Nové fascinující mise jako je setkání s prolétávajícím mezihvězdným objektem, nebo pozorování více cílů v gravitačním ohnisku Slunce, vyžadují rychlosti, které značně přesahují možnosti běžných raket. Exotické metody slunečních plachetnic mohou umožnit dosažení vzdálených lokalit, ale nejsou schopny později provést potřebné manévry v hlubokém vesmíru. Jaderné pohony jsou velké a drahé systémy s malou schopností doletět na místo. Naproti tomu navrhovaný tenkovrstvý jaderný izotopový motor by měl dostatečnou schopnost pro vyhledávání, setkávání se a následně vracení vzorků ze vzdálených a rychle se pohybujících mezihvězdných objektů. Ano, hádáte správně, je tu další díl o projektech z programu NIAC, které podpořila agentura NASA. I dnes se podíváme na velmi smělou technologii, která se jednou třeba začne používat. Zatím je však pouze ve fázi prvotního návrhu.
Technologie Thin Film Isotope Nuclear Engine Rocket (TFINER) by umožnila také přeorientovat teleskop s gravitační čočkou tak, aby jediná mise mohla pozorovat mnoho cenných cílů. Základní koncept počítá s výrobou tenkých plátků radioaktivního izotopu a přímým využitím hybnosti produktů rozpadu ke generování tahu. Výchozí návrh počítá s přibližně 10 mikrometrů silným filmem radioaktivního thoria 228, ze kterého se s poločasem rozpadu 1,9 roku uvolňují alfa částice. Následující rozpadová řada vytvoří dceřiné produkty se čtyřmi dalšími alfa emisemi, které mají poločasy rozpadu mezi 300 ns a 3 dny. Tah by měl vznikat, když se jedna strana tenkého filmu pokryje cca 50 mikrometrů silnou vrstvou pohlcujícího materiálu, který zachytí tímto směrem mířící emise. Autoři návrhu dodávají, že by bylo možné připravit i několik pohonných stupňů či fází s využitím izotopů s delším poločasem rozpadu (třeba aktinium 227), které by se zkombinovaly, aby mohla být maximalizována rychlost po dlouhou dobu.
Klíčové rozdíly mezi jednotlivými koncepty jsou:
- Navazující rozpadové řady thoriového cyklu zvyšuje výkon o přibližně 500 %.
- Více „stupňů“ (materiálů) zvyšuje delta-v a životnost bez vlivu na tah.
- Směřovač tahu umožňuje aktivní vektorování tahu a manévry sondy / lodě.
- Termoelektrika substrátu může generovat přebytečný elektrický výkon (např. ~50 kW @ účinnost=1%).
- Substrát beta zářiče mohou být využity k neutralizaci náboje nebo k indukci napěťového předpětí, které přednostně usměrňuje emise a/nebo k využití přicházejícího slunečního větru.
Využití 30 kg radioaktivního izotopu (porovnatelné množství s tím, co se vypouštělo při dřívějších misích), které by se rozprostřely na cca 250 metrech čtverečních, by 30 kg vážícímu nákladu poskytlo delta-v 150 km/s. Více takových systémů může být využito pro dosažení únikové rychlosti ze Sluneční soustavy, přičemž by stačila jediná konvenční nosná raketa, což by umožnilo lokální vyhledávání a setkávání s objekty ve vnější Sluneční soustavě. Systém je škálovatelný pro další užitečné zatížení a mise. Klíčové výhody jsou následující:
- Schopnost dosahovat rychlosti větší než 100 km/s se záložní kapacitou pro setkávání s objekty mimo Sluneční soustavu včetně možnosti návratu vzorků na Zemi.
- Jednoduchý design založený na známé fyzice a dobře známých materiálech.
- Škálovatelné od malých nákladů (senzory) až po velké mise (např. teleskopy).
- Nová schopnost velmi rychle dosáhnout hlubokého vesmíru (více než 150 AU) a poté pokračovat v agresivních manévrech (více než 100 km/s) pro vyhledávání/setkávání se s málo jasnými objekty a/nebo zaměřování teleskopů v gravitačním ohnisku Slunce po dobu několika let.
Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/
Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2024/01/2024-ph-i-bickford-graphic.png
Jak vyslat sondu ke hvězdám? Slyšeli jste o víku od kanálu odpáleném jaderným výbuchem do vesmíru? Pořád nevím, jestli to je real nebo fake.
Stalo se prý v roce 1957, Američani udělali podzemní jaderný výbuch 55kt a šachtu zakryly masivním ocelovým poklopem (prý 900 kg). A ten po výbuchu zmizel, nikdo nevěděl kam. O měsíc později dělali konvenční výbuch 300t v podobné šachtě a s podobným víkem. Tentokrát to víko filmovali. Dosáhlo rychlosti 66km/s a opustilo Zemi. Dnes by bylo ve vzdálenosti 840 astronomických jednotek (126 miliard km)
Myslím, že by se ten objekt vypařil třením o atmosféru.
Průlet atmosférou by trval 2 vteřiny, to by mohlo víko přečkat. Prý to i simulovali
Ale pořád si nejsem jistý, jestli se to skutečně stalo.
@Kamil: I kdybychom vzali za prokázané, že se to stalo a že to opravdu funguje, tak to jako praktická možnost pro kosmonautiku nevypadá. Pomineme-li radioaktivitu (sic!), tak nebude v našich možnostech vytvořit zařízení, které tento způsob startu přečká funkční. Přeci jen poklop toho moc nenasnímá :-). Celý ten koncept by sdílel řadu nevýhod např. s projektem SpinLaunch https://en.wikipedia.org/wiki/SpinLaunch.
Nepochopil jsem, jak se takový motor dá spustit a jak zastavit. Ty fyzikální procesy běží přeci pořád. Nemohl byste mi, prosím, někdo říct, co mi uniklo?
Já vám to prozradím: je to evidentně Apríl.
Není, je to projekt, který NASA podpořila v rámci programu NIAC.
Krátký článek na webu NASA se tomu nevěnuje. Ale předpokládám, že by se to řešilo nějakou pohlcovací vrstvou podobnou té, která by byla vzadu, která by se přes motor přiklopila / natáhla.
Ten pohon by poskytoval jen malý tah (ale po dlouhou dobu), takže nemožnost jeho vypnutí nemusí nutně představovat problém. Samozřejmě při návrhu sondy a plánování konkrétní mise by se s touto jeho vlastností muselo dopředu počítat.
Pro krátkodobé operace, např. odběr vzorků z nějakého tělesa apod., to bude prostě další malá síla působící na sondu (spolu s gravitací samotného tělesa), ale na takový manévr by stejně byl třeba konvenční způsob pohonu s mnohem vyšším tahem, který sílu tohoto „motoru“ lehce překoná.
Dlouhodobější „vypnutí“ lze realizovat např. uvedením sondy do rotace okolo osy kolmé k vektoru tahu pohonu, čímž se jeho průměrný tah rovnoměrně rozloží do celého kruhu a výsledek bude nulový. Nebo může každý panel pohonu sestávat ze dvou částí, které se v případě potřeby sklopí zadní částí k sobě, takže vektory jejich tahů budou mířit na opačné strany a tím se celkový tah opět vyruší.
Já vás znám ,pane Majere. Ovšem svatý Apríl (který letos jako na potvoru připadá na tzv. Velikonoční pondělí) je až za pár dní. Ale chápu ,že kdybyste to vypustil až 1.4., tak to prohlédne každý moula. Takže tleskám za geniální nápad. Technologie NIAC nemá prostě chybu
NASA vydala originál tohoto článku 4. ledna letošního roku, což je od apríla docela daleko. 😉
Co si představujete za nesmyslem : „pozorování více cílů v gravitačním ohnisku Slunce“
Bohužel vycházím pouze z článku, který je na webu NASA a ten výraz „or a multi-target observing effort at the solar gravitational focus“ nijak blíže neupřesňuje. Je samozřejmě možné, že můj překlad není přesný. Pokud máte lepší verzi překladu, sem s ní, rád ji vyměním.
Je to trochu vysvětlené hned v dalším odstavci článku: „Technologie … by umožnila také přeorientovat teleskop s gravitační čočkou tak, aby jediná mise mohla pozorovat mnoho cenných cílů.“
Existují teoretické koncepty misí, které by využily Slunce jako gravitační čočku. Sonda umístěná ve vhodném místě – „ohnisku“ – (typicky stovky AU od Slunce) by například měla být schopná s využitím ohybu paprsků v gravitačním poli Slunce přímo zobrazit exoplanetu u nějaké hvězdy. Samozřejmě, jedno takové ohnisko je vhodné pouze k pozorování jednoho objektu nacházejícího se na přesně opačné straně Slunce.
V tomto článku se nejspíš chce říct to, že tato technologie by nejen umožnila v rozumném čase odeslat sondu do takového ohniska, ale po provedení pozorování ji přemístit i do dalších, jiných ohnisek, a z nich napozorovat zase jiné objekty.
Díky moc.
Přesně tak…jen doplním, že koncept Solar Gravitational Lens (SGL) úspěšně prošel několika fázemi v NIAC před několika lety a je to jediná reálně proveditelná možnost jak v mnoha-pixelovém rozlišení zobrazit exoplanety v galakticém okolí (do 100 ly). Jen ta vzálenost k SGL 550 AU dost zabolí, když Voyagery ještě myslím nejsou ani 100 AU daleko. Původně uvažované solární platchty s těsným gravitačním manévrem u Slunce by toto mohlo ideálně nahradit/doplnit. https://www.nasa.gov/general/direct-multipixel-imaging-and-spectroscopy-of-an-exoplanet-with-a-solar-gravitational-lens-mission/
Díky moc i Vám za doplnění!
Nooo
S tím odpařením v atmosféře si nejsem jist!!
Při rychlosti okolo 60 km za vteřinu ( nechci psát se*****) odletí do výšky 120 km – kde je u v podstatě vakuum za dvě vteřiny.
Při známé tepelné vodivosti oceli – no řekl bych , že by to mohla vydržet!
Samozřejmě bude hodně ohořelá- ale řekl bych že nějaká část do dá!!