Импульсный плазменный двигатель может обеспечить одну из самых фантастических миссий

НАСА рассматривает двигатели следующего поколения, которые позволят осуществлять более амбициозные космические миссии. Одна из идей, которая в настоящее время переходит во вторую фазу программы НАСА «Инновационная перспективная концепция» (NIAC), — это импульсная плазменная ракета (Pulsed Plasma Rocket — PPR).

В PPR «используется ядерная энергетическая система на основе деления, позволяющая быстро вызвать фазовый переход топливного снаряда из твердого состояния в плазменное в течение импульсного цикла», — поясняется в документе, посвященном этой системе. «Для создания плазменных разрядов, обеспечивающих тягу, снаряд с низкообогащенным ураном (Low Enriched Uranium (LEU)) с высокой степенью замедления может использоваться в сочетании со стволом с LEU без замедления для преимущественного нагрева снаряда. Короткая секция высокообогащенного урана (High Enriched Uranium (HEU)) в основании корпуса, наряду с новым механизмом управления барабаном, обеспечивает контролируемый и быстрый рост нейтронной популяции с переходом в плазменное состояние за доли секунды». Система потенциально может генерировать тягу до 100 000 Н.

«Исключительные характеристики PPR, сочетающие в себе высокий Isp и большую тягу, могут совершить революцию в освоении космоса. Высокая эффективность системы позволяет завершить пилотируемые миссии на Марс всего за два месяца», — объясняет НАСА о двигателе Howe Industries в пресс-релизе.

«В качестве альтернативы PPR позволяет транспортировать гораздо более тяжелые космические корабли, оснащенные защитой от галактических космических лучей, тем самым снижая воздействие на экипаж до незначительного уровня».

НАСА говорит, что PPR можно использовать для очень далеких миссий, доставляя космические корабли к поясу астероидов и за его пределы, возможно, даже на 550 астрономических единиц (а.е.), при этом одна а.е. соответствует расстоянию между Землей и Солнцем.

Хотя основное внимание уделяется тому, как двигатель можно использовать для запуска более тяжелых миссий с экипажем на Марс в гораздо меньшие сроки, чем позволяют современные двигательные системы, НАСА упоминает одну миссию, которую может позволить потенциал двигателя для путешествий на большие расстояния. А именно, если получится разместить оборудование на расстоянии 550 а.е. от Солнца, астрономы смогут использовать нашу звезду в качестве гигантского телескопа.

Как следует из общей теории относительности Эйнштейна, гигантские объекты во Вселенной искривляют пространство-время, изменяя путь света.

Используя массивные объекты в качестве линзы, мы можем видеть свет, исходящий из-за рассматриваемого объекта. Это не какая-то абстрактная идея, а то, что можно делать довольно регулярно, используя такие телескопы, как Джеймс Уэбб (JWST). Несмотря на это, астрономы ограничены расположением этих объектов и объектов, которые оказались за ними.

Но рядом с нами уже есть массивный объект, вызывающий гравитационное линзирование — Солнце.

«Гравитационное поле Солнца действует как сферическая линза, увеличивая интенсивность излучения от удаленного источника вдоль полубесконечной фокальной линии», — говорил Рассел Эшлеман, который первым предложил эту концепцию.

«Космический телескоп в любой точке этой линии в принципе мог бы наблюдать, поддерживать связь и общаться на межзвездных расстояниях, используя оборудование, сравнимое по размеру и мощности с тем, что сейчас используется для межпланетных расстояний. Если пренебречь корональными эффектами, максимальный коэффициент увеличения когерентного излучения будет обратно пропорционален длине волны и равен 100 миллионам на 1 миллиметр».

Хотя перед такой миссией стоят по истине астрономические задачи (включая значительные искажения, вносимые гравитационным линзированием, и перемещение космического аппарата на огромные расстояния для наблюдения за интересующим вас объектом), теоретически ее можно использовать для создания изображений поверхности экзопланет.

Область, в которой можно использовать гравитационную линзу, начинается на расстоянии около 550 а.е., что намного превышает то, чего космические аппараты достигли до сих пор.

«Вояджер-1» пролетел чуть более 160 а.е. с момента своего запуска в 1977 году. Но с появлением двигателей следующего поколения, возможно, эта миссия вскоре станет более достижимой, и ученые смогут использовать Солнце в качестве телескопа для наблюдения за другими планетами.