti 1 tuny na rychlosti 30 AU ročně postačí 10 megawattový laserový paprsek. Doletíme na paprsku mikročástic ke hvězdám?

 

Video: 23 Artur Davoyan - Light sails for Interstellar Travel

 

Literatura

Universe Today 23. 1. 2023.


Autor: Stanislav Mihulka
Datum:28.01.2023