Futurističke „vanzemaljske“ rakete sa pogonom na nuklearnu fuziju mogle bi bitno izmeniti svemirska putovanja

Nova kompanija u Ujedinjenom Kraljevstvu, „Pulsar Fusion“, najavila je stvaranje flote višekratno upotrebljivih raketa sa pogonom na nuklearnu fuziju, zvanih „Sunbirds“, koje bi mogle prepoloviti trajanja putovanja širom solarnog sistema. Međutim, ne veruju svi u to.

Kompanija je šokirala zajednicu svemirskog istraživanja otkrivajući planove da upotrebi novi sistem pogona putem nuklearne fuzije za rakete nalik vanzemaljskim, koje bi, kako kažu, mogle revolucionisati način istraživanja solarnog sistema – i daljeg svemira.

Preporučujemo

Ta tehnologija će početi sa testiranjem ove godine i mogla bi se naći u svemiru do 2027, izjavio je Ričard Dinan, osnivač i glavni izvršni direktor kompanije. Međutim, vremenski tok realizacije projekta futurističkih svemirskih letelica nije utvrđen. Moglo bi biti potrebno barem deset godina, ako ne i više.

Kompanija, koja takođe pravi tradicionalne motore na bazi plazme i razvija nuklearne fisione motore, prvi put je najavila projekat „Sunbird“ 6. marta, nakon razvijanja koncepta u potpunoj tajnosti tokom prošle decenije. Projekat je zatim predstavljen javnosti 11. marta na izložbi „Space-Comm“ u Londonu.

U teoriji, rakete će biti smeštene u ogromnim orbitalnim satelitskim dokovima pre upotrebe i povezivanja sa drugim letelicama, lansirajući ih velikom brzinom ka njihovim destinacijama kao ogromni „svemirski tegljači“, što bi uveliko smanjilo troškove svemirskih misija na duge distance.

Video prikazuje kako bi ove rakete mogle biti upotrebljene za transport neke veće letelice do Marsa i nazad pomoću „pristaništa“ na oba kraja putovanja.

Tehnologija u središtu raketa „Sunbird“ je fuzioni pogon, za koji kompanija tvrdi da će koristiti neuhvatljivu snagu nuklearne fuzije i, hipotetički, obezbediti pogonske brzine koje su mnogo veće od trenutno mogućih.

Ako to bude funkcionisalo, moglo bi prepoloviti trajanje putovanja do Marsa i omogućiti sondama da stignu do Plutona za četiri godine. Najkraće vreme putovanja do Plutona trenutno iznosi 9,5 godina, a ostvarila ga je letelica Nju Horajzons 2015.

„Ako treba da stignemo do drugih planeta, efikasnost motora je verovatno najvažnija stvar, a što se tiče učinka u tom pogledu, fuzija je glavna“, rekao je Dinan.

Fuzija u svemiru

Na Zemlji, upotreba nuklearne fuzije kao izvora skoro neograničene energije verovatno je decenijama daleko, zbog čega ideja fuzionih raketa na prvi pogled može izgledati kao čista naučna fantastika. Međutim, suprotno je istina jer je „kriterijum niži za fuziju u svemiru“, kaže Dinan.

To je zbog toga što je reakcija potrebna u svemiru drugačija od onoga što fizičari pokušavaju na Zemlji. U tradicionalnim nuklearnim fuzionim reaktorima, poznatim kao tokamaci, cilj je fuzija deuterijuma i tricijuma – teških izotopa vodonika – kako bi se emitovao konstantan tok neutrona, koji stvara toplotu (a tako energiju), kao i obezbeđivanje dodatnog goriva za neprekidnu reakciju.

Međutim, planirano gorivo za novi fuzioni pogon su deuterijum i helijum-3, krajnje redak izotop helijuma sa jednim neutronom manje od dominantnog oblika. U ovom slučaju, reakcija bi proizvodila protone, a njihovo naelektrisanje se može upotrebiti za direktnu propulziju. Osim toga, reakcija bi trebalo da traje samo u kratkim periodima, slično vremenskim razmerama već postignutim na Zemlji.

Oblik i razmere reaktora su takođe značajni. Tokamak je velika komora u obliku krofne koja mora da imitira vakuum i izdrži postojane temperature kao na površini Sunca. Radi toga se koriste izuzetno jaki elektromagneti kako bi se obuzdala plazma.

Međutim, nova tehnologija fuzionog pogona predstavlja linearni reaktor koji ne mora potpuno da obuzda plazmu. U svemiru takođe postoji prirodni vakuum i temperature koje dostižu apsolutnu nulu, što će sprečiti pregrevanje reaktora.

Ipak, ta tehnologija se još čuva u tajnosti i nije dovoljno testirana, tako da su tačno funkcionisanje i izvodljivost nejasni.

„Ako možemo izvesti fuziju na Zemlji, definitivno je možemo izvesti u svemiru“, kaže Dinan.

Ne slažu se svi da će to biti tako lako. Fuzija je nezgodna i to zbog mnogo razloga i dugo vremena, naročito u kompaktnim uređajima, kaže Paulo Lozano, profesor astronautike u Masačusetskom intitutu za nauku, stručnjak za raketni pogon, ali dodaje da bez potpunog uvida u dizajn projekta „Sunbird“ nema tehničku bazu za ocenu.

Ako „Pulsar“ ovlada tehnologijom direktnog fuzionog pogona, plan je da rakete „Sunbird“ budu upotrebljene kao „svemirski tegljači“ koji mogu da izbace svemirsku letelicu iz niske orbite oko Zemlje u svemir, pošto fuzija nije pouzdan način za lansiranje raketa direktno sa Zemljine površine.

Dakle, umesto izgradnje ogromnih raketa sa masivnim motorima da bi se pobeglo od gravitacije, poput Spejseksove rakete Staršip, rakete „Sunbird“ će omogućiti svakoj svemirskoj letelici u niskoj orbiti oko Zemlje da pobegne od privlačne sile naše planete. To bi misije na Mesec, Mars i dalje učinilo mnogo izvodljivijim – i jeftinijim, kaže Dinan.

„Pulsar“ takođe predviđa da rakete „Sunbird“ funkcionišu kao baterija koja može da napaja sisteme svemirske letelice za koju je prikačena tokom putovanja, mada to nije primarni cilj.

Još jedna velika prednost je što bi rakete „Sunbird“ zahtevale samo male količine goriva i lako bi se mogle dopuniti dok su u orbitalnim stanicama. Tako bi bile višekratno upotrebljive u mnogo većoj meri nego većina drugih sistema propulzije.

Rakete „Sunbird“ će verovatno biti dugačke oko 30 metara i imaće „vanzemaljski dizajn“, rečeno je u inicijalnom saopštenju za medije. To je zbog debelog „tenkovskog“ oklopa koji bi trebalo da im pomogne da prežive udare kosmičkog zračenja i mikrometeorita, zbog čega izgledaju vrlo neobično.

Proizvodnja svake rakete mogla bi koštati više od 90 miliona dolara, uveliko zbog toga što je nabavka helijuma-3 skupa. Međutim, iznos novca koji bi ove rakete mogle uštedeti čini ih vrednim te cene – potencijalni korisnici će platiti ako će stići brže do cilja, kaže Dinan.

U budućnosti, helijum-3 bi se mogao dobijati iz regolita na Mesecu, što bi bilo mnogo jeftinije nego da se proizvodi na Zemlji. Međutim, to trenutno nije deo „Pulsarovih“ planova.

„Pulsar“ će izvesti prve statične testove tehnologije direktnog fuzionog pogona ove godine u paru ogromnih vakuumskih komora nedavno napravljenih na lokaciji kompanije u Blečliju u Engleskoj. Ove komore su najveće u svojoj vrsti u Ujedinjenom Kraljevstvu, a možda i najveće u Evropi.

Inicijalni testovi neće koristiti helijum-3 pošto je previše skup za upotrebu u prototipu, što znači da prava fuzija neće biti ostvarena. Umesto toga, biće upotrebljen „inertni gas“ radi testiranja kako bi motor teoretski mogao raditi.

Zatim je u planu orbitalna demonstracija za neke „ključne tehnološke komponente“ u 2027, ali nije rečeno šta to podrazumeva.

Ako predstojeći testovi budu uspešni, „Pulsar“ će početi da skuplja sredstva za konstrukciju prototipa u punom obimu i da pokušava da postigne istinsku fuziju pomoću helijuma-3. Međutim, Dinan kaže da nema vremenskog plana za stvaranje prvog prototipa i da je „previše spekulativno“ predviđati kad bi se to moglo desiti.

Profesor Lozano „optimistično“ predviđa da je potpuno operativan prototip barem 10 godina daleko, ali dodaje da se fizičari često šale da je „fuzija 20 godina daleko i da će uvek biti“.

(Telegraf Nauka/Live Science)