Jakie są proponowane sposoby podróży międzyplanetarnej?
Istnieją trzy proponowane środki podróży międzyplanetarnych, które cieszą się największym zainteresowaniem - dwubiegunowe rakiety płynne, silniki elektryczne, w szczególności silnik jonowy lub pędnik jonowy oraz bardziej eksperymentalna (ale niezwykle obiecująca) VASIMR, rakieta magnetoplazmowa o zmiennym specyficznym impulsie fale radiowe i pola magnetyczne w celu przyspieszenia paliwa. Te międzyplanetarne układy napędowe mają odpowiednio prędkość spalin (tj. Prędkość maksymalną) wynoszącą 3–5 km / s, 30–50 km / s oraz 10 km / s - 300 km / s. Konkretny impuls (w zasadzie mil na galon) waha się w podobnej skali. Aby początkowo zejść z powierzchni planety, często stosuje się stałe rakiety.
Rakiety dwubiegunowe były szeroko stosowane w całym programie kosmicznym i zabierały ludzi na Księżyc, a także były wykorzystywane jako główny środek podróży międzyplanetarnych dla satelitów. Silniki jonowe są nowe i zostały po raz pierwszy przetestowane w kosmosie w 1998 r. Na pokładzie Deep Space I. Silniki VASIMR są jeszcze nowsze i zostały przetestowane tylko na ziemi. Pierwsze testy na orbicie mają się odbyć w 2010 roku.
Rakiety dwubiegunowe są lepsze od stałych wzmacniaczy rakietowych do manewrów międzyplanetarnych z wielu powodów, z których najbardziej oczywistym jest to, że rakiety dwubiegunowe można włączać i wyłączać, a rakiety stałe to jednorazowa transakcja. Oferują również ulepszony impuls właściwy i prędkość maksymalną. Minusem jest to, że są droższe niż rakiety stałe z powodu pompowania maszyn. Rakiety lite działają na zasadzie „ognia i zapomnienia”, podobnie jak rakiety butelkowe - podpalasz je, strzelają i to wszystko. Rakiety dwubiegunowe mają znacznie więcej ruchomych części. Jednak w przypadku napędu międzyplanetarnego są zwykle uważane za standardowe. Rakiety te łączą ze sobą paliwo i utleniacz pod wysokim ciśnieniem, wykorzystując turbopompy do wytworzenia ciągu.
Silniki jonowe działają podobnie do akceleratorów cząstek - jonizują pewną substancję, zwykle argon, rtęć lub ksenon, i przyspieszają ją przez dyszę za pomocą silnego pola elektrycznego. Wykorzystuje to stosunek ładunku do masy jonów w celu wytworzenia ciągu. Silniki jonowe są przeznaczone wyłącznie do podróży międzyplanetarnych, ponieważ wytwarzają zdecydowanie za mało ciągu, aby wznieść się z ziemskiego pola grawitacyjnego. W przeciwieństwie do silników jonowych przedstawionych w Gwiezdnych Wojnach, prawdziwe silniki jonowe potrzebują wiele tygodni lub miesięcy, aby przyspieszyć do rozsądnej prędkości, ale mają bardzo wysoki impuls właściwy i prędkość maksymalną w porównaniu do konwencjonalnych rakiet, co czyni je atrakcyjnymi.
VASIMR jest najbardziej zaawansowanym, ale całkowicie wykonalnym proponowanym międzyplanetarnym układem napędowym. Jak wspomniano wcześniej, system wykorzystuje fale radiowe i pola magnetyczne do przyspieszenia gazu pędnego, zwykle wodoru. Indukowane magnetycznie „dławik” umożliwia zmienny strumień dysz, stąd zmienny składnik impulsu specyficznego akronimu VASIMR. Systemy te pokazują najbardziej obiecujące, zdolne do ciągłego przyspieszania i mogą skrócić podróż na Marsa z lat do około 8 miesięcy. VASIMR został pierwotnie opracowany podczas badań nad syntezą jądrową.