Сила термоядерная реакция Это очень передовая технология. Скептикам этого будет трудно добиться. Однако, несмотря на этот трудный переход, ядерные реакции, питающие Солнце, могут найти применение в других областях. Наиболее очевидным является вопрос об оружии: мы все знаем разрушительную силу водородных бомб. Можно реализовать еще один, несомненно, лучший вариант использования: космические аппараты.
Концепция двигателя прямого синтеза, называемого прямым приводом сварки (или DFD), находится в стадии разработки в Принстонская лаборатория физики плазмы. Команда ученых и инженеров во главе с Д-р Сэмюэл Коэн , работает на своей второй версии. Разработчики надеются перейти к этапу испытаний в космосе и однажды сделать его основной двигательной установкой для космических кораблей, путешествующих через нашу Солнечную систему. Уже есть особенно интересная цель, имеющая несколько общих черт с Землей: Титан. В нем есть потенциал для размещения форм жизни, и неслучайно миссии уже запланированы (одного, называемого "Стрекоза", я говорил вам некоторое время назад).
Подумайте только: с двигателем прямого термоядерного синтеза мы могли бы отправить туда зонд менее чем за два года. Об этом говорится в исследовании, проведенном физическим факультетом Технологического колледжа Нью-Йорка под руководством профессора Роман Кезерашвили в окружении двух ребят из Туринского политехнического института, Паоло Эйме e Марко Гаджери.
Слева направо: Марко Гаджери, доктор Самуэль Коэн, Паоло Эйме, профессор Роман Кезерашвили
Двигатель прямого термоядерного синтеза
Концепция двигателя холодного ядерного синтеза предполагает использование топлива с дейтерий и изотоп гелий-3 . Даже при относительно небольших количествах чрезвычайно мощного топлива DFD может превзойти обычно используемые сегодня химические или электрические методы движения. Удельный импульс системы, который является мерой того, насколько эффективно двигатель использует топливо, по оценкам, сопоставим с наиболее эффективными электродвигателями, доступными в настоящее время. Вкратце, на крайнем примере: двигатель такой же эффективный, как у ракет, но с эффективностью электродвижения.
Поехали на Титан!
Характеристики этого двигателя прямого термоядерного синтеза выглядят великолепно, но он все еще проходит испытания. Авторы статьи выбрали Титан: чтобы составить карту наилучшего пути к самому большому спутнику Сатурна, итальянская команда совместно с разработчиками DFD работала над PPPL, используя данные о производительности из тестового движка. Команда пересекла характеристики двигателя с другими данными (о выравнивании планет) и разработала два возможных пути для Титана. Тот, где применяется тяга двигателя только в начале и в конце поездки (TCT) и один, в котором тяга постоянна на время поездки.
При постоянной тяге двигатель прямого термоядерного синтеза сократит время полета до чуть менее 2 лет, в то время как профиль TCT даст общее время полета в 2,6 года для космического корабля гораздо большего размера, чем космический корабль. Cassini. Оба этих пути не потребуют гравитационной помощи, которой регулярно пользуются космические корабли, путешествующие к внешним планетам. Кассини, последняя известная миссия, посетившая систему Сатурна, длилась почти 7 лет.
Следует отметить одну важную вещь, - заявляет он. Марко Гаджери, один из авторов исследования, заключается в том, что окно, которое делает характеристики двигателя прямого термоядерного синтеза более эффективными, открывается примерно в 2046 году. У нас (намного) меньше 30 лет, чтобы улучшить и отрегулировать эту революцию в двигательной установке.
А когда-то там?
Другие проблемы возникнут, когда зонд двигателя прямого термоядерного синтеза DFD достигнет сатурнианской системы. Обойти вторую по величине планету Солнечной системы относительно легко. Перенести орбиты к его самому большому спутнику намного сложнее. Решение этой проблемы требует решения проблемы три тела , печально известная сложная задача орбитальной механики, включающая определение орбит трех разных орбитальных тел (то есть космического корабля, Сатурна и Титана).
Чтобы решить эту проблему, DFD может начать использовать еще одно из своих отличительных преимуществ: подавать прямую энергию в системы космического корабля. Двигатель прямого термоядерного синтеза - это не только источник энергии, но и источник тяги. Если он спроектирован правильно, он может обеспечить всю необходимую мощность космического корабля для длительных миссий и (простите за каламбур) для длительных миссий.
Например на Плутоне. Единственной человеческой миссии такого рода, «Новые горизонты», потребовалось 9 лет, чтобы достичь Плутона. Само собой разумеется, что двигатель прямого синтеза значительно сократит время, необходимое для совершения этого путешествия. И если бы он вступил в строй в ближайшие 30 лет, он мог бы стать движущей силой для всех видов новых исследовательских миссий.
Больше информации: Исследование в pdf
