De lancering van de sonderobot naar een andere ster is een geheel andere schaal in verhouding tot de lancering van de sonde in de verre uithoeken van het zonnestelsel.
Aangezien de ster het dichtst bij ons op een afstand van meer dan 4 lichtjaar ligt, moeten we wennen aan de langdurige communicatieproblemen - een interstellair onbemand luchtvaartuig zal een multisonde moeten hebben die in staat is om verschillende media autonoom te verkennen.
In totaal heeft de stersonde waarschijnlijk een eigen ruimteverkenningsprogramma, beginnend als een pakket van het transportsysteem, dat is bedoeld voor het Icarus-project van hybride raketten. Hybride raketten schalen echter niet goed en hebben een minimale grootte, meestal honderden tonnen.
Dit is vergelijkbaar met hoe we een heel verkenningsprogramma naar een ander sterrenstelsel hebben gestuurd, en hoewel dit niet het grootste probleem is, vereist het veel verschillende dingen - het zal een paradigmaverschuiving zijn in onze benadering en nadenken over hoe we de ruimte kunnen verkennen. Geen enkele cosmodrome kan middelen verschaffen voor het plaatsen van een voertuig in een baan om de aarde of het leveren van honderden of duizenden tonnen brandstof aan een hybride raket.
Het ontwerp van de hybride raket "Firefly" zal ontworpen zijn om in 100 jaar naar Alpha Centauri te vliegen, het zal een massa van ongeveer 1500-3000 ton hebben en het zal deuterium brandstof moeten overbrengen in een hoeveelheid die 19 keer groter is dan zijn eigen massa. Zo kan ongeveer 30.000-60.000 ton aan apparatuur en brandstof in de ruimte worden gebracht.
Om veiligheidsredenen moet de hybride raket worden gelanceerd vanuit een veel hogere baan dan de gebruikelijke near-earth (LEO), waar het internationale ruimtestation en andere bemande voertuigen zich bevinden. Waarschijnlijk zijn dit vaste banen tussen de aarde en de maan, bijvoorbeeld het Lagrange-punt of de Halo-baan. Om 60.000 ton te transporteren tussen banen zal een serieuze transportinfrastructuur nodig zijn. Op middellange termijn (een decennium of twee) is de privéraket van SpaceX van plan om 100 ton nuttige ladingen naar Mars te lanceren om de bouw te ondersteunen. Het gebruik van chemische raketten, zoals de Falcon Heavy, betekent dat de massa van de Mars Colonial Transporter minstens 600 ton zal zijn. Lopen naar de maanbaan vereist evenveel brandstof als de baan van Mars. Dus voor een ruimtesonde met een massa van 60.000 ton is 360.000 ton aan lading nodig (voornamelijk brandstof), dit is het geval wanneer alleen chemische raketten worden gebruikt. Dergelijke kosten zullen buitensporig zijn.
Overweeg deze situatie echter: we denken niet vaak na over hoeveel onze krachtbronnen wegen. Bij 1 gigawatt aan kolencapaciteit, met een efficiëntie van 35 procent, is 0, 1 ton steenkool per seconde nodig. Gedurende het jaar verbrandt het 3.000.000 ton steenkool en produceert het 10.000.000 ton koolstofdioxide en ongeveer 150.000 ton as.
Verrassend, gezien het miniatuur moderne ruimtevaartuig, kijk naar de lancering van duizenden tonnen nuttige lading in hoge bijna-aardbanen. Aan het eind van de jaren zeventig deed de NASA bijvoorbeeld onderzoek naar de constructie van gigantische zonnesatellieten in de geostationaire baan van de aarde, hoewel de resultaten van deze enquêtes alleen op papier zijn. Maar het werd duidelijk dat transportarchitecturen goed kunnen worden toegepast bij de constructie van een interstellaire sonde. Zowel Japan als China hebben interesse getoond in het lanceren van satellieten op zonne-energie, althans in een demonstratievorm sinds de jaren 2030 en deze in 2050 te commercialiseren.
Daarom, wanneer de interstellaire sonde wordt gebouwd, kan het zijn dat tegen die tijd infrastructuren beschikbaar zijn in de ruimte om het bouwproces te ondersteunen. De basis van de orbitale transportinfrastructuur is als volgt gepland:
- Ten eerste zal de levering van payloads en brandstof in een baan worden georganiseerd voor diegenen die hogere banen gaan bezoeken. Dit is de beste optie, echt herbruikbare draagraketten, zoals de geavanceerde versies van de SpaceX-serie van het bedrijf Falcon, die tien tot twintig jaar kunnen bestaan, of de Europese Rocket Hybrid Skylon.
- Ten tweede zal het drijfgas dat nodig is om de lading naar de geostationaire baan te sturen, massaal worden vervangen door raketvrije chemische brandstof, zoals thermische kernenergie, evenals thermische zonne- en zonne-energie. Ze vereisen een veel kleiner volume drijfgas om de payload naar hogere banen te leveren en, afhankelijk van het gekozen systeem, kan dit dagen of maanden duren.
Het is de moeite waard om na te denken over de schaal van transportsystemen die nodig zijn om de bouw van bijvoorbeeld een satelliet-energiecentrale op zonne-energie te ondersteunen. Een typische 1 gigawatt aan ATP zal ongeveer 10.000 ton wegen. De wereldwijde behoefte aan energie groeit. De huidige vraag is ongeveer 500 gigawatt per jaar, dus om de helft van de benodigde energie te leveren met behulp van een zonne-satellietcentrale, moeten er ongeveer 250 satellieten per jaar worden gebouwd - ongeveer 2,5 miljoen ton aan hardware moet in een baan zijn.
Van Icarus 'brandstof wordt verwacht dat het deuterium is dat uit de zee wordt gewonnen. Zodra SpaceX echter een bruggenhoofd op Mars aanlegt en de transportinfrastructuur is gevestigd, zullen wetenschappers actief een meer optimale optie beginnen. Verschillende bedrijven zijn al van plan om de potentiële bronnen van asteroïden te verkennen. Een zeer lucratieve markt kan er ook in een paar decennia worden gecreëerd, maar het zal gebeuren als SPS-materialen kunnen worden verkregen uit de bronnen die zich in de ruimte bevinden met lagere kosten dan met leveranties van het cosmodrome vanaf de aarde. Meer overtuigend is de versie die de belangrijkste brandstof is voor een stellaire sonde, deuterium, op Mars en op de maan, bestaat in veel hogere percentages dan op aarde. Deuterium-atomen zijn twee keer zo zwaar als gewone waterstof omdat het een isotoop is. Recente metingen van de aanwezigheid van deuterium in de polaire caps van Mars hebben aangetoond dat het gehalte minstens 8 keer groter zal zijn dan de gemiddelde waarde op aarde. Er werd ook bewijs gevonden dat de maan een grote hoeveelheid ijs heeft, afgeleid van waterstof, die daar terechtkwam met de zonnewind en kometen, en de maan zou zelfs rijker moeten zijn in deuterium dan Mars.
Daarom, wanneer de tijd rijp is voor de bouw van een sterrenschip, kan het zijn dat er al brandstof en materialen zijn die gemakkelijk kunnen worden verkregen uit buitenaardse bronnen.
Om de kosten van het transport van brandstof voor het schip te optimaliseren, kan het nieuwe krachtige systeem volledig worden gebruikt voor het transport van vele andere bulkgoederen. De Finse ontdekkingsreiziger Pekka Janhunen biedt de E-Sail, een speciaal conceptueel ontwerp dat een zonneveer creëert uit opgeladen elektrische draden.
De zonnewind bestaat uit een snelle plasmastream afkomstig van de zon, die zal vloeien rond het elektrische veld dat door de draden wordt gecreëerd, waardoor de nodige tractie wordt gecreëerd. Deze uitvinding werd aangekondigd met een korte beschrijving in 2004, het werd getest op een reeks satellieten en het Europees Ruimtevaartagentschap is van plan het te lanceren. Een volledig functionerend elektronisch zeil zal hersteld deuterium kunnen slepen van vrijwel elke bron in het zonnestelsel, zoals Mars of asteroïden, evenals andere lading. Deze uitvindingen kunnen ook worden gebruikt als 'zwaartekrachtsleepvoertuigen' voor asteroïden die gevaarlijk zijn voor een botsing met de aarde, of ze zelfs naar nieuwe, nuttiger banen kunnen brengen. Productieactiviteit in de ruimte vereist de bouw van een schip en vele andere toepassingen, en dit feit bevestigt het voordeel van het Apollo-programma, dat het voor mensen mogelijk maakte om op de maan te landen. De micro-elektronica revolutie in de jaren 70 en 80 is te danken aan "één grote sprong voorwaarts voor de mensheid". Per slot van rekening zijn er veel nieuwe productieprocessen vrij snel uitgevonden en zijn veel wetenschappers op fysiek, technisch en computergebied opgeleid.
Veel succes is goed voor degenen die weten welke onvoorstelbare voordelen zullen worden ontleend aan wat een ruimteschip zal creëren.
