Sähköpurjeet voivat ajaa supernopeita avaruusaluksia vuoteen 2025 mennessä

Taiteilija

Taiteilijan esimerkki avaruusaluksesta, jota käyttää 'sähköpurje', joka saisi vauhtia auringon tuulen protoneista. (Kuvan luotto: Alexandre Szames, Antigravite, Pariisi, Ranska)



Joulupukki, Kalifornia - Robottiavaruusalus voi ajaa aurinkotuulella tähtienvälistä tilaa kohti ennennäkemättömällä nopeudella noin kymmenen vuoden kuluttua.



Tutkijat kehittävät 'sähköpurjeen' (e-purje) käyttövoimajärjestelmää, joka hyödyntää aurinkotuuli , protonien, elektronien ja muiden varautuneiden hiukkasten virta, joka virtaa ulos auringosta yli 1,6 miljoonalla kilometrillä tunnissa.

`` Se näyttää todella lupaavalta erittäin syvän avaruuden etsimiseen '', Les Johnson, NASA: n Marshall Space Flight Centeristä Huntsvillessä, Alabama, sanoi e-purjeen konseptista täällä 100-vuotisella Starship Symposiumilla 30. lokakuuta. [ Supernopeat avaruusalusten käyttövoimat (kuvat) ]



Riittävän suuri purje antaisi työntövoiman auringonvalon paineesta ilman polttoainetta. Katso, kuinka aurinkopurjeet toimivat tästä demokratija.eu -infografiasta.

Riittävän suuri purje antaisi työntövoiman auringonvalon paineesta ilman polttoainetta. Katso, kuinka aurinkopurjeet toimivat tästä demokratija.eu -infografiasta .(Kuvan luotto: Karl Tate, Infographics Artist)

Johnson on tutkija Heliopause Electrostatic Rapid Transit System (HERTS) -hankkeessa, joka on e-purjeen tutkimus- ja kehityshanke, joka on saanut kaksi rahoitusta NASA: n innovatiivisten edistyneiden konseptien (NIAC) ohjelmasta. (HERTS-tiimiin kuuluu myös Ilmatieteen laitoksen Pekka Janhunen, joka loi e-purjeen konseptin vuonna 2006.)



Mahdollisessa e-purje-avaruusaluksessa olisi 10-20 johtoa, jotka ovat kukin 1-20 km pitkiä ja erittäin ohuita-halkaisijaltaan vain 25 mikronia, Johnson sanoi. (Vertailun vuoksi tyypillinen ihokarva on noin 50 mikronia leveä.) Koetin todennäköisesti pyörii pitääkseen nämä langat kireänä, hän lisäsi.

'Korkeajännitteinen, positiivinen esijännitys johdoissa, jotka ovat suuntautuneet normaalisti aurinkotuulivirran suhteen, ohjaa virtaavia protoneja, mikä johtaa reaktiovoimaan johtimissa-myös suunnattuna säteittäisesti pois auringosta', HERTS -tiimi kirjoitti NIAC: n verkkosivuilla. 'Kuukausien aikana tämä pieni voima voi kiihdyttää avaruusaluksen valtaviin nopeuksiin-noin 100-150 km/s (~ 20-30 AU/vuosi).'

Yksi AU eli tähtitieteellinen yksikkö on etäisyys Maasta aurinkoon - noin 93 miljoonaa mailia eli 150 miljoonaa kilometriä. Kaukaisin ihmisen tekemä esine, koskaan lanseerattu, NASA Voyager 1 -anturi , on matkustanut noin 134 AU: n räjäytyksen jälkeen vuonna 1977. (Voyager 1, joka saapui tähtienväliseen avaruuteen vuonna 2012, saa voimansa perinteisillä kemiallisilla potkureilla.)

Sähköpurje-idea on jollain tapaa samanlainen kuin aurinkopurjehdustekniikka, joka on jo osoitettu avaruudessa. Esimerkiksi kumpikaan ei vaadi ponneainetta. Mutta aurinkoa purjehtivat avaruusalukset käyttävät auringon säteilypainetta, eivät aurinkotuulta, ja ne käyttävät todellisia purjeita, jotka ovat erittäin heijastavaa materiaalia sähköisesti varautuneiden johtojen sijaan.

HERTS-tiimin työ viittaa siihen, että sähköiset purjehdusveneet voivat edelleen kiihtyä paljon pidemmälle kuin se, että aurinkopurjeanturit menettävät höyryn, Johnson sanoi. Tästä syystä e-purje voisi saada luotaimen heliopauseen-auringon vaikutusalueen reunaan, jossa aurinkotuuli osuu tähtienväliseen väliaineeseen-10 vuoden aikana, kaksi kertaa nopeammin kuin aurinkopurje voisi, HERTS -tiimin jäsenet ovat sanoneet.

Mutta ei ole vielä selvää, ovatko sähköiset purjeet mahdollisia. Sähköpurjehdusluotain olisi varustettava elektronipistooliksi kutsutulla laitteella, jotta sen johdot pysyvät positiivisesti varautuneina (muuten aurinkotuulen kautta saapuvat elektronit pyyhkäisivät propulsiojärjestelmää).

Tiimi ei ole varma, kuinka paljon energiaa tarvittaisiin elektronipistoolin käyttämiseen sähköisessä purjeveneessä. Kaksi kilpailevaa mallia siitä, kuinka materiaalit latautuvat plasmassa, antavat hyvin erilaisia ​​tuloksia, Johnson sanoi: Yksi malli ehdottaa, että se on kohtuullinen määrä, ja toinen tarkoittaa, että ei ole realistista tapaa tuottaa niin paljon energiaa laivalla.

HERTS-tiimi suorittaa pian plasmakammioiden testit ja sen pitäisi tietää seuraavan vuoden tai kahden aikana, mikä malli edustaa paremmin todellisuutta, Johnson sanoi. Jos sähköpurjeet osoittautuvat toteutettavissa oleviksi, ne voivat lähitulevaisuudessa ajaa avaruusaluksia kohti aurinkokunnan uloimpia ulottuvuuksia.

'Ehdotettu HERTS voi tarjota ainutlaatuisen mahdollisuuden tutkia heliopausea ja äärimmäistä ulkoista aurinkokuntaa alle kymmenen vuoden aikana', HERTS -tiimin jäsenet kirjoittivat NIAC -sivulla. '' Se on merkittävästi tehokkaampi kuin mikään muu lähes puolivälissä oleva syvä avaruusoperaatioiden käyttövoimajärjestelmä, joka sopii hyvin heliosfäärisen tieteen hyötykuormiin, ja se voitaisiin toteuttaa 2025--2030.

Seuraa Mike Wallia Twitterissä @michaeldwall ja Google+ . Seuraa meitä @Spacedotcom , Facebook tai Google+ . Alunperin julkaistu demokratija.eu .