Vil raketter drevet af fusion i sidste ende gøre interplanetær rejse almindeligt?
Menneskeres rejse til en anden planet er en drøm, der har været holdt lenge. Men selv i vores eget solsystem gør de store afstande det til en meget hård drøm at udføre. Den seneste NASA-robot, der lander på Mars, Curiosity rover, blev lanceret den 26. november 2011 og blev sat ned på Mars den 5-6 august 2012. Otte måneder ser ikke ud til at være meget lang tid (medmindre du også vil vende tilbage til Jorden også). Imidlertid ville et rumskib, der transporterer menneskelige astronauter, tage meget længere tid at komme til Mars. For at overleve i rummet er vi mennesker nødt til at transportere luft, mad og vand, som alle vejer meget og kræver meget brændstof for at drive frem (som igen vejer meget og kræver mere brændstof, og så videre). Så at tage til Mars med konventionelle raketter - den type raketter, der bruges til at få nysgerrighed til Mars - ville være vanskeligt og tidskrævende. Derfor taler rumentusiaster ofte om nuklear fusion, den samme energi, der styrer solen og stjernerne, som en mulig attraktiv raket fremdrivningsteknik. Og det ser ud til, at en fusionsdrevet raket kommer tættere på virkeligheden.
Sidste måned præsenterede forskere ved University of Washington - og hos MSNW, et rumfremdrivende selskab med base i Redmond, Washington - mission analyse til en tur til Mars. Disse forskere arbejder nu på at forstå de tekniske detaljer ved en fusionsdrevet rejse til Mars, og de arbejder i laboratoriet på de teknologier, der er nødvendige for at indeholde en fusionsreaktion samt bygge andre komponenter, der er nødvendige for en fusionsdrevet raket.
Kunstnerens koncept om en fusionsraket til Mars. På dette billede ville besætningen være i det mest kammer, der er fremad. Solpaneler på siderne samler energi for at starte den proces, der skaber fusion. Billede via University of Washington. Se større.
Er en fusionsdrevet raket mulig? Disse forskere siger, at det er det. De siger, at de har udført vellykkede laboratorietest af alle dele af processen, og at deres opgave nu er at kombinere disse isolerede test til et afsluttende eksperiment, der producerer fusion. Holdet sagde i en pressemeddelelse, der blev udsendt 4. april 2013, at det håber at have alt klar til en første test i slutningen af sommeren 2013.
NASA estimerer, at en menneskelig ekspedition til Mars ville tage mere end fire år ved hjælp af nuværende teknologi. Den store mængde kemisk raketbrændstof ville være dyrt; lanceringsomkostninger alene ville være mere end 12 milliarder dollars, siger NASA. I modsætning hertil har teamet i Washington offentliggjort papirer, der beregner potentialet for 30- og 90-dages ekspeditioner til Mars ved hjælp af en fusionsraket.
Hvorfor er fusionsraketter så vanskelige at bygge? Et stort problem er indeholdende fusionsreaktionen. Fusion kræver stjernerne. Kan vi mennesker indeholde denne proces?
Holdet i delstaten Washington har udtænkt et system, hvor et kraftfuldt magnetfelt får store metalringe til at implodere omkring et plasma og komprimere det, så atomer begynder at smelte sammen (og derved skabe energi). Konvergerende ringe smelter sammen og danner en skal, der antænder fusion i et par mikrosekunder. Komprimeringstiden er kort, men forskerne siger, at der frigives tilstrækkelig energi til at varme og ionisere det omgivende skall. Dette superopvarmede, ioniserede metal skubbes ud af raketdysen med en høj hastighed. Processen gentages hvert minut eller deromkring og drevet af rumfartøjet.
I videoen nedenfor indsprøjtes plasmaet (lilla), mens lithiummetalringe (grønne) hurtigt kollapser omkring plasmaet, hvilket skaber fusion.
Disse forskere og videnskabsfolk siger, at deres mål er at "rydde mange af de forhindringer, der blokerer for dyb rumfart, herunder lange tider i transit, ublu omkostninger og sundhedsrisici." Ledende forsker John Slough, en UW-forskningsassistent i luftfart og astronautik - og præsident for MSNW, et rumfremdrivende selskab med base i Redmond, Washington - sagde:
Ved hjælp af eksisterende raketbrændstof er det næsten umuligt for mennesker at udforske meget ud over Jorden. Vi håber at give os en meget mere kraftfuld energikilde i rummet, som i sidste ende kan føre til at gøre interplanetære rejser almindelige.
Sloughs team er finansieret gennem NASAs innovative innovative koncepterprogram og blev tildelt en anden finansieringsrunde i efteråret 2012.
Bundlinje: Forskere og forskere ved University of Washington og rumfremdrivelsesfirmaet MSNW siger, at de arbejder på de teknologier, der er nødvendige for at bygge en fusionsdrevet raket til Mars. Hvis det lykkes, har en fusionsdrevet raket potentialet til at transportere menneskelige astronauter til Mars i 30- og 90-dages ekspeditioner, siger disse forskere.
Via University of Washington