Em 1973, a British Interplanetary Society - a primeira e mais antiga organização dedicada exclusivamente à exploração espacial, ao desenvolvimento e suporte da astronáutica - lançou um ambicioso projeto de cinco anos para encontrar e criar o projeto mais promissor para uma espaçonave não tripulada destinada a viagens interestelares. A primeira entre as soluções propostas foi "Daedalus". Este plano parecia ainda mais ambicioso e definiu o objetivo principal de encontrar oportunidades para viagens tripuladas a várias estrelas com o objetivo de usar tecnologias do futuro próximo.
Aceleração termonuclear
Como atingir a velocidade necessária, acumular energia suficiente e ao mesmo tempo não queimar a espaçonave e as pessoas a bordo até o solo? As tarefas claramente não são fáceis. A equipe do projeto Daedalus surgiu com uma solução para o uso de aceleração nuclear de curto prazo, que iria superar essas dificuldades. O sistema proposto funcionava assim: dentro dos campos magnéticos parabólicos localizados atrás da espaçonave, serão produzidas pequenas explosões termonucleares, cuja energia irá acelerar a espaçonave com o maior nível de eficiência possível.
Claro, para implementar a viagem interestelar, você primeiro precisará descobrir como acelerar a espaçonave a uma velocidade de mais de 10.000 quilômetros por segundo. Mas isso é apenas parte do problema. A segunda pergunta é quem, neste caso, vai controlar o navio? A possibilidade de usar um sistema de piloto automático independente foi considerada como uma solução possível. Foi proposto o uso do isótopo hélio-3 como combustível para os reatores, que podem ser produzidos na atmosfera de Júpiter ou diretamente na superfície lunar.
Por fim, o relatório final de 1978 proclamou em voz alta que a viagem interestelar era de fato possível, mas os engenheiros nunca começaram a construir um protótipo funcional.
No entanto, seria prematuro chamar o projeto Daedalus de uma quimera. Numerosos relatórios indicam que agências espaciais modernas e universidades em todo o mundo continuam a estudar as idéias de usar a energia nuclear como força motriz para espaçonaves, estabelecidas pelo projeto Daedalus há mais de 30 anos.
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Projeto "Ícaro"
Membros da British Interplanetary Society e da Tau Zero Foundation lançaram o projeto Icarus em 2009, cujo objetivo é avaliar teoricamente a viabilidade de criar uma espaçonave com motor termonuclear para viagens interestelares. Posteriormente, os resultados do trabalho podem se transformar no projeto de uma missão espacial não tripulada.
Mais de 20 cientistas e engenheiros participaram do projeto. A tarefa deles era tentar projetar um sistema de propulsão baseado em uma reação termonuclear e capaz de acelerar uma nave a 10-20% da velocidade da luz. Na verdade, o "Icarus" foi baseado no projeto "Daedalus", mas mais tarde "Icarus" se tornou um projeto independente, com apenas um empréstimo muito pequeno dos elementos "Daedalus". O Ícaro estava previsto para ser concluído em 2014, mas as obras ainda estão em andamento. Os organizadores estão procurando voluntários para concluí-lo.
Vela leve
A Planetary Society lançou um projeto chamado LightSail para explorar a possibilidade de desenvolver uma espaçonave movida inteiramente por energia solar e acelerada exclusivamente pela luz solar. Após várias tentativas malsucedidas do programa LightSail 1 em 2015, ainda foi possível concluir com sucesso um teste de funcionamento e implantar a vela solar. Uma nova variante da vela solar, LightSail 2, está programada para ser lançada na órbita da Terra usando um foguete SpaceX Falcon Heavy em 2018.
O conceito de usar uma vela solar como sistema de propulsão está longe de ser novo. Mesmo com a descoberta dos primeiros fótons, astrônomos como Johannes Kepler começaram a sonhar e teorizar já em 1600 sobre a possibilidade de coletar energia solar e traduzi-la em impulso para dotar outro objeto de aceleração.
Os cientistas modernos não perderam esse desejo. Veja Stephen Hawking e seu projeto Breakthrough Starshot. Durante sua recente visita à Noruega, Hawking falou sobre como uma pequena sonda espacial poderia "viajar a cavalo em um feixe de luz" a cerca de 160 milhões de quilômetros por hora. Claro, como qualquer projeto ambicioso, Breakthrough Starshot terá que superar problemas igualmente ambiciosos antes que qualquer coisa possa dar certo.
Motor ramjet interestelar de Bassard
Em 1960, o físico americano Robert Bassard introduziu o conceito de uma espaçonave interestelar capaz de viajar a velocidades incríveis. É baseado em um sistema capaz de capturar a substância do meio interestelar (hidrogênio e poeira) e usá-la como combustível no motor termonuclear da espaçonave.
De acordo com os cálculos de Bassard, o motor exigirá uma entrada de matéria interestelar de uma área de quase 10.000 quilômetros quadrados para operar. Isso, por sua vez, exigirá o uso de um coletor coletor eletromagnético (iônico eletrostático) de grande diâmetro e intensidade de campo extremamente alta. Uma análise mais aprofundada, no entanto, mostrou que a massa da substância coletada ainda seria, neste caso, tão baixa que poria em causa a eficácia do sistema.
Foguetes de antimatéria
Usar isótopos de hidrogênio para alimentar uma reação nuclear e gerar o impulso necessário para a viagem interestelar tornou-se um sonho impossível. Os aceleradores de foguetes baseados em antimatéria foram escolhidos como uma nova direção de desenvolvimento, onde a interação entre matéria comum e antimatéria causa a aniquilação de ambas e cria um nível colossal de energia.
Se imaginarmos a possibilidade de liberação dirigida de uma grande quantidade dessa energia, então a explosão de energia gerada, causada pela aniquilação mútua de átomos em colisão, poderia ser usada como um fluido de trabalho para o movimento da espaçonave. No entanto, ainda estamos longe de poder realizar tais testes em condições reais.
Além disso, o uso de antimatéria como combustível para motores de foguete imporá uma série de restrições: primeiro, a reação criará um nível incrivelmente alto de radiação gama; segundo, é difícil obter uma quantidade suficiente de antimatéria; e terceiro, a quantidade de carga útil que você pode levar com você torna-se muito limitada.
No entanto, o Advanced Concept Development Institute da NASA investiu em estudos sobre a probabilidade de uma espaçonave de antimatéria ser desprovida de pelo menos o primeiro problema mencionado acima. Segundo os pesquisadores, se usarmos pósitrons (antipartículas de elétrons) como principal elemento da antimatéria, os índices de energia dos raios gama serão bem menores.
Outro estudo aborda o segundo problema da lista usando o que é chamado de vela de antimatéria. O criador desse conceito é Gerald Jackson, ex-físico do Fermilab. Jackson propôs uma campanha de arrecadação de fundos no Kickstarter. Demorou cerca de US $ 200.000 para construir e testar um protótipo funcional. No entanto, a quantidade real de implementação e implementação desta tecnologia irá, obviamente, exigir custos financeiros muito mais elevados.
Conceito de nave espacial IXS ENTERPRISE
A agência aeroespacial da NASA propôs sua própria versão de uma espaçonave "parecida com Startrec" com a possibilidade de acelerações de dobra em 2016. Nas fotos apresentadas, você pode ver facilmente os detalhes da USS Enterprise do culto MCU. O criador do conceito Mark Rodmaker compartilhou em uma entrevista com o Washington Post que o objetivo deste trabalho era inspirar os jovens a seguirem uma carreira como engenheiro de espaçonaves.
De acordo com o conceito deste projeto, o IXS Enterprise não usa reação nuclear e antimatéria para se mover no espaço, mas sim um warp drive. As grandes estruturas em forma de anel ao redor da nave criam uma “bolha de dobra” que reduz a quantidade de energia necessária para operar o mecanismo de dobra.
Nikolay Khizhnyak
