Du hành vũ trụ giữa các vì sao sẽ không thành công nếu không có hệ thống phanh tốt hơn

$config[ads_kvadrat] not found

Rammstein - Du Hast (Official Video)

Rammstein - Du Hast (Official Video)
Anonim

Một trong những chìa khóa rất quan trọng để có thể di chuyển giữa các vì sao trong không gian là xây dựng một thứ có thể đi nhanh - rất nhanh. Một điều nữa mà không quá rõ ràng? Hiệu quả nhấn phanh.

Mặc dù mục tiêu đằng sau du hành không gian là đi du lịch xa càng nhanh càng tốt, thiết kế phải dựa trên nhiệm vụ. Nếu bạn đang cố gắng đi đến tương đương vũ trụ của Bumfuck, thì ở đâu đó, việc dừng lại nhanh chóng không quan trọng - bạn thậm chí còn phải xây dựng cơ chế hãm cho tàu vũ trụ của mình.

Nhưng điều đó không chính xác điểm du hành không gian. Bạn muốn đi đâu đó - hoặc bởi vì bạn đang cố gắng nghiên cứu một hệ thống từ xa, hoặc bạn đang cố gắng đến một thế giới mới và khám phá nó trên bề mặt.

Trong cả hai trường hợp, bạn phải đảm bảo rằng bạn có thể làm chậm tàu ​​vũ trụ của mình để bạn không bỏ qua nó trong chớp mắt (hoặc tệ hơn, đâm vào thứ gì đó.) Nếu bạn chỉ đang bay - như những gì các Những chân trời mới cuộc thăm dò đang diễn ra trong vành đai Kuiper với Sao Diêm Vương và các thế giới khác - bạn vẫn cần phải đi đủ chậm để thực sự thu thập dữ liệu đáng giá. Nếu bạn đang cố gắng vào một hành tinh không gian quỹ đạo, thì bạn chắc chắn cần phải chắc chắn rằng bạn đã di chuyển đủ chậm để bạn không thể đốt cháy trong bầu không khí thế giới đó - hoặc đâm vào bề mặt như một tiểu hành tinh không có cảm giác tôn nghiêm.

Máy bay di chuyển qua bầu trời Trái đất sử dụng lực cản để giảm tốc độ. Không có khí mà bạn có thể tận dụng để làm chậm.

Vậy làm thế nào để bạn phanh? Một kỹ sư kỹ thuật sử dụng, được gọi là aerobraking, tận dụng trọng lực. Về cơ bản, một tàu vũ trụ nên thay đổi vận tốc khi nó đi vào quỹ đạo hình elip kéo dài tại điểm đến của nó. Điều này xảy ra bằng cách kết hợp một hệ thống đẩy ngược (tức là bắn ra phía trước tàu vũ trụ) với lực hấp dẫn và bầu khí quyển của hành tinh. Nếu bầu khí quyển dày, thì một quỹ đạo đơn sẽ có hiệu quả để làm chậm tàu ​​vũ trụ. Nếu nó mỏng hoặc không tồn tại, thì một số quỹ đạo bay sẽ hoạt động để làm chậm tàu ​​vũ trụ đủ tốt để cuối cùng nó đi vào quỹ đạo ổn định quanh hành tinh hoặc mặt trăng đang được điều tra.

Nhưng đây không phải là dễ dàng. Ví dụ, để đạt được quỹ đạo ổn định cuối cùng quanh Sao Hỏa cần thêm sáu tháng sau một tàu vũ trụ đã đến hành tinh đỏ. Nếu hệ thống đẩy của bạn dựa trên hóa chất, thì khí quyển mỏng hơn có nghĩa là bạn phải lãng phí nhiều nhiên liệu hơn để làm chậm và hỗ trợ quá trình aerobraking. Những chi phí đó cao hơn nhiều nếu bạn đang cố gắng hạ cánh trên bề mặt.

Và khi nói đến các hệ thống đẩy tàu vũ trụ tái tạo - vẫn đang được phát triển - các cơ chế phanh thậm chí còn ít được nghĩ đến. Ví dụ, hãy để Lôi nhìn vào sáng kiến ​​Đột phá Starshot, dự định gửi nanocraft ra Alpha Centauri với tốc độ khoảng một phần năm tốc độ ánh sáng, sử dụng chùm ánh sáng đẩy một tàu mặt trời đi tàu vũ trụ về phía trước.

Cánh buồm mặt trời có thể là một hình thức đẩy tàu vũ trụ tuyệt vời cho các phương tiện hạng nhẹ. Bạn chỉ cần dựa vào sức mạnh của mặt trời để đưa bạn về phía trước. Nhưng sau đó, bạn có một câu hỏi lớn hơn để giải quyết - làm thế nào để bạn chậm lại? Giống như một cánh buồm bình thường, ý tưởng sẽ là cho phép hình dạng cánh buồm có thể tự cấu hình lại để nó cũng có thể sử dụng sức mạnh của mặt trời để làm chậm lại.

Đó nhiều nói dễ hơn làm. Rốt cuộc, nếu kế hoạch của bạn là du hành tới một hệ thống sao mới, bạn đã giành được điều khiển thời gian thực của chiếc thuyền buồm tàu ​​vũ trụ. Bạn cũng phải đối phó với một ngôi sao ánh sáng khác tương tác với cánh buồm. Di chuyển về phía hệ thống đó có nghĩa là bạn có thể đang hướng tới ngôi sao (hoặc ngôi sao) đó trước.

Các chuyên gia khác đang cố gắng sửa đổi hệ thống aerobraking theo cách tận dụng các hình thức công nghệ mới nổi. Một trong những ý tưởng kỳ lạ nhất là từ quyển - một dự án chỉ được tài trợ như một phần của NASA Cấm tiếp theo được tìm thấy trong các giải thưởng Giai đoạn II thông qua Chương trình Khái niệm tiên tiến đổi mới của NASA. Được đề xuất bởi Redmond, công ty MSNW có trụ sở tại Washington, kế hoạch là tạo ra một lá chắn plasma từ hóa xung quanh một tàu vũ trụ có thể tương tác với bầu khí quyển của hành tinh đích và giúp giảm tốc độ xe cộ thậm chí còn hơn cả hệ thống aerobraking thông thường hoạt động một mình. Khái niệm này hoạt động giống như một chiếc dù vô hình.

Tất nhiên, ý tưởng này là hoàn toàn khái niệm ngay bây giờ. Các nhà máy MSNW sử dụng khoản tài trợ 500.000 đô la của họ để thúc đẩy nghiên cứu làm cho từ trường hoạt động, nhưng ai biết liệu họ có thể tiến gần đến việc đạt được một nguyên mẫu hoạt động hay không.

Trong khi đó, phanh tiếp tục là một sự cân nhắc thiết kế bị bỏ qua khi phát triển tàu vũ trụ. Không có nghi ngờ gì về tốc độ là điều cần thiết, nhưng điều quan trọng cần nhớ là nó giống như khi chúng ta lái ô tô ở đây trên Trái đất: đi nhanh chỉ dẫn đến kết cục nếu chúng ta có thể giảm tốc độ.

$config[ads_kvadrat] not found