Kosmosekettad – soodsad ja väga kiired

Praegu on kiireim inimese poolt kosmosesse saadetud objekt Voyageri sond, mis suutis tänu Jupiteri, Saturni, Uraani ja Neptuuni gravitatsiooniheitjate kasutamisele kiirendada kiiruseni 17 km/s. See on mitu tuhat korda aeglasem kui valgus, mille Päikesele lähima täheni jõudmiseks kulub neli aastat.

Ülaltoodud võrdlus näitab, et kui rääkida tõukejõutehnoloogiast kosmosereisidel, siis on meil veel palju teha, kui tahame jõuda kuhugi Päikesesüsteemi lähimatest kehadest kaugemale. Ja need pealtnäha lähedased reisid on kindlasti liiga pikad. 1500 päeva lendu Marsile ja tagasi ning isegi planeetide soodsa asetusega ei kõla kuigi julgustavalt.

Pikkadel reisidel on lisaks liiga nõrkadele sõitudele ka muid probleeme, näiteks varustuse, side, energiaressurssidega. Päikesepaneelid ei lae, kui päike või muud tähed on kaugel. Tuumareaktorid töötavad täisvõimsusel vaid paar aastat.

Millised on meie kosmoselaevadele suuremate kiiruste suurendamise ja suuremate kiiruste edastamise tehnoloogia arendamise võimalused ja väljavaated? Vaatame juba olemasolevaid lahendusi ja neid, mis on teoreetiliselt ja teaduslikult võimalikud, kuigi siiski pigem fantaasia.

Olevik: keemia- ja ioonraketid

Praegu kasutatakse endiselt laialdaselt keemilist tõukejõudu, näiteks vedela vesiniku ja hapniku rakette. Tänu neile saavutatav maksimaalne kiirus on ligikaudu 10 km/s. Kui suudaksime Päikesesüsteemi gravitatsioonimõjusid, sealhulgas päikest ennast maksimaalselt ära kasutada, võiks keemiarakettmootoriga laev jõuda isegi üle 100 km/s. Voyageri suhteliselt madalam kiirus tuleneb sellest, et selle eesmärk ei olnud maksimaalse kiiruse saavutamine. Samuti ei kasutanud ta planeedi gravitatsiooniassistentide ajal mootoritega "järelpõletit".

Ioontõukurid on rakettmootorid, milles kandeteguriks on elektromagnetilise interaktsiooni tulemusena kiirendatud ioonid. See on umbes kümme korda tõhusam kui keemilised rakettmootorid. Töö mootoriga algas eelmise sajandi keskel. Esimestel versioonidel kasutati ajami jaoks elavhõbedaauru. Praegu kasutatakse laialdaselt väärisgaasi ksenooni.

Mootorist gaasi eraldav energia tuleb välisest allikast (päikesepaneelid, elektrit tootvast reaktorist). Gaasi aatomid muutuvad positiivseteks ioonideks. Seejärel kiirendavad nad elektri- või magnetvälja mõjul, saavutades kiiruse kuni 36 km / s.

Väljapaisatud teguri suur kiirus toob kaasa suure tõukejõu väljutatava aine massiühiku kohta. Toitesüsteemi väikese võimsuse tõttu on aga väljapaisatud kanduri mass väike, mis vähendab raketi tõukejõudu. Sellise mootoriga varustatud laev liigub väikese kiirendusega.

Leiad artikli jätku ajakirja maikuu numbris

VASIMR täisvõimsusel