Afgelopen november, tijdens een TVIW (astronomisch seminar in Tennessee gewijd aan interstellaire vluchten), presenteerde Rob Swinney - voormalig squadroncommandant van de Royal Air Force, ingenieur en master verantwoordelijk voor het "Icarus" -project - een rapport over het werk over het project de laatste tijd. Swinney verfrist het verhaal van Icarus van het publiek: van inspiratie met de ideeën van het Daedalus-project, gemarkeerd in een BIS-rapport (British Interplanetary Society - de oudste organisatie ter ondersteuning van ruimteonderzoek) in 1978, tot een gezamenlijk besluit van de BIS en Tau Zero-enthousiastelingen om het onderzoek in 2009 te hervatten jaar en vóór het laatste nieuws over het project, daterend van 2014 jaar.
De oorspronkelijke versie van het 78e jaar was eenvoudig in zijn formulering, maar moeilijk te implementeren, om de vraag van Enrique Fermi te beantwoorden: "Als er een redelijk leven voorbij de aarde is en interstellaire vluchten mogelijk zijn, waarom zijn er dan geen aanwijzingen voor andere buitenaardse beschavingen?". Daedalus-onderzoek was gericht op het ontwikkelen van een ontwerp van een interstellaire ruimtevaartuig met gebruikmaking van bestaande technologieën in redelijke extrapolaties. En de resultaten van het werk donderden naar de hele wetenschappelijke wereld: het creëren van zo'n schip is echt mogelijk. Het projectverslag werd ondersteund door een gedetailleerd plan van het schip met behulp van deuterium-helium-3-fusie uit vooraf bereide korrels. Daedalus diende vervolgens als richtlijn voor alle volgende ontwikkelingen op het gebied van interstellaire vluchten gedurende 30 jaar.
Icarus, zoon van Daedalus
Na zo'n lange tijd was het echter nodig om de ideeën en technische oplossingen die in Daedal werden gebruikt te herzien om te beoordelen in hoeverre ze de tand des tijds doorstaan. Bovendien werden tijdens deze periode nieuwe ontdekkingen gedaan, een wijziging in het ontwerp in overeenstemming daarmee zou de algemene prestaties van het schip verbeteren. Ook wilden de organisatoren de jongere generatie interesseren voor astronomie en de bouw van interstellaire ruimtestations. Het nieuwe project werd genoemd ter ere van Icarus, zoon van Daedalus, die, ondanks de negatieve schaduw van de naam, overeenkwam met de eerste woorden in het rapport van het 78e jaar:
"We hopen dat deze optie het toekomstige ontwerp, het analogon van Icarus, dat de nieuwste ontdekkingen en technische innovaties zal weergeven, zal vervangen, zodat Icarus de hoogten kan bereiken die nog niet door Daedalus zijn veroverd. Hopelijk zal dankzij de ontwikkeling van onze ideeën de dag komen dat de mensheid de sterren letterlijk zal raken. "
Rethinking van Icarus
Dus, "Icarus" is precies gemaakt als een voortzetting van "Daedalus". De indicatoren van het oude project zien er nog steeds veelbelovend uit, maar moeten nog worden verfijnd en bijgewerkt:
1) In "Dedal" werden relativistische elektronenstralen gebruikt om brandstofgranulen samen te persen, maar latere studies toonden aan dat deze methode niet in staat is de noodzakelijke impuls te geven. Ionenstralen worden in plaats daarvan in fusielaboratoria gebruikt. Desondanks toonde zo'n misrekening, die het National Complex of Thermonuclear Reactions 20 jaar werk en 4 miljard dollar kostte, de moeilijkheid om thermonucleaire fusie te hanteren, zelfs onder ideale omstandigheden.
2) Het belangrijkste obstakel voor "Daedalus" - Helium-3. Het is niet op aarde en daarom is het nodig om het te verwijderen uit gasreuzen die zich op afstand van onze planeet bevinden. Dit proces is te duur en ingewikkeld. 3) Een ander probleem dat "Ikara" zal moeten oplossen, is de afwijzing van informatie over kernreacties. Het was het gebrek aan informatie dat het 30 jaar geleden mogelijk maakte om zeer optimistische berekeningen te maken van de effecten van bestraling van het hele schip met gammastralen en neutronen, waarvan de emissie niet door de motor op thermonucleaire fusie kan worden afgegeven.
4) Tritium werd gebruikt in pellets van brandstof voor ontsteking, maar er kwam te veel warmte vrij uit het verval van zijn atomen. Zonder een goed koelsysteem zal de ontsteking van de brandstof gepaard gaan met het ontsteken van de rest.
5) Decompressie van tanks met brandstof als gevolg van lediging kan een ontploffing in de verbrandingskamer veroorzaken. Om dit probleem op te lossen zijn weegmiddelen toegevoegd aan het ontwerp van de tank om de druk in verschillende delen van het mechanisme in evenwicht te brengen.
6) De laatste moeilijkheid is het onderhoud van het schip. Volgens het project is het schip uitgerust met een paar robots, vergelijkbaar met R2D2, die met behulp van diagnostische algoritmen mogelijke schade zullen detecteren en repareren. Dergelijke technologieën lijken zelfs nu, in het computertijdperk, erg gecompliceerd te zijn om nog maar te zwijgen van de jaren '70.
Nieuwe scheepsopties
Het nieuwe ontwerpteam beperkt zich niet langer tot het creëren van een manoeuvreerbaar schip. Voor onderzoeksfaciliteiten gebruikt Icarus sondes die aan boord van het schip worden vervoerd. Dit vereenvoudigt niet alleen de taak van de ontwerper, maar vermindert ook aanzienlijk de tijd die besteed wordt aan het bestuderen van sterrenstelsels. In plaats van deuterium-helium-3 werkt een nieuw ruimtevaartuig aan puur deuterium-deuterium. Ondanks de grotere uitstoot van neutronen, zal de nieuwe brandstof niet alleen de efficiëntie van de motoren verhogen, maar ook de noodzaak elimineren om middelen uit het oppervlak van andere planeten te halen. Deuterium wordt actief gewonnen uit de oceanen en wordt gebruikt in kerncentrales die op zwaar water werken. De mensheid is er tot nu toe echter niet in geslaagd een gecontroleerde vervalreactie te verkrijgen met het vrijkomen van energie. De aanhoudende race van laboratoria over de hele wereld voor exotherme kernfusie belemmert het scheepsontwerp. Dus de vraag naar de optimale brandstof voor een interstellair schip blijft open. In een poging om in 2013 een oplossing te vinden, werd een interne competitie gehouden onder de eenheden van BIS. Het team won de WWAR Ghost van de universiteit van München. Hun ontwerp is gebaseerd op thermonucleaire fusie met behulp van een laser die zorgt voor een snelle verwarming van de brandstof tot de vereiste temperatuur.
Interstellair schip "Icarus": visie van de kosmische toekomst van de mensheid
Ondanks de originaliteit van het idee en enkele technische bewegingen, konden de deelnemers het belangrijkste dilemma - de brandstofkeuze - niet oplossen. Bovendien is het winnende schip enorm. Het overschrijdt 4-5 keer de grootte van "Daedalus" en andere methoden voor thermonucleaire fusie hebben mogelijk minder ruimte nodig.
Daarom werd besloten om twee soorten motoren te promoten: op basis van thermonucleaire fusie en op basis van pinch Bennett (plasmamotor). Daarnaast wordt parallel aan deuterium-deuterium ook de oude versie met tritium-helium-3 overwogen. Helium-3 geeft zelfs de beste resultaten in elk type motor, dus wetenschappers werken aan manieren om het te krijgen.
Een interessante relatie kan worden opgespoord in de werken van alle deelnemers aan de competitie: sommige elementen van de structuur (sondes voor milieustudies, brandstofopslag, secundaire voedingssystemen, enz.) Van een schip blijven ongewijzigd. Zeker kan men het volgende zeggen:
- Het schip zal heet zijn. Elke methode om een van de aangeboden soorten brandstof te verbranden gaat gepaard met het vrijkomen van grote hoeveelheden warmte. Deuterium heeft een enorm koelsysteem nodig vanwege de directe afgifte van thermische energie tijdens de reactie. Een magnetische plasmamotor creëert wervelstromen in de omringende metalen en verwarmt deze ook. Op aarde zijn er al radiatoren met voldoende kracht om lichamen effectief te koelen met temperaturen boven de 100 ° C, het blijft nodig om ze aan te passen aan de behoeften en omstandigheden van het ruimteschip.
- Het schip zal kolossaal zijn. Een van de belangrijkste taken die aan het Icarus-project waren toegewezen, was het verkleinen van de omvang, maar na verloop van tijd werd duidelijk dat thermonucleaire reacties veel ruimte vereisten. Zelfs de kleinste ontwerpopties wegen tienduizenden tonnen.
- Het schip zal lang zijn. "Daedalus" was erg compact, elk deel ervan werd gecombineerd met een andere, zoals een matroesjka. Bij Ikar hebben pogingen om de radioactieve effecten op het schip te minimaliseren geleid tot verlenging ervan (dit wordt goed gedemonstreerd in het Firefly-project van Robert Freeland).
Zeus
Rob Swinney meldde dat een groep van Drexel University zich bij het Icarus-project aansloot. "Beginners" promoten het idee om PJMIF te gebruiken (een systeem op basis van inkjetplasmalevering met behulp van magneten, terwijl het plasma gestratificeerd is en voorwaarden voor kernreacties biedt). Dit principe is momenteel het meest effectief. In feite is het een symbiose van twee methoden van nucleaire reacties, het heeft alle voordelen van inertiële en magnetische thermonucleaire fusie geabsorbeerd, zoals het verminderen van de massa van de structuur en een aanzienlijke kostendaling. Hun project heet "Zeus".
"Tijd om hier weg te komen"
Kort voor TVIW hield het "Icarus" -project een tentoonstelling in Australië, waarop alle bovengenoemde projecten aan het publiek werden getoond. Wetenschappers van over de hele wereld verzamelden zich onder één dak om ervaringen uit te wisselen. Dit is een zeldzame kans voor professionals die deelnemen aan een intercontinentaal project om te chatten met hun collega's.
Na deze bijeenkomst vond TVIW plaats, waarop Swinney een voorlopige datum vaststelde voor de voltooiing van het Icarus-project - augustus 2015. Het laatste rapport bevat verwijzingen naar wijzigingen van oude Daedalus-ontwikkelingen en innovaties die volledig door het nieuwe team zijn gemaakt. Het seminar werd afgesloten met een monoloog van Rob Swinney, waarin hij zei: "De mysteries van het universum wachten daar ergens op ons! Tijd om hier weg te gaan! "
Cyclops Dawn
Het is interessant dat het nieuwe project onlosmakelijk verbonden is met zijn voorganger. Het transport voor het leveren van onderdelen en brandstof aan de kleine baan van de aarde tijdens de constructie van de Icara kan de Cycloop zijn, een ruimteschip met een kort bereik, ontwikkeld onder leiding van Alan Bond (een van de ingenieurs die aan de Daedalus hebben gewerkt).
