Przed nami odległości, które nawet światło pokonuje przez wiele lat. Oczywiste jest, że pociski, które mamy teraz, nie polecą daleko. Wynaleziono już kilkanaście wariantów silników przyszłości. Ciekawie jest zobaczyć, które z nich są realistycznie wykonane.
„Wiadro” EmDrive
Etap rozwoju: testowane w NASA, TU Dresden i Chińskiej Akademii Nauk.
Projekt wydaje się absurdalnie prosty: bierzemy metalowe wiadro i wkładamy do niego magnetron (który jest w każdej kuchence mikrofalowej), a następnie szczelnie zakrywamy pokrywką, czyli zamykamy. Włączamy „mikrofalówkę” i otrzymujemy: promieniowanie elektromagnetyczne wytwarza określone ciśnienie, które pod pokrywą jest większe niż na dole. Tworzy to ciąg skierowany w dół. To prawda, że dla modelu eksperymentalnego jest to pomijalne - 20 mikronów. Na Ziemi to nie wystarczy nawet, aby ruszyć się z miejsca. Ale jest wyraźna zaleta - paliwo nie jest potrzebne. W ogóle. Poza tym w kosmosie deweloperzy są pewni, że nawet przy tak małej mocy można rozpędzić się do prędkości kilku kilometrów na sekundę w dziesięć lat i przelecieć 3,5 miliarda kilometrów. Ale w kosmicznej skali nadal oznacza to pełzanie wolniej niż ślimak:do bardzo, bardzo najbliższej gwiazdy (nie licząc oczywiście Słońca) Proxima Centauri znajduje się 4 lata świetlne, a każdy rok świetlny to 9 miliardów kilometrów.
Silnik jonowy
Film promocyjny:
Faza rozwoju: 1998 - start sondy Deep Space-1 (silnik pracował 678 dni), 2003 - start sond Hayabusa i SMART-1.
Potrzebuje ksenonu lub innego gazu obojętnego. Prąd elektryczny wybija elektrony z atomów - otrzymuje się jony, które uzyskują fantastyczne przyspieszenie: do 200 kilometrów na sekundę. To 50 razy więcej niż prędkość, z jaką żarzący się gaz pędzi z obecnych rakiet. Ponadto może pracować nieprzerwanie przez trzy lata z rzędu.
Silnik plazmowy
Etap rozwoju: projekt VASIMR, jeszcze nie przetestowany w kosmosie.
Jest podobny do jonowego, tylko kilkadziesiąt razy silniejszy. Zjonizowany gaz jest podgrzewany do kilku milionów stopni i przechodzi w stan plazmy, która jest wyrzucana przez dyszę. Rozważają zainstalowanie takiego silnika na statku kosmicznym do załogowych lotów na Marsa. Podróż zajmie wtedy tylko 39 dni. Ale ani on, ani jego młodszy brat nie zabiorą nas do gwiazd: wymagana będzie niesamowita ilość paliwa i najwyraźniej nie damy rady wylądować na egzoplanecie takim statkiem.
Silnik Fusion
Etap rozwoju: brak próbek roboczych.
On też nie potrzebuje paliwa, zabierze je bezpośrednio z kosmosu - zbierze wodór (a jest go dość), podgrzeje do momentu, w którym atomy rozpoczną syntezę termojądrową, czyli do milionów stopni, a tym samym otrzyma energię. Szybkość ruchu, według obliczeń, okazuje się po prostu niesamowita - za 11 lat można pokonać 400 lat świetlnych i dostać się do konstelacji Plejad, a za 23 lata - ogólnie do sąsiedniej galaktyki Andromedy. Kłopot w tym, że potrzebna jest specjalna reakcja termojądrowa proton-proton, ale nie została ona jeszcze uzyskana.
Silnik na antymaterię
Faza rozwoju: teoria, w 2010 - udana produkcja antymaterii.
A więc: są elektrony i są - pozytony. To są elektrony na odwrót, ponieważ mają ładunek dodatni, a nie ujemny. I są te same złe protony - antyprotony. Wszystko to jest antymaterią. Fizycy obliczyli, że przy pomocy około czterech miligramów takiej materii można polecieć na Marsa w ciągu kilku tygodni, a dla Alpha Centauri wystarczy 17 gramów. Sztuczka polega na tym, że gdy wchodzi w interakcję z materią - najzwyklejszą - niszczą się nawzajem, a jednocześnie następuje uwolnienie po prostu kolosalnej energii. Kilogram antymaterii plus kilogram zwykłej antymaterii równa się Car Bomba, ale my, ziemianie, ją mamy, najstraszliwszą ze wszystkich wodorowych. Pozostało tylko jedno małe pytanie - jak zdobyć ten skarb. Nie znaleziono go jeszcze w obserwowalnym wszechświecie. Próbują to zrobić sami. Pierwsza antycząstka została zsyntetyzowana w 1965 roku. Teraz zadaniem jest uwięzienie ich w specjalnej pułapce i zapewnienie, że pozostaną w niej jak najdłużej w swoim antypaństwie. Jak dotąd okazuje się to rzadko: w 2011 roku 309 antyprotonów „żyło” przez 1000 sekund.
Silnik kwantowy
Etap rozwoju: zakres zadań z Roscosmos do weryfikacji eksperymentalnej.
Jeśli mówimy o wynalezieniu rosyjskiego naukowca Władimira Leonowa, to dziś nazywają go „grawitacją” i generalnie za nic go zbesztają. Ale w 2014 roku jego twórca pokazał swój eksperymentalny model Rosyjskiej Akademii Nauk i tam uznano go za całkiem wykonalny. Następnie 54-kilogramowy silnik dał ciąg zdolny do uniesienia i przeniesienia do 700 kilogramów w przestrzeń, zużywając tylko kilowat energii elektrycznej. Sprawa jest jednak bardzo skomplikowana. Na przykład potrzebuje reaktora zimnej syntezy jądrowej (i to wciąż jest hipotetyczna rzecz), a co najważniejsze, pierwiastka zerowego, który Mendelejew kiedyś włączył do swojego układu okresowego i którego nauka nie uznaje dzisiaj. Leonov twierdzi, że istnieje i że składa się z niej niewidzialna materia („kwantowa czasoprzestrzeń”). A jeśli nauczysz się sobie z tym radzić,wtedy można uzyskać antygrawitację, która przeniesie nas na Marsa w 42 godziny. Wiosną 2019 roku Roskosmos zgodził się pozwolić Leonovowi pokazać, jak to działa i udowodnić, że można nim latać w odległą przestrzeń.
Napęd Warp
Etap rozwoju: teoria.
Można powiedzieć, że pomysły Leonova są podobne do pomysłów innego naukowca - meksykańskiego fizyka Miguela Alcubierre. Kiedyś w latach 90. widział już wystarczająco dużo Star Treka i po całonocnych obliczeniach doszedł do wniosku, że na Enterprise nie ma rzeczy niemożliwych. Wystarczy zdeformować przestrzeń wokół statku. I jak? A więc: po prostu doprowadzaj go do szaleństwa, znowu z pomocą antygrawitacji. Tylko to nie wymagało pierwiastka zerowego, ale czegoś jeszcze bardziej niewyobrażalnego - egzotycznej materii. Nie wiemy, skąd go wziąć, ale wiemy, że ma mniejsze ciśnienie niż w próżni. Negatywny. Mówisz, że to się nie dzieje? Okazuje się, że to się dzieje. Próżnia nie jest pusta, jak się okazało, roi się od cząstek kwantowych, które również wytwarzają ciśnienie. A jeśli umieścisz dwie mikroskopijne płytki bardzo, bardzo, bardzo blisko siebie, wtedy będzie mniej tych cząstek zwisających między nimi niż dookoła. Okazuje się więc, że jest podciśnienie. Eksperyment ten przeprowadził w 1948 roku holenderski fizyk Hendrik Casimir, więc teraz jego imię nosi niesamowity efekt.
A więc o Alcubierre. Jego pomysł jest taki: otoczyć statek kosmiczny dużym egzotycznym pierścieniem. A potem obłąkana materia, wchodząc w interakcje z normalną materią, zacznie tworzyć antygrawitację i zakrzywiać przestrzeń: kurczy się z przodu i rozszerza z tyłu. Będzie taki tunel, w którym nasze „Enterprise”, nigdzie się nie ruszając, będzie mogło poruszać się szybciej niż światło, a za dwa tygodnie będzie blisko gwiazdy najbliżej Słońca.
Oznacza to, że egzotyki znajdziemy nie w mikroskopijnej, ale w normalnej skali - i będziemy latać.
Adel Romanenkova