理论上,新提出的推进系统可以在不到 5 年内将重型航天器发射到太阳系之外——这一壮举需要35年才实现。
这个概念被称为“球团束”推进,今年早些时候获得了 NASA 175,000 美元的早期资助,用于进一步开发。
需要明确的是,这个概念目前除了纸面上的计算之外并不存在,所以我们还不能太兴奋。
尽管如此,它仍然引起了人们的关注,不仅因为它有潜力让我们在人的有生之年进入星际空间——传统的化学燃料火箭无法做到这一点不能– 但也因为它声称可以用更大的工艺品做到这一点。
“该提案研究了一种新的推进架构,用于快速运输重型(1吨或更多)有效载荷穿过太阳系并到达星际介质,”解释该提案背后的首席研究员来自加州大学洛杉矶分校的航空航天工程师 Artur Davoyan。
球团梁概念的部分灵感来自于突破摄星倡议,该倡议正在致力于“。在数百万个激光的帮助下,理论上一个微型探测器能够在短短 20 年内航行到邻近的比邻星。
新提案以类似的想法为起点——向火箭扔燃料,而不是将燃料从火箭中炸出——但它着眼于如何移动更大的物体。毕竟,如果我们想有一天自己探索或殖民太阳系外的世界,那么一个小型探测器不一定是我们所需要的。
为了发挥作用,概念性推进系统需要两艘航天器——一艘出发前往星际空间,另一艘进入绕地球轨道。
绕地球运行的航天器将向星际航天器发射一束微小的微观粒子。
这些粒子将是通过激光加热,导致其中一部分熔化成等离子体,进一步加速颗粒,这一过程称为激光烧蚀。
这些颗粒可以达到120公里/秒(75 英里/秒)要么击中星际飞船的帆,要么击退里面有磁铁,帮助将航天器推向巨大的速度,让它呼啸而出– 太阳系周围的太阳风气泡。
“使用颗粒束,可以在不到一年的时间内到达外行星,大约需要 3 年到达 100 个天文单位(天文单位),而太阳引力透镜则需要大约 15 年到达 500 个天文单位,”说达沃扬。
就上下文而言,AU 代表“天文单位”,大致代表地球与太阳之间的距离,即约 1.5 亿公里(9300 万英里)。
航海家一号探测器花了 35 年的时间才于 2012 年穿越距离大约 122 个天文单位的星际空间。
根据目前的预测,重达 1 吨的弹丸光束航天器可以在 5 年内完成同样的任务。
达沃扬今日宇宙向马特·威廉姆斯解释早在二月份,他的团队就采用了颗粒方法,而不是像其他帆项目那样简单地使用激光器,因为颗粒可以由相对低功率的激光推动。
在他们目前的预测中,只能使用 10 兆瓦的激光束。
“与激光束不同,颗粒不会那么快发散,使我们能够加速更重的航天器,”达沃扬告诉威廉姆斯。
“这些颗粒比光子重得多,具有更大的动量,可以向航天器传递更大的力。”
当然,目前所有这些都纯粹是猜测。但 NASA 的创新和先进概念 (NIAC) 第一阶段拨款将会有所帮助。
该项目是14 之一在早期阶段就获得了资助,下一步将是通过实验来证明概念。
“在第一阶段的工作中,我们将通过对所提出的推进架构的不同子系统进行详细建模以及进行概念验证实验研究来证明所提出的推进概念的可行性,”达沃扬说。
我们将密切关注进展情况。