Dischi spaziali: convenienti e molto veloci

Attualmente, l'oggetto più veloce lanciato nello spazio dall'uomo è la sonda Voyager, che è stata in grado di accelerare fino a 17 km/s grazie all'utilizzo dei lanciatori gravitazionali di Giove, Saturno, Urano e Nettuno. Questo è diverse migliaia di volte più lento della luce, che impiega quattro anni per raggiungere la stella più vicina al Sole.

Il confronto di cui sopra mostra che quando si tratta di tecnologia di propulsione nei viaggi spaziali, abbiamo ancora molto da fare se vogliamo andare da qualche parte oltre i corpi più vicini del sistema solare. E questi viaggi apparentemente ravvicinati sono decisamente troppo lunghi. 1500 giorni di volo su Marte e ritorno, e anche con un allineamento planetario favorevole, non suonano molto incoraggianti.

Nei lunghi viaggi, oltre alle unità troppo deboli, ci sono altri problemi, ad esempio con forniture, comunicazioni, risorse energetiche. I pannelli solari non si caricano quando il sole o altre stelle sono lontane. I reattori nucleari funzionano a pieno regime solo per pochi anni.

Quali sono le possibilità e le prospettive per lo sviluppo della tecnologia per aumentare e impartire velocità più elevate ai nostri veicoli spaziali? Diamo un'occhiata alle soluzioni già disponibili ea quelle teoricamente e scientificamente possibili, anche se ancora più fantasiose.

Presenti: razzi chimici e ionici

Attualmente, la propulsione chimica è ancora utilizzata su larga scala, come i razzi a idrogeno liquido e ossigeno. La velocità massima che si può raggiungere grazie a loro è di circa 10 km/s. Se potessimo sfruttare al meglio gli effetti gravitazionali nel sistema solare, incluso il sole stesso, una nave con un motore a razzo chimico potrebbe raggiungere anche più di 100 km/s. La velocità relativamente inferiore di Voyager è dovuta al fatto che il suo obiettivo non era raggiungere la massima velocità. Inoltre, non ha utilizzato il "postbruciatore" con i motori durante gli assistenti di gravità planetaria.

I propulsori ionici sono motori a razzo in cui gli ioni accelerati a seguito dell'interazione elettromagnetica sono il fattore portante. È circa dieci volte più efficiente dei motori a razzo chimici. I lavori sul motore iniziarono a metà del secolo scorso. Nelle prime versioni per l'azionamento veniva utilizzato vapore di mercurio. Il gas nobile xeno è attualmente ampiamente utilizzato.

L'energia che emette gas dal motore proviene da una fonte esterna (pannelli solari, un reattore che genera elettricità). Gli atomi di gas si trasformano in ioni positivi. Quindi accelerano sotto l'influenza di un campo elettrico o magnetico, raggiungendo velocità fino a 36 km / s.

L'elevata velocità del fattore espulso porta a un'elevata forza di spinta per unità di massa della sostanza espulsa. Tuttavia, a causa della bassa potenza del sistema di alimentazione, la massa del vettore espulso è piccola, il che riduce la spinta del razzo. Una nave dotata di un tale motore si muove con una leggera accelerazione.

Troverai il seguito dell'articolo nel numero di maggio della rivista

VASIMR a piena potenza