Міжзоряні космічні подорожі не будуть успішними без кращої гальмівної системи

Один з дуже важливих клавіш для створення міжзоряних подорожей у космосі - це побудувати те, що може швидко пройти - дуже швидко. Інша річ, яка не так очевидна? Ефективно натискаючи гальма.

Незважаючи на те, що мета космічних поїздок полягає в тому, щоб якомога швидше пересуватися на великі відстані, дизайн повинен базуватися на місії. Якщо ви намагаєтеся просто поїхати в космологічний еквівалент Bumfuck, Nowhere, зупиняючись швидко, це не так важливо - вам навіть не доведеться будувати механізм гальмування для вашого космічного корабля.

Але це не зовсім точка космічних подорожей. Ти хочеш піти кудись - або тому, що ви намагаєтеся вивчати систему здалеку, або ви намагаєтеся приземлитися на новий світ і дослідити його на поверхні.

У будь-якому випадку, ви повинні переконатися, що ви можете сповільнити ваш космічний апарат, так що ви не просто пропустити його в мить ока (або гірше, врізатися в щось.) Якщо ви просто робите полет - як що Нові горизонти Зонд робиться в поясі Койпера з Плутоном і іншими світами - вам все одно потрібно йти досить повільно, щоб фактично зібрати цінні дані. Якщо ви намагаєтеся увійти до орбітального простору планети, то ви безумовно переконайтеся, що ви рухаєтеся досить повільно, щоб ви просто не спалили в атмосфері цього світу - або врізалися в поверхню, як астероїд, не відчуваючи святості.

Літаки, які подорожують по небесах Землі, використовують тягу для уповільнення. Немає газів, які можна використовувати для уповільнення.

Так як же ви гальмуєте? Інженери техніки, які використовують аерозахоплення, використовують силу тяжіння. В основному, космічний апарат повинен змінювати свою швидкість, коли він надходить у витягнуту еліптичну орбіту у своєму місці призначення. Це відбувається шляхом поєднання системи зворотного руху (тобто зйомки вогню з фронту космічного апарату) з власною гравітацією і атмосферою планети. Якщо атмосфера товста, то єдиний орбітальний прохід повинен бути ефективним для уповільнення падіння космічного апарату. Якщо це тонкий або неіснуючий, то кілька орбітальних проходів будуть працювати, щоб уповільнити космічний апарат вниз досить добре, щоб він, нарешті, увійшов до стабільної орбіти навколо досліджуваної планети або місяця.

Але це нелегко. Наприклад, досягнення остаточної стабільної орбіти навколо Марса триває ще шість місяців після космічний апарат вже досяг червоної планети. Якщо ваша силова установка є хімічною, то більш тонка атмосфера означає, що вам доведеться витрачати більше палива, щоб уповільнити процес аерозакріплення. Ці витрати значно вищі, якщо ви намагаєтеся приземлитися на поверхню.

А коли йдеться про поновлювані рушійні системи космічних апаратів - які ще знаходяться на стадії розробки - гальмівні механізми ще менш продумані. Наприклад, давайте подивимося на ініціативу Breakthrough Starshot, яка планує відправити нанотрубку до Alpha Centauri приблизно на одну п'яту швидкості світла, використовуючи світловий промінь, який штовхає сонячні вітрила корабля вперед.

Сонячні вітрила можуть стати фантастичною формою рушія космічних апаратів для легких транспортних засобів. Ви просто покладаєтеся на силу сонця, щоб рухатися вперед. Але тоді у вас є більше питання, з яким потрібно боротися - як ви уповільнюєтеся? Як і звичайне вітрило, ідея полягає в тому, щоб дозволити формі вітрила перенастроїти себе таким чином, щоб вона також могла використовувати силу сонця, щоб сповільнитися.

Це багато легше сказати, ніж зробити. Зрештою, якщо ви плануєте поїхати до нової зіркової системи, ви не матимете в реальному часі контроль над вітрилом корабля. Ви також повинні мати справу зі світлом іншої зірки, що взаємодіє з вітрилом. Перехід до цієї системи означає, що ви, ймовірно, рухаєтеся до цієї зірки (або зірок) головою.

Інші фахівці намагаються змінити систему аеробрейкування таким чином, щоб скористатися перевагами нових технологій. Однією з найдивніших ідей є магнітосфера - проект, що фінансується як частина наступного проекту НАСА фази II на основі своєї Інноваційної програми NASA. Запропонований компанією Редмонд, Вашингтон, компанія MSNW, планується створити намагнічений плазмовий щит навколо космічного апарату, який буде взаємодіяти з атмосферою планети призначення і допоможе зменшити швидкість автомобіля навіть більше, ніж звичайна система аеробрейку. Концепція працює як невидимий парашут.

Звичайно, зараз ця ідея є абсолютно концептуальною. Заводи MSNW використовуватимуть свій грант у розмірі 500 000 доларів для просування досліджень у роботі з магнітосферою, але хто знає, чи зможе вони навіть близькі до досягнення робочого прототипу.

Тим часом, гальмуючий продовжується бути пропусканий розгляд проекту коли йому прибуває до розвитку космічного апарату. Без сумніву, швидкість є істотною, але важливо пам'ятати, що це так само, як коли ми їдемо на Землі: швидкий рух призводить до загибелі, якщо ми також не можемо сповільнитися.