
Unikátna technológiu by mohla umožniť medzihviezdne cestovanie
Výskumníci navrhli novú metódu pohonu, ktorá by mohla umožniť prekonanie obrovských vzdialeností potrebných na medzihviezdne misie v rámci ľudského života. Základná výzva pri dosiahnutí inej hviezdnej sústavy spočíva v tom, ako efektívne a cenovo dostupne generovať a prenášať dostatok energie do vesmírnej lode. Fyzikálne obmedzenia moderných vesmírnych lodí predstavujú problém, najmä vzhľadom na obmedzený priestor na palivo alebo batérie.
Ak chceme niekedy dosiahnuť obrovské rýchlosti potrebné na prekonanie medzihviezdnych vzdialeností počas ľudského života, musíme nájsť netradičné riešenia. Medzi také patria relativistické elektrónové lúče vytvorené z elektrónov pohybujúcich sa blízko rýchlosti svetla. Nedávny návrh využíva elektrónové lúče zrýchlené na rýchlosť blízkou rýchlosti svetla na pohon kozmickej lode, čo by pomohlo prekonať obrovské vzdialenosti medzi Zemou a ďalšou najbližšou hviezdou.
Štúdia Greasona a Gerrita Bruhaugovcov, fyzikov z Los Alamos National Laboratory, publikovaná v časopise Acta Astronautica, zdôrazňuje, že dosiahnutie praktických medzihviezdnych rýchlostí závisí od schopnosti dodať vesmírnej lodi dostatočné množstvo kinetickej energie ekonomickým spôsobom. Väčšina teoretických štúdií o „jazde na lúčoch“ na medzihviezdne cestovanie sa zameriava na laserové lúče, ktoré sú zložené z fotónov.
Medzi významné príklady patria laserom poháňané medzihviezdne náporové motory (ramjety) a laserové plachty. Náporové motory poháňajú vesmírne lode stláčaním vodíkového plynu získaného z medzihviezdneho prostredia, pričom energiu im dodáva laserový lúč vysielaný zo vzdialeného zdroja. Naproti tomu laserové plachty využívajú hybnosť fotónov z laserového lúča na poháňanie kozmickej lode vpred. Hoci oba koncepty vyzerajú ako ideálne riešenia, ich aplikácii bráni niekoľko obmedzení.
Medzihviezdne ramjety čelia výzvam, ako je nízka hustota medzihviezdneho prostredia a obrovské požiadavky na energiu a jadrovú syntézu. Laserové plachty, hoci sú konštrukčne jednoduchšie, majú problém s udržaním zarovnania a intenzity lúča na obrovské vzdialenosti, aby sa zabezpečila primeraná dodávka energie. Na rozdiel od toho sa elektróny oveľa ľahšie zrýchľujú na rýchlosti blízke svetlu a ponúkajú jedinečné výhody, aj keď sú zatiaľ menej preskúmané pre vlastné obmedzenia. Keďže všetky elektróny sú negatívne nabité, navzájom sa odpudzujú, čím sa lúč rozptýli. Greason a Gerrit však tvrdia, že existujú spôsoby, ako tomu čeliť.
Pri relativistických rýchlostiach, teda pri rýchlosti blízkej rýchlosti svetla, sa čas pohybuje pomalšie, čo by znamenalo, že elektrónový lúč by sa nestihol rozptýliť a zostal by sústredený. Ďalšia výhoda spočíva v tom, že vesmír nie je prázdny. Priestor vypĺňa veľmi riedky rozptyl ionizovaných plynov nazývaný plazma, ktorý obsahuje elektróny a ióny. Keď sa elektrónový lúč pohybuje touto plazmou, tlačí ľahšie elektróny, ale ťažšie ióny necháva za sebou. Vzniká tak magnetické pole, ktoré ťahá lúč k sebe a zabraňuje jeho šíreniu.
Keby sa to podarilo, lúč by mohol prekonávať veľké vzdialenosti a poskytovať energiu na urýchlenie vesmírnej lode. Vo svojej práci dvojica vypočítala, že elektrónový lúč pohybujúci sa takouto rýchlosťou by mohol vytvoriť dostatok energie na to, aby poháňal sondu s hmotnosťou 1000 kg (približne rovnakou, ako má Voyager 1) až do 10 % rýchlosti svetla. To by jej umožnilo dosiahnuť Alfa Centauri len za 40 rokov, čo je výrazné zlepšenie oproti súčasným 70 000 rokom.
Greason tvrdí, že príklady týchto zovretých relativistických lúčov už existujú v hlbokom vesmíre, ide o prúdy nabitých častíc uvoľnené čiernymi dierami, čo naznačuje, že je to hypoteticky možné. Nie je však jasné, či môžeme také podmienky vytvoriť umelo. V článku tím navrhuje umiestnenie „vesmírnej lode generujúcej lúče“ v blízkosti Slnka, aby sa využilo silné slnečné svetlo na získavanie energie.
Greason poznamenal, že hoci vytvorenie vysokovýkonného lúča si vyžaduje inžiniersku prácu, nie je to príliš náročné v porovnaní s inými výzvami. Projekcia elektrónového lúča na pohon vesmírnej lode je len časťou riešenia. Vyžaduje si aj premenu energie lúča na pohonnú látku, pričom treba zabezpečiť minimálnu stratu tepla, aby nedošlo k poškodeniu kozmickej lode. Greason uviedol, že majú niekoľko hypotetických nápadov, ako to dosiahnuť, ale je potrebná ďalšia práca a počítačové modelovanie, aby pochopili správanie a iniciáciu lúča.
Zdroj: space.com.
Zdroj Foto: depositphotos.com.