يمكن لنظام الدفع المقترح حديثًا أن ينقل نظريًا مركبة فضائية ثقيلة خارج حدود نظامنا الشمسي في أقل من 5 سنوات – وهو إنجاز استغرق مسبار فوييجر 1 التاريخي 35 عامًا.
المفهوم المعروف باسم دفع شعاع بيليهتلقى منحة أولية قدرها 175000 دولار من وكالة ناسا لمواصلة التطوير في وقت سابق من هذا العام.
لكي نكون واضحين ، المفهوم حاليًا غير موجود بشكل يتجاوز الحسابات على الورق ، لذلك لا يمكننا أن نتحمس كثيرًا حتى الآن.
ومع ذلك ، فقد استحوذ على الاهتمام ليس فقط بسبب قدرته على نقلنا إلى الفضاء بين النجوم في عمر الإنسان – وهو الشيء الذي تستخدمه الصواريخ التقليدية التي تعمل بالوقود الكيميائي. لا يمكن – ولكن أيضًا لأنه يدعي أنه قادر على القيام بذلك باستخدام حرفة أكبر بكثير.
“يفحص هذا الاقتراح بنية الدفع الجديدة من أجل العبور السريع للحمولات الثقيلة (1 طن وما فوق) عبر النظام الشمسي إلى الوسط النجمي ،” يشرح الباحث الرئيسي وراء الاقتراحمهندس الطيران أرتور دافويان من جامعة كاليفورنيا ، لوس أنجلوس.
مفهوم شعاع الحبيبات مستوحى جزئيًا من النجم الثوري المبادرة التي تعمل على نظام الدفع “الشراع الخفيف”. بمساعدة ملايين الليزر ، سيكون المسبار الصغير قادرًا نظريًا على التنقل إلى Proxima Centauri القريب في غضون 20 عامًا فقط.
يبدأ الاقتراح الجديد بفكرة مماثلة – إلقاء الوقود على صاروخ بدلاً من تفجيره – لكنه يبحث في كيفية تحريك الأجسام الأكبر حجمًا. بعد كل شيء ، ليس بالضرورة أن يكون المسبار الصغير هو ما نحتاجه إذا أردنا في أي وقت استكشاف أو استعمار عوالم خارج نظامنا الشمسي بأنفسنا.
للعمل ، يتطلب نظام الدفع المفاهيمي مركبتين فضائيتين – واحدة تنطلق إلى الفضاء بين النجوم والأخرى تدور حول الأرض.
ستطلق المركبة الفضائية التي تدور حول الأرض شعاعًا من الجسيمات الدقيقة الدقيقة على المركبة الفضائية بين النجوم.
ستكون هذه الجسيمات يسخن بواسطة الليزر ، مما يتسبب في اندماج بعضها في البلازما مما يؤدي إلى زيادة سرعة الكريات ، وهي عملية تعرف باسم الاستئصال بالليزر.
يمكن أن تصل هذه الكريات 120 كم / ثانية (75 ميل / ثانية) وضرب شراع المركبة الفضائية بين النجوم أو صد أ داخل المغناطيسالمساعدة في دفع المركبة الفضائية إلى سرعات هائلة تسمح لها بالخروج من الغلاف الشمسي – فقاعة الرياح الشمسية حول نظامنا الشمسي.
“باستخدام حزمة الحبيبات ، يمكن الوصول إلى الكواكب الخارجية في أقل من عام ، 100 وحدة فلكية [astronomical unit] في حوالي 3 سنوات وعدسة الجاذبية الشمسية عند 500 وحدة فلكية في حوالي 15 عامًا “، قال دافويان.
بالنسبة إلى السياق ، فإن الاتحاد الأفريقي ، والذي يرمز إلى “الوحدة الفلكية” ، هو تقريبًا المسافة بين الأرض والشمس ، أو حوالي 150 مليون كيلومتر (93 مليون ميل).
استغرق الأمر 35 عامًا من السفر لمسبار فوييجر 1 لعبور الفضاء بين النجوم في عام 2012 ، على بعد حوالي 122 وحدة فلكية.
وفقًا للتوقعات الحالية ، يمكن لمركبة فضائية ذات حزمة بيليه تزن 1 طن أن تفعل الشيء نفسه في أقل من 5 سنوات.
دافويان أوضح لمات ويليامز من الكون اليوم في فبراير ، اتخذ فريقه نهج الحبيبات ، بدلاً من مجرد استخدام الليزر مثل مشاريع الإبحار الأخرى ، لأن الكريات يمكن دفعها بواسطة ليزر منخفض الطاقة نسبيًا.
في توقعاتهم الحالية ، يمكن استخدام شعاع ليزر بقوة 10 ميغاوات فقط.
“على عكس شعاع الليزر ، لا تتباعد الحبيبات بالسرعة نفسها ، مما يسمح لنا بتسريع مركبة فضائية أثقل” ، أخبر دافويان ويليامز.
“الكريات أثقل بكثير من الفوتونات ، وتحمل المزيد من الزخم ويمكن أن تنقل قوة أعلى إلى مركبة فضائية.”
بالطبع ، كل هذا مجرد تكهنات في الوقت الحالي. لكن المرحلة الأولى من منحة ناسا للمفاهيم المبتكرة والمتقدمة (NIAC) ستساعد.
كان المشروع واحد من 14 التي تم تمويلها في هذه المرحلة المبكرة ، وستكون الخطوة التالية هي إظهار إثبات المفهوم باستخدام التجارب.
“في جهد المرحلة الأولى ، سوف نوضح جدوى مفهوم الدفع المقترح من خلال إجراء نمذجة مفصلة للأنظمة الفرعية المختلفة لهندسة الدفع المقترحة وإجراء دراسات تجريبية لإثبات المفهوم ،” قال دافويان.
سنتابع التطورات عن كثب.
