Disgiau gofod - fforddiadwy a chyflym iawn

Ar hyn o bryd, y gwrthrych cyflymaf a lansiwyd i'r gofod gan ddyn yw'r chwiliedydd Voyager, a oedd yn gallu cyflymu i 17 km / s diolch i'r defnydd o lanswyr disgyrchiant o blaned Iau, Sadwrn, Wranws ​​a Neifion. Mae hyn sawl mil o weithiau'n arafach na golau, sy'n cymryd pedair blynedd i gyrraedd y seren sydd agosaf at yr Haul.

Mae'r gymhariaeth uchod yn dangos, o ran technoleg gyrru ym maes teithio i'r gofod, bod gennym lawer i'w wneud o hyd os ydym am fynd i rywle y tu hwnt i gyrff agosaf cysawd yr haul. Ac mae'r teithiau hyn sy'n ymddangos yn agos yn bendant yn rhy hir. Nid yw 1500 diwrnod o hedfan i'r blaned Mawrth ac yn ôl, a hyd yn oed gydag aliniad planedol ffafriol, yn swnio'n galonogol iawn.

Ar deithiau hir, yn ogystal â gyriannau rhy wan, mae problemau eraill, er enghraifft, gyda chyflenwadau, cyfathrebu, adnoddau ynni. Nid yw paneli solar yn codi tâl pan fydd yr haul neu sêr eraill ymhell i ffwrdd. Dim ond am ychydig flynyddoedd y mae adweithyddion niwclear yn gweithredu hyd eithaf eu gallu.

Beth yw'r posibiliadau a'r rhagolygon ar gyfer datblygu technoleg ar gyfer cynyddu a rhoi cyflymderau uwch i'n llong ofod? Edrychwn ar yr atebion sydd eisoes ar gael a'r rhai sy'n bosibl yn ddamcaniaethol ac yn wyddonol, er eu bod yn dal yn fwy o ffantasi.

Presennol: rocedi cemegol ac ïon

Ar hyn o bryd, mae gyriad cemegol yn dal i gael ei ddefnyddio ar raddfa fawr, fel hydrogen hylif a rocedi ocsigen. Y cyflymder uchaf y gellir ei gyflawni diolch iddynt yw tua 10 km / s. Pe gallem wneud y gorau o'r effeithiau disgyrchiant yng nghysawd yr haul, gan gynnwys yr haul ei hun, gallai llong ag injan roced gemegol gyrraedd hyd yn oed mwy na 100 km/s. Mae cyflymder cymharol is Voyager i'w briodoli i'r ffaith nad ei nod oedd cyrraedd y cyflymder uchaf. Ni ddefnyddiodd hefyd "afterburner" gyda pheiriannau yn ystod cynorthwywyr disgyrchiant planedol.

Peiriannau roced yw gwthwyr ïon lle mae'r ïonau sy'n cyflymu o ganlyniad i ryngweithio electromagnetig yn ffactor cludo. Mae tua deg gwaith yn fwy effeithlon na pheiriannau roced cemegol. Dechreuodd y gwaith ar yr injan yng nghanol y ganrif ddiwethaf. Yn y fersiynau cyntaf, defnyddiwyd anwedd mercwri ar gyfer y gyriant. Ar hyn o bryd, defnyddir y xenon nwy nobl yn eang.

Daw'r ynni sy'n allyrru nwy o'r injan o ffynhonnell allanol (paneli solar, adweithydd sy'n cynhyrchu trydan). Mae atomau nwy yn troi'n ïonau positif. Yna maent yn cyflymu o dan ddylanwad maes trydanol neu magnetig, gan gyrraedd cyflymder o hyd at 36 km / s.

Mae cyflymder uchel y ffactor sy'n cael ei daflu allan yn arwain at rym gwthio uchel fesul uned màs y sylwedd sy'n cael ei daflu allan. Fodd bynnag, oherwydd pŵer isel y system gyflenwi, mae màs y cludwr sy'n cael ei daflu allan yn fach, sy'n lleihau byrdwn y roced. Mae llong sydd ag injan o'r fath yn symud gyda chyflymiad bach.

Fe welwch barhad yr erthygl yn rhifyn mis Mai o'r cylchgrawn

VASIMR ar bŵer llawn