كيف يمكن لشعاع من الكريات أن ينفجر مسبارًا في الفضاء السحيق

ومع ذلك ، فإنه يتوقع أن يستغرق المشروع المستقبلي أكثر من نصف قرن حتى يتحقق. إنه يطرح بعض التحديات الفيزيائية والهندسية الطموحة ، بما في ذلك تطوير مثل هذا الليزر الضخم ، وبناء شراع ضوئي يمكنه التعامل مع هذه القوة الكبيرة دون أن يتفكك ، وتصميم مركبة فضائية صغيرة وأداة للاتصال مرة أخرى إلى الأرض. يشير Worden إلى وجود تحد اقتصادي أيضًا: تحديد ما إذا كان يمكن تجميع كل القطع معًا مقابل “مبلغ معقول من المال”. على الرغم من أن التمويل الأولي يبلغ 100 مليون دولار ، إلا أنهم يهدفون إلى الحصول على سعر إجمالي يبلغ حوالي 10 مليار دولار ، وهو مماثل لتكلفة بناء تلسكوب جيمس ويب الفضائي ، أو أكثر ببضعة مليارات من مصادم هادرون الكبير. يقول: “نحن متفائلون بحذر”.

لذلك قرر دافويان استكشاف خيار وسيط. سيتضمن مشروعه ليزرًا أصغر (قطره بضعة أمتار) ومسافة تسريع أقصر. إذا نجحوا في ذلك ، فإنه يعتقد أن مفهوم فريقه يمكن أن يعمل على تشغيل مسابر الفضاء السحيق في أقل من 20 عامًا.

يشعر Worden أن مثل هذه الأفكار تستحق التجربة. يقول ووردن ، الذي شغل سابقًا منصب مدير وكالة ناسا أميس مركز البحوث. ويستشهد بالبحث في معهد ليمِتلِس للفضاء في هيوستن وشركة هيليسيتي سبيس التابعة لمنطقة الخليج كأمثلة إضافية.

كان الباحثون يتصورون أيضًا أنواعًا أخرى من أنظمة الدفع المتقدمة في الفضاء السحيق. وتشمل هذه المحركات الدفع الكهربائي النووي ومحرك الصواريخ النووية الحرارية. قد يشتمل الدفع الكهربائي النووي على مفاعل انشطاري خفيف الوزن ومولد كهربائي حراري فعال للتحويل إلى طاقة كهربائية ، بينما يتضمن مفهوم الصاروخ الحراري النووي ضخ الهيدروجين في مفاعل ، مما ينتج عنه طاقة حرارية لإعطاء قوة دفع للمركبة.

تتمثل فوائد أي نوع من الأنظمة النووية في قدرتها على الاستمرار في العمل بكفاءة إلى حد ما بعيدًا عن الشمس – حيث تجمع المركبات التي تعمل بالطاقة الشمسية طاقة أقل – وتحقيق سرعات أعلى بكثير من صواريخ ناسا وسبيس إكس الكيميائية الحالية. يقول أنتوني كالومينو ، رئيس إدارة التكنولوجيا النووية الفضائية لوكالة ناسا: “لقد وصلنا إلى النقطة التي تفوقت فيها الأنظمة الكيميائية على أدائها وكفاءتها”. “الدفع النووي يوفر الحقبة التالية من القدرات للسفر في الفضاء البعيد.”

تحتوي هذه التقنية أيضًا على تطبيقات أقرب قليلاً إلى المنزل. على سبيل المثال ، تستغرق الرحلة إلى المريخ حاليًا حوالي تسعة أشهر. من خلال تقصير وقت الرحلة بشكل كبير ، سيجعل هذا النوع من المركبات السفر إلى الفضاء أكثر أمانًا عن طريق الحد من تعرض أفراد الطاقم للإشعاع الفضائي المسبب للسرطان.

يقود كالومينو مشاركة ناسا في برنامج حراري نووي يسمى Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations ، أو Draco ، وهو تعاون أُعلن في يناير بين وكالة الفضاء و Darpa ، ذراع الأبحاث المتقدم في البنتاغون. لن يكون المفاعل الحراري النووي مختلفًا تمامًا عن المفاعل الموجود على الأرض أو في الغواصة النووية ، ولكنه يحتاج إلى العمل في درجات حرارة أعلى ، مثل 2500 درجة مئوية ، ويمكن للصاروخ الحراري النووي أن يحقق قوة دفع عالية بكفاءة ، مما يعني وقودًا أقل يجب حملها على متن الطائرة ، مما يترجم إلى تكاليف أقل أو مساحة أكبر للأدوات العلمية. كتب تابيثا دودسون ، مدير برنامج دراكو في داربا ، عبر البريد الإلكتروني: “هذا يفتح الكتلة المتاحة للحمولة الصافية – وبالتالي تمكين أنظمة NTR من نقل البضائع ذات الحجم الأكبر إلى الفضاء أو البضائع ذات الحجم نفسه إلى مسافة أبعد إلى الفضاء على نطاق زمني معقول”. يخطط الفريق لعرض المفهوم في وقت لاحق من هذا العقد.

كان لدى دافويان وزملاؤه معظم هذا العام ليثبتوا لوكالة ناسا والشركاء المحتملين الآخرين أن نظام الدفع لديهم يمكن أن يكون قابلاً للتطبيق. إنهم يجربون حاليًا مواد بيليه مختلفة ويتعلمون كيف يمكن دفعها بأشعة الليزر. إنهم يدرسون كيفية تصميم مركبة فضائية بحيث ينقل شعاع الحبيبات الزخم إليها بأكبر قدر ممكن من الكفاءة ، وللتأكد من أنها تدفع المركبة الفضائية – لكنها لا تسخن. أخيرًا ، يدرسون المسارات المحتملة لأورانوس أو نبتون أو أهداف أخرى في النظام الشمسي.

إذا حصلوا على إعجاب من الوكالة ، فسيحصلون على 600000 دولار وسنتين أخريين للبحث في مفهومهم. هذا لن يكون كافيًا لعرض توضيحي واسع النطاق ، كما يشير دافويان ، فإن اختبار نموذج أولي في الفضاء سيكلف عشرات الملايين وسيأتي بعد ذلك. يستغرق البحث والتطوير وقتًا. يبدأ السباق نحو السرعة الفائقة بالسير ببطء.