Lazer Marsa kosmik gəmi göndərə bilərmi? Bu, NASA sorğusunu yerinə yetirmək üçün nəzərdə tutulmuş McGill Universitetinin qrupunun nəzərdə tutulan missiyasıdır. Yerdəki 10 metr enində lazer kosmik gəminin arxasındakı kamerada hidrogen plazmasını qızdıraraq, kosmik gəmi üçün hidrogen qazı itkisi yaradacaq və onu cəmi 45 gün ərzində Marsa göndərəcək. Orada Mars atmosferində yavaşlayacaq, insan kolonistlərinə təchizat çatdıracaq və ya bəlkə bir gün hətta insanların özlərini çatdıracaqdı.
2018-ci ildə NASA mühəndisləri Marsa 45 gündən çox olmayan müddətdə ən azı 1000 kq faydalı yük çatdıracaq, eləcə də günəş sisteminin dərinliklərinə və ondan kənara daha uzun səyahətlər edəcək missiya hazırlamağa çağırdı. Qısa çatdırılma müddətləri, qalaktik kosmik şüaların və günəş fırtınalarının zərərli təsirlərini minimuma endirməklə, faydalı yükləri və bir gün astronavtları Marsa çatdırmaq istəyi ilə motivasiya olunur. İlon Maskın SpaceX şirkəti kimyəvi əsaslı raketlərlə Marsa insan missiyasının altı ay çəkəcəyini təklif edir.
McGill-in lazer-istilik mühərriki adlanan konsepsiyası Yerdə yerləşən, diametri 10 metr olan, hər biri təxminən bir mikron dalğa uzunluğuna malik, ümumi gücü 100 meqavat olan çoxlu görünməz infraqırmızı şüaları birləşdirən infraqırmızı lazerlər massivinə əsaslanır. Təxminən 80,000 ABŞ ev təsərrüfatı üçün enerji tələb olunur. Elliptik mühitdə Yer orbitində fırlanan faydalı yükdə Yerdən gələn lazer şüasını hidrogen plazması olan istilik kamerasına yönəldən reflektor olacaq. Nüvəsi 40.000 dərəcə Kelvinə (72.000 dərəcə Fahrenheit) qədər qızdırıldıqdan sonra nüvənin ətrafında axan hidrogen qazı 10.000 K-a (18.000 dərəcə Fahrenheit) çatacaq və gəmini Yerdən itələmək üçün təkan yaradaraq burun vasitəsilə xaric ediləcək. 58 dəqiqəlik fasilə. (Yer fırlandıqca yan itələyicilər gəmini lazer şüası ilə eyni xəttdə saxlayacaqlar.)
Radiasiya dayandıqda, faydalı yük Yerə nisbətən saniyədə təxminən 17 kilometr sürətlə uçur - Ayın orbital məsafəsini cəmi səkkiz saat ərzində qət edəcək qədər sürətli. Ay yarımdan sonra Mars atmosferinə çatanda o, hələ də 16 km/s sürətlə hərəkət edəcək; lakin orada olduqdan sonra faydalı yükü Mars ətrafında 150 km orbitə yerləşdirmək mühəndislik komandası üçün çətin olacaq.
Bu, çətin məsələdir, çünki faydalı yük raketi işə salmaq üçün kimyəvi yanacaq daşıya bilmir - lazım olan yanacaq faydalı yükün kütləsini orijinal 1000 kq-ın 6 faizindən azına endirəcək. Qırmızı planetdəki insanlar yaxınlaşan gəmi üçün əks hərəkəti təmin etmək üçün reflektor və plazma kamerasından istifadə etmək üçün ekvivalent lazer massivi qurana qədər, aerotutma Marsda yükü yavaşlatmağın yeganə yolu olacaq.
Bununla belə, Mars atmosferində havadan tutma və ya aerobraking riskli manevr ola bilər, çünki kosmik gəmi 8 q-a qədər (burada g Yer səthində cazibə qüvvəsi ilə bağlı sürətlənmədir, 9,8 m/s2) yavaşlama yaşayır, təxminən insan həddi, Mars ətrafında bir keçiddə çəkildiyi üçün cəmi bir neçə dəqiqə. Atmosferlə sürtünmə səbəbindən gəmidə böyük istilik axınları istilik mühafizə sisteminin ənənəvi materiallarından daha yüksək olacaq, lakin aktiv inkişafda olanlardan deyil.
Kosmik gəminin lazer-istilik hərəkəti dərin kosmosa - Mars və ondan kənara - lazer şüasının faydalı yükün arxasındakı fotovoltaik (PV) elementlərə dəydiyi lazer-elektrik hərəkəti kimi əvvəllər təklif edilmiş digər nəqliyyat üsulları ilə ziddiyyət təşkil edir; fotovoltaik elementlərdə günəş işığının dartma yaratdığı günəş-elektrik mühərriki; nüvə reaktorunun mühərrik tərəfindən buraxılan ionları istehsal edən elektrik enerjisi istehsal etdiyi nüvə elektrik mühərriki; və nüvə reaktorundan gələn istiliyin mayeni qaza çevirdiyi və itələmə qüvvəsi yaratmaq üçün başlıqdan çıxarılan nüvə istilik hərəkəti sistemi.
Tədqiqatın aparıcı müəllifi Emmanuel Duplay deyir: “Lazer-istilik hərəkəti voleybol ölçülü lazer massivləri ilə 1 tonun sürətli daşınmasına imkan verir – lazer elektrik mühərriki bunu ancaq kilometr sinifli massivlərlə edə bilər”. McGill Universitetində mühəndislik tədqiqatları üzrə bakalavr yay proqramının bir hissəsi kimi iki il müddətinə layihə. Duplay hazırda Delft Texnologiya Universitetində Kosmik Uçuş ixtisası ilə Aerokosmik Mühəndislik üzrə Elm Magistr proqramı üzrə təhsil alır.Duplay və digərləri tərəfindən təqdim olunan lazer-termal hərəkət konseptinin böyük üstünlüyü. onun 0,001-0,010 kq/kVt diapazonunda olduqca aşağı kütlə-güc nisbətidir - "görünməmiş", onlar yazırlar, "enerji mənbəyi qaldığına görə, hətta qabaqcıl nüvə hərəkəti texnologiyası üçün verilənlərdən çox aşağıdır. Yerdə və çatdırılan axın aşağı kütləli şişmə reflektorla müalicə edilə bilər.
Lazer-istilik hərəkəti ilk dəfə 1970-ci illərdə o dövrdə ən güclü olan 10,6 mikron CO2 lazerlərindən istifadə edilərək öyrənilmişdir. Böyük effektiv diametrlərə malik kütləvi paralel fazalı massivlərə birləşdirilə bilən müasir bir mikron fiber optik lazerlər o deməkdir ki, enerji ötürülməsinin fokus məsafəsi iki dəfə yüksəkdir - Duplay lazerində 50.000 km.
Duplay izah edir ki, mərhələli massiv lazer arxitekturası Santa Barbara, Kaliforniya Universitetində fizik Filip Lubinin rəhbərlik etdiyi qrup tərəfindən hazırlanır. Lubin qrupunun massivi hər biri təxminən 100 vatt gücündə fərdi lazer gücləndiricilərindən istifadə edir - hər bir gücləndirici bir nasos kimi sadə bir lif və LED dövrəsidir və ucuz şəkildə kütləvi istehsal edilə bilər - buna görə də burada nəzərdə tutulan Mars missiyası 1 milyon tələb edəcək. fərdi gücləndiricilər.
Marsdakı ilk insanlar çox güman ki, lazer-termal texnologiya ilə oraya çata bilməyəcəklər. "Lakin daha çox insan uzunmüddətli koloniyanı dəstəkləmək üçün səyahət etdikcə, radiasiya təhlükəsindən qaçmaq üçün bizi oraya daha sürətli çatdıran hərəkətverici sistemlərə ehtiyacımız olacaq" dedi Duplay. O hesab edir ki, Marsa lazer-termal missiya insanların ilk uçuşlarından 10 il sonra, yəni təxminən 2040-cı ildə başlaya bilər.
bbabo.Net