דיסקים שטח - סבירים ומהירים מאוד
נכון לעכשיו, העצם המהיר ביותר ששוגר לחלל על ידי האדם הוא הגשושית וויאג'ר, שהצליחה להאיץ ל-17 קמ"ש הודות לשימוש במשגרי כוח הכבידה של צדק, שבתאי, אורנוס ונפטון. זה איטי פי כמה אלפי מהאור, שלוקח לו ארבע שנים להגיע לכוכב הקרוב לשמש.
ההשוואה לעיל מראה שבכל הנוגע לטכנולוגיית ההנעה במסעות בחלל, עדיין יש לנו הרבה מה לעשות אם ברצוננו לעבור למקום כלשהו מעבר לגופים הקרובים ביותר של מערכת השמש. והמסעות הקרובים לכאורה האלה הם בהחלט ארוכים מדי. 1500 ימי טיסה למאדים ובחזרה, ואפילו עם יישור פלנטרי נוח, לא נשמע מאוד מעודד.
בנסיעות ארוכות, בנוסף לכוננים חלשים מדי, יש בעיות אחרות, למשל, עם אספקה, תקשורת, משאבי אנרגיה. פאנלים סולאריים אינם נטענים כאשר השמש או כוכבים אחרים נמצאים רחוק. כורים גרעיניים פועלים בתפוקה מלאה למשך שנים ספורות בלבד.
מהן האפשרויות והסיכויים לפיתוח טכנולוגיה להגברת והקניית מהירויות גבוהות יותר לחללית שלנו? בואו נסתכל על הפתרונות שכבר זמינים וכאלה שהם אפשריים תיאורטית ומדעית, אם כי עדיין יותר בגדר פנטזיה.
הווה: רקטות כימיות ויונים
נכון להיום, עדיין נעשה שימוש בהנעה כימית בקנה מידה גדול, כמו רקטות מימן נוזלי וחמצן. המהירות המרבית שניתן להשיג בזכותם היא כ-10 קמ"ש. אם נוכל להפיק את המרב מהשפעות הכבידה במערכת השמש, כולל השמש עצמה, ספינה עם מנוע רקטי כימי יכולה להגיע אפילו ליותר מ-100 קמ"ש. המהירות הנמוכה יחסית של וויאג'ר נובעת מכך שמטרתה לא הייתה להשיג מהירות מרבית. הוא גם לא השתמש ב"מבער אחר" עם מנועים במהלך עוזרי כוח הכבידה הפלנטריים.
דחפי יונים הם מנועי רקטות שבהם היונים המואצים כתוצאה מאינטראקציה אלקטרומגנטית הם הגורם המוביל. זה בערך פי עשרה יותר יעיל ממנועי רקטות כימיות. העבודה על המנוע החלה באמצע המאה הקודמת. בגרסאות הראשונות נעשה שימוש באדי כספית עבור הכונן. כיום נעשה שימוש נרחב בגז האציל קסנון.
האנרגיה שפולטת גז מהמנוע מגיעה ממקור חיצוני (פאנלים סולאריים, כור שמייצר חשמל). אטומי גז הופכים ליונים חיוביים. אז הם מאיצים בהשפעת שדה חשמלי או מגנטי, ומגיעים למהירויות של עד 36 קמ"ש.
המהירות הגבוהה של הגורם הנפלט מובילה לכוח דחף גבוה ליחידת מסה של החומר הנפלט. עם זאת, בשל ההספק הנמוך של מערכת האספקה, המסה של המוביל הנפלט קטנה, מה שמפחית את דחף הרקטה. ספינה המצוידת במנוע כזה נעה בתאוצה קלה.
תוכלו למצוא את המשך המאמר בגיליון מאי של המגזין
VASIMR במלוא העוצמה
