„Umbrela sparta” ne conduce in spatiu

„Umbrela sparta” ne conduce in spatiu

(Credit de imagine:

Getty Images

)

Ne intalnim cu inginerul NASA care intentioneaza sa foloseasca o umbrela gigantica sparta pentru a ne duce la stele.

F

Pentru cei dintre noi acasa in universul Star Trek, 4 aprilie 2063 va fi o zi minunata. Acesta este momentul in care omul de stiinta cu rachete de geniu Zefram Cochrane isi testeaza cu succes unitatea de urzeala. Tehnologia va revolutiona calatoriile spatiale – permitand navelor stelare sa calatoreasca mai repede decat viteza luminii, ducandu-ne cu indrazneala acolo unde nimeni nu a mai mers. Vulcanii vor aparea si totul.

Intre timp, unitatile de urzeala, gaurile de vierme si mai rapid decat navele spatiale usoare raman concepte speculative. Acestea ar putea fi posibile – iar ideea de a putea distorsiona spatiul sau de a calatori prin comenzi rapide in tesatura spatiu-timp nu este nicidecum exclusa – dar putini fizicieni sunt dispusi sa parieze bani seriosi impotriva regulii lui Einstein ca nimic nu poate calatori mai rapid decat viteza luminii. 

Deci, unde ii lasa pe cei care vor sa exploreze dincolo de curtea noastra cosmica imediata? 

Sonda spatiala Voyager 1 se deplaseaza prin spatiu in ultimii 40 de ani (credit: Getty Images)

Singura nava spatiala care a ajuns mai departe decat planetele, lunile si asteroizii sistemului nostru solar este Voyager 1. In momentul scrierii, aceasta sonda plictisitoare se afla la 20.

Array

083.476.000 de kilometri (12.479.293.426 mile) de Pamant, calatorind cu aproximativ 17 kilometri pe secunda. Suna impresionant pana nu va amintiti ca Voyager 1 a fost lansat in 1977, este echipat cu instrumente stiintifice, camere si senzori de la inceputul anilor ’70 si circula de aproape 40 de ani.

Inainte ca omenirea sa incerce sa trimita o alta sonda catre spatiul interstelar, inginerii spera sa gaseasca o modalitate de a ajunge acolo mult mai repede si, in mod ideal, in timpul vietii lor de lucru. 

Exista mai multe optiuni pe masa.

Unii favorizeaza panzele solare – foi gigantice in oglinda impinse de forta fotonilor de la Soare. Altii – inclusiv Stephen Hawking – sugereaza ca arboreaza aceste panze pe fascicule de fotoni bine focalizati generate de lasere trase de pe Pamant sau de sateliti pe orbita.

Inginerul de la NASA, Bruce Wiegmann, investigheaza totusi posibilitatea de a zbura catre stele folosind un sistem de propulsie care seamana cu o umbrela gigantica sparta sau cu meduza. Conceptul este cunoscut sub numele de propulsie electrica sau e-sail, si consta dintr-o sonda spatiala pozitionata in centrul unui ventilator de fire metalice.

Fotonii impinsi de Soare ar putea permite navei spatiale sa calatoreasca mai departe in spatiu (Credit: Getty Images)

In loc sa fie impinsa de fotoni, e-sail foloseste puterea vantului solar. Acest flux de particule incarcate este continuu aruncat de Soare la viteze de aproximativ 400 km pe secunda. Studiile preliminare sugereaza ca o nava spatiala care calareste acest vant ar putea calatori de trei ori mai repede decat o sonda echipata cu o panza solara. 

„Aveti fire goale lungi si subtiri, care sunt incarcate pozitiv, care se extind de la o nava spatiala care se roteste incet”, spune Wiegmann, de la Advanced Concepts Office de la NASA, la Marshall Space Center din Alabama. „Sarmele incarcate pozitiv vor respinge ionii incarcati pozitiv din vantul solar pentru a impinge nava spatiala – este ca si magnetii cu care ne-am jucat la scoala, magnetii cu aceeasi polaritate se resping reciproc.”

„Am putea face acelasi tip de misiune ca Voyager, dar in 10 sau 12 ani”, spune el. „Am putea ajunge la Pluton in cinci sau sase ani, jumatate din timpul misiunii recente a Zorilor si in Jupiter in doi ani.”

Realizarea acelui vis poate sa nu fie usor.

„Exista o gramada de probleme cu acesta”, spune Thomas Zurbuchen, profesor de astrofizica la Universitatea din Michigan.

„Cea mai mare parte a energiei care iese din Soare este lumina”, spune el. „Forta totala pe o nava solara este aproximativ echivalenta cu forta gravitationala a unei bare de ciocolata pe un teren de fotbal – forta vantului solar este de o mie de ori mai mica decat aceasta”.

Deci, in timp ce o nava solara ar putea avea cateva sute de metri, umbrela spatiala a NASA ar trebui sa aiba un diametru uimitor de 40 de kilometri – dimensiunea unui oras – cu firele infasurate in interiorul navei spatiale pentru lansarea pe o racheta conventionala, cum ar fi Noul sistem de lansare a spatiului de la NASA.

Proiecte de nave spatiale retro care urmaresc discuri mari; ar putea imprumuta navele spatiale viitoare din aceste modele fantastice? (Credit: Getty Images)

Zurbuchen a condus recent un studiu stiintific major al SUA care a concluzionat ca satelitii mici, cunoscuti sub numele de Cubesats, sunt viabile pentru explorarea stiintifica planetara si considerabil mai ieftini decat navele spatiale traditionale. Cu toate acestea, el nu este convins ca zborul cu fire incarcate este cel mai bun mod de a le propulsa. „Stiinta materialelor este oribila”, spune Zurbuchen. „Am facut fire de mai bine de o suta de ani si inca se rup.

„Daca te uiti la fire, acestea vor fi in continuare grele, deoarece sunt metalice”, spune el. „Trebuie sa fie fire de inalta calitate, altfel, atunci cand treceti electricitate de-a lungul lor, se vor arde. Chiar si asa, daca vor fi loviti de un micrometeorit, firele se vor rupe. ”

In loc sa foloseasca un e-sail, Zurbuchen favorizeaza propulsarea sondelor interstelare ale viitorului folosind vele solare sau propulsie nucleara – sau poate o combinatie a celor doua. Asta nu inseamna ca umbrela electrica este imposibila. Poate doar greu.

Echipa lui Wiegmann dezvolta in prezent tehnica de baza si spera sa efectueze teste folosind fire legate de baloane de mare altitudine.

„Incercam sa dovedim tehnologia”, spune Wiegmann, care isi propune sa conduca prima misiune demonstrativa la inceputul anilor 2020. „De asemenea, studiem fizica, asa ca stim cata forta de propulsie va produce vantul solar”.

„Totul trebuie sa inceapa de undeva”, spune el. “Sunt foarte entuziasmat. Daca putem demonstra fizica, atunci este doar o provocare inginereasca. ”

Daca tehnologia se va dovedi reusita, o nava spatiala echipata cu o nava electronica ar putea sa o depaseasca pe Voyager. Sau am putea astepta doar ca Cochrane sa inventeze unitatea de urzeala atunci cand ambele vor fi lasate mult in urma …

Alaturati-va peste 600.000 de fani viitori, placandu-ne pe Facebook sau urmariti-ne pe Twitter , Google+ , LinkedIn si Instagram .

Daca ti-a placut aceasta poveste,  inscrie-te la buletinul informativ saptamanal bbc.com , numit „Daca ai citit doar 6 lucruri in aceasta saptamana”. O selectie selectata de povesti de la BBC Future, Earth, Culture, Capital, Travel si Auto, livrate in casuta de e-mail in fiecare vineri.