Perjalanan Angkasa Interstellar Tidak Akan Berjaya Tanpa Sistem Pengereman yang Lebih Baik

Salah satu kunci yang sangat penting untuk membuat perjalanan antarbintang mungkin di angkasa adalah untuk membina sesuatu yang boleh berjalan pantas - sangat pantas. Satu lagi perkara yang tidak begitu jelas? Memukul brek secara cekap.

Walaupun matlamat di sebalik perjalanan angkasa adalah untuk menempuh jarak jauh secepat mungkin, reka bentuk harus berdasarkan misi. Jika anda cuba untuk pergi ke persamaan kosmologi Bumfuck, Tidak ada tempat, berhenti dengan cepat tidak begitu penting - anda tidak perlu membina mekanisme brek untuk kapal angkasa anda.

Tetapi itu bukanlah titik perjalanan angkasa. Anda mahu pergi ke suatu tempat - sama ada kerana anda cuba mempelajari sistem dari jauh, atau anda cuba mendarat di dunia baru dan menerokanya di permukaan.

Dalam mana-mana kes, anda perlu memastikan anda boleh melambatkan kapal angkasa anda supaya anda tidak melangkauinya dalam sekelip mata (atau lebih teruk, kemalangan ke sesuatu.) Jika anda hanya melakukan penerbangan terbang - seperti apa yang New Horizons siasatan sedang dilakukan dalam tali pinggang Kuiper dengan Pluto dan dunia lain - anda masih perlu cukup lambat untuk mengumpul data yang bermanfaat. Jika anda cuba memasuki ruang orbit planet, maka anda pasti perlu memastikan anda bergerak perlahan-lahan agar anda tidak hanya membakar di atmosfer dunia - atau jatuh ke permukaan seperti asteroid tanpa rasa kesucian.

Pesawat yang bergerak melalui langit bumi menggunakan seret untuk melambatkan. Tiada gas yang anda boleh mengambil kesempatan untuk melambatkan.

Jadi bagaimana anda brek? Satu teknik jurutera menggunakan, yang dipanggil aerobraking, mengambil kesempatan daripada graviti. Pada asasnya, kapal angkasa perlu mengubah halaju kerana ia memasuki orbit elips yang panjang di destinasinya. Ini berlaku dengan menggabungkan sistem pendorong terbalik (iaitu menembak keluar depan kapal angkasa) dengan graviti dan atmosfera sendiri. Jika atmosfernya tebal, maka satu lorong orbit akan menjadi cekap untuk memperlahankan kapal angkasa ke bawah. Jika ia nipis atau tidak ada, maka beberapa laluan orbit akan berfungsi untuk melambatkan kapal angkasa ke tempat yang cukup baik sehingga akhirnya memasuki orbit yang stabil di sekitar planet atau bulan yang diselidiki.

Tetapi ini tidak mudah. Sebagai contoh, mencapai orbit akhir yang stabil di sekitar Marikh mengambil masa tambahan enam bulan selepas kapal angkasa telah mencapai planet merah. Jika sistem pendorong anda berasaskan kimia, atmosfera yang lebih nipis bermakna anda perlu membazirkan lebih banyak bahan api untuk melambatkan dan membantu proses penyejukan. Kos tersebut jauh lebih tinggi jika anda cuba mendarat di permukaan itu sendiri.

Dan apabila ia datang kepada sistem pendorong kapal angkasa yang boleh diperbaharui - yang masih dalam pembangunan - mekanisme brek kurang difikirkan dengan baik. Sebagai contoh, mari kita lihat inisiatif Breakthrough Starshot, yang merancang untuk menghantar nanocraft ke Alpha Centauri pada kira-kira seperlima kelajuan cahaya, dengan menggunakan rasuk cahaya yang mendorong kapal layar kapal angkasa ke hadapan.

Sailing solar boleh menjadi bentuk kapal angkasa yang hebat untuk kenderaan ringan. Anda hanya bergantung kepada kuasa matahari untuk memindahkan anda ke hadapan. Tetapi kemudian anda mempunyai soalan yang lebih besar untuk bertanding dengan - bagaimana anda melambatkan? Seperti pelayaran biasa, idea itu adalah untuk membolehkan bentuk belayar menyusun semula dirinya sendiri supaya ia juga boleh menggunakan kuasa matahari untuk melambatkan.

Itu banyak lebih mudah dikatakan daripada dilakukan. Lagipun, jika rancangan anda pergi ke sistem bintang baru, anda tidak akan mempunyai kawalan masa nyata kapal layar kapal angkasa. Anda juga perlu berurusan dengan cahaya bintang lain yang berinteraksi dengan belayar. Bergerak ke arah sistem itu bermakna anda mungkin menuju ke arah bintang itu (atau bintang) terlebih dahulu.

Pakar-pakar lain cuba untuk mengubah suai sistem aerobraking dengan cara yang mengambil kesempatan daripada bentuk teknologi yang baru muncul. Salah satu idea yang paling aneh adalah magnetosfera - satu projek yang hanya dibiayai sebagai sebahagian daripada anugerah Fasa II yang dijumpai NASA melalui Program Konsep Advanced Inovatif NASA. Dicadangkan oleh Redmond, syarikat yang berpusat di Washington MSNW, rancangannya adalah untuk mewujudkan perisai plasma magnet di sekeliling kapal angkasa yang akan berinteraksi dengan atmosfera planet tujuan dan membantu mengurangkan kelajuan kenderaan itu lebih daripada sistem aerobraking konvensional yang berfungsi sendiri. Konsep ini berfungsi seperti payung terjun yang tidak kelihatan.

Sudah tentu, idea ini benar-benar konseptual sekarang. Tumbuhan MSNW menggunakan geran mereka $ 500,000 untuk memajukan penyelidikan dalam membuat kerja magnetosfera, tetapi siapa tahu jika mereka akan mendapat hampir untuk mencapai prototaip kerja.

Sementara itu, brek terus menjadi pertimbangan reka bentuk yang tidak diingini apabila ia datang kepada pembangunan angkasa lepas. Tidak dinafikan kelajuan adalah penting, tetapi penting untuk diingati bahawa ia sama seperti ketika kita memandu kereta di Bumi: cepat berjalan hanya membawa kepada azab jika kita juga tidak boleh melambatkan berhenti.