Šio ambicingo projekto technologija bus pradėta bandyti šiais metais, o į kosmosą galėtų pakilti iki 2027 m., sakė raketas gaminančios bendrovės „Pulsar Fusion“ įkūrėjas ir generalinis direktorius Richardas Dinanas. Tačiau bendrovė nenustatė jokio termino, kada futuristinės svajos galėtų tapti realybe. Vienas ekspertas sakė, kad tai gali įvykti bent po dešimtmečio, jei ne vėliau.
Bendrovė „Pulsar Fusion“, kuri taip pat gamina tradicines plazmines raketas ir kuria branduolinius-šiluminius variklius, pirmą kartą apie „Sunbird“ projektą paskelbė kovo 6 d. Po to, kai per pastarąjį dešimtmetį koncepciją kūrė „visiškai slaptai“, teigiama bendrovės pranešime. Projektas buvo visiškai atskleistas visuomenei kovo 11 d. parodoje „Space-Comm Expo“ Londono „ExCel“ centre.
Raketos būtų laikomos didžiuliuose orbitinių palydovų dokuose, o po to jos būtų pritvirtinamos prie kitų erdvėlaivių ir sparčiai gabentų juos į paskirties vietas, o tai gerokai sumažintų tolimų kosminių misijų kaštus.
Pagrindinė „Sunbird“ technologija yra „Duel Direct Fusion Drive“ (DDFD) varikliai, kurie, bendrovės teigimu, panaudos neįtikėtiną branduolinės sintezės galią ir hipotetiškai užtikrins kur kas didesnį išmetamųjų dujų greitį nei šiuo metu įmanomas.
Jei tai pavyks, tai galėtų perpus sutrumpinti potencialią kelionės į Marsą trukmę, o zondai galėtų pasiekti Plutoną per 4 metus, teigia „Pulsar Fusion“ (dabartinis kelionės į Plutoną rekordas – 9,5 metų, kurį 2015 m. pasiekė NASA kosminis aparatas „New Horizons“).
„Jei mes ketiname būti ta rūšis, kuri iš tikrųjų pasieks kitas planetas, tuomet išmetimo greitis yra beveik svarbiausias dalykas, – sakė R. Dinanas per paskaitą parodoje „Space-Comm Expo“. – Kalbant apie tai, ką [teoriškai] galima išgauti išmetamųjų dujų greičiu, sintezė yra svarbiausia.“
Sintezė kosmose
Tikėtina, kad Žemėje branduolių sintezė, kaip beveik neribotos energijos šaltinis, bus pradėta naudoti tik po kelių dešimtmečių, todėl iš pirmo žvilgsnio branduolių sintezės raketų idėja atrodo kaip gryna mokslinė fantastika. Tačiau yra priešingai, nes „termobranduolinei sintezei kosmose keliami žemesni reikalavimai“, sakė R. Dinanas.
Taip yra todėl, kad siūloma reakcija, kurios reikia kosmose, skiriasi nuo tos, kurią fizikai bandoma įgyvendinti Žemėje. Tradiciniuose branduolių sintezės reaktoriuose, vadinamuosiuose tokamakuose, siekiama sujungti deuterį ir tritį – abu sunkiuosius vandenilio izotopus arba jų versijas – ir taip išskirti nuolatinį neutronų srautą, kuris generuoja šilumą (ir savo ruožtu energiją), taip pat gamina daugiau kuro tolesnei reakcijai.
Tačiau planuojamas DDFD kuras yra deuteris ir helis-3 – itin retas helio izotopas, turintis vienu neutronu mažiau neutronų nei dominuojanti jo forma. Šiuo atveju reakcija išstumtų protonus, o jų krūvį būtų galima panaudoti tiesioginei varomajai jėgai. Be to, siūloma reakcija vienu metu turėtų trukti tik trumpą laiką, panašų į tą, kuris jau pasiektas Žemėje.
Reaktoriaus forma ir mastas taip pat yra svarbūs. Tokamakas – tai didelės riestainio formos kameros, kurios turi imituoti kosmoso vakuumą ir atlaikyti nuolatinę temperatūrą, prilygstančią Saulės paviršiaus temperatūrai. Tam jie naudoja itin galingus elektromagnetus, kad plazmą suvarytų į pastovią kilpą. Tačiau DDFD yra linijinis reaktorius, kuriam nereikia visiškai riboti jame esančios plazmos. Kosmose taip pat yra natūralus vakuumas ir absoliutų nulį siekianti temperatūra, kuri neleis reaktoriui perkaisti.
Tačiau DDFD konstrukcijos vis dar yra griežtai saugoma paslaptis ir dar nėra tinkamai išbandytos, todėl tikslus jų veikimas ir įgyvendinamumas nėra aiškus.
R. Dinanas sakė suprantantis, kodėl žmonės iš pradžių gali skeptiškai vertinti termobranduolinės sintezės kosmose galimybes, tačiau pridūrė, kad, kai žmonės į tai pažvelgia logiškai, tai įgauna prasmę.
„Tai visais atžvilgiais yra įgyvendinama, – pridūrė jis. – Jei galime atlikti termobranduolinę sintezę Žemėje, tai tikrai galime atlikti ir kosmose.“
Tačiau ne visi sutinka, kad tai bus taip paprasta.
„Aš nusiteikęs skeptiškai, – sakė MIT astronautikos profesorius Paulo Lozano, besispecializuojantis raketinių variklių srityje. – Branduolių sintezė yra sudėtinga ir buvo sudėtinga dėl daugelio priežasčių ir ilgą laiką, ypač kompaktiškuose įrenginiuose.“ Tačiau, nematydamas visų „Sunbird“ projektų, jis pridūrė, kad neturi „techninio pagrindo tai vertinti“.
Įmanomos ir pigesnės kelionės kosmose
Jei „Pulsar“ pavyks įvaldyti DDFD, planuojama raketas „Sunbird“ naudoti kaip įrenginius, galinčius iškelti bet kokį erdvėlaivį iš žemosios Žemės orbitos (LEO) toliau į kosmosą – daugiausia dėl to, kad branduolių sintezė nėra perspektyvus ar saugus būdas paleisti raketas tiesiai nuo Žemės paviršiaus.
Taigi, užuot kūrus milžiniškas raketas su didžiuliais raketiniais varikliais, kad būtų galima visiškai išvengti Žemės gravitacijos, „Sunbird“ leis bet kuriam į LEO patekusiam erdvėlaiviui išvengti mūsų planetos traukos. Dėl to misijos į Mėnulį, Marsą ir už jo ribų taptų kur kas labiau įmanomos ir pigesnės, sakė R. Dinanas.
„Pulsar“ taip pat įsivaizduoja, kad „Sunbird“ veiks kaip akumuliatorius, galintis kelionės metu maitinti bet kokio erdvėlaivio, prie kurio jis bus pritvirtintas, sistemas. Nors tai nėra pagrindinis tikslas.
Dar vienas didelis raketų „Sunbird“ privalumas yra tas, kad joms reikėtų tik nedidelio kiekio degalų ir jie galėtų būti lengvai pripildomi ir įkraunami, kol jie būtų orbitinėse stotyse, todėl jas būtų galima naudoti daug kartų, palyginti su daugeliu kitų varomųjų sistemų, sakė R. Dinanas.
„Sunbird“ greičiausiai bus apie 30 metrų ilgio, o pirminiame pranešime spaudai raketa apibūdinama kaip „išskirtinio, į ateivių panašaus dizaino“. Taip yra dėl storų „tankų“ tipo šarvų, kurie, tikimasi, leis jiems atlaikyti kosminės radiacijos ir mikrometeoritų bombardavimą kosmose – todėl jie atrodo „labai keistai“, sakė R. Dinanas.
Kiekvienos „Sunbird“ gamyba gali kainuoti iki 90 mln. dolerių (83 mln. Eur), daugiausia dėl to, kad brangiai kainuoja gauti helio-3, apskaičiavo R. Dinanas.
Ateityje helis-3 galėtų būti išgaunamas iš Mėnulio regolito, o tai būtų daug pigiau nei bandyti jį pagaminti Žemėje, sakė P. Lozano. Tačiau šiuo metu tai nėra įtraukta į „Pulsar“ planus.
Tolesni žingsniai
Šiais metais „Pulsar“ atliks pirmuosius statinius DDFD variklio bandymus poroje milžiniškų vakuuminių kamerų, neseniai pastatytų bendrovės miestelyje Blečlyje, Anglijoje. Šios kameros yra didžiausios tokio tipo kameros Jungtinėje Karalystėje ir galbūt didžiausios Europoje, sakė R. Dinanas.
Šiuose pirminiuose bandymuose nebus naudojamas helis-3, nes jį įsigyti prototipui yra per brangu, o tai reiškia, kad tikroji branduolių sintezė nebus pasiekta. Vietoj jo bus naudojamos „inertinės dujos“, kad būtų galima išbandyti, kaip teoriškai galėtų veikti variklis, pasakojo R. Dinanas.
Toliau „Pulsar Fusion“ planuoja 2027 m. atlikti kai kurių „pagrindinių technologinių komponentų“ demonstravimą orbitoje, pridūrė jis. Tačiau R. Dinanas nepaaiškino, ką tai reiškia.
Jei būsimi bandymai bus sėkmingi, „Pulsar“ pradės rinkti lėšas visaverčiam „Sunbird“ prototipui sukurti ir pradės bandymus pasiekti tikrąją branduolių sintezę naudojant helį-3. Tačiau F. Dinanas teigia, kad nėra jokio pirmojo „Sunbird“ prototipo sukūrimo grafiko ir kad „pernelyg spekuliatyvu“ prognozuoti, kada tai gali įvykti.
P. Lozano „optimistiškai“ prognozuoja, kad iki visiškai veikiančio „Sunbird“ prototipo liko mažiausiai dešimtmetis, tačiau pridūrė, kad fizikai dažnai juokauja, jog „branduolių sintezė yra ir visada bus 20 metų ateityje“, rašo „Live Science“.