Како би фузиони погон могао да скрати пут до Марса на само неколико недеља

Свемирска путовања вођена снагом фузије дуго носе обећање брзих путовања широм Сунчевог система. Замисао је да би пут до Марса могао да траје свега неколико недеља, до Сатурна неколико месеци, а до Плутона само неколико година.

Деценијама су овакве могућности остајале искључиво у домену теорије, делујући као нешто што је извучено директно из романа научне фантастике.

Неколико компанија сада увелико ради на изградњи практичних нуклеарних фузионих погонских мотора, при чему се већ достижу значајне прекретнице. Британски стартап „Пулсар фјужн“ планира да покрене демонстрациону мисију у свемиру до 2027. године, док амерички Универзитет Принстон и компанија „Хелисити спејс“ настављају сопствена истраживања на фузионим погонима.

Уколико се било који од ових напора покаже успешним, мисије широм Сунчевог система за роботе и људе могле би да буду доступне као никада до сада, претварајући човечанство у истинску свемирску врсту.
 
„Ако наставимо тренутном путањом, све што знамо о путовању у свемир промениће се у року од једне деценије", рекао је за Лајв сајенс Стефан Линтнер, извршни директор и суоснивач компаније „Хелисити спејс“.

Снага звезда у служби свемирских путовања

Нуклеарна фузија је процес у којем се два атома спајају како би формирали тежи атом, ослобађајући притом огромну енергију у облику светлости и топлоте.

Најпознатији тип фузије је процес који се одвија унутар Сунца на температурама до 15 милиона степени Целзијуса, где се атоми водоника спајају и формирају хелијум.

Ако би овај процес могао да се примени у свемиру, одједном бисмо имали идеално средство за покретање летелица. Што је још важније, у вакууму се не јављају исти проблеми са одржавањем супертопле плазме као на Земљи. Плазма се може испаљивати из летелице, пружајући стабилан потисак који може убрзати брод до огромних брзина у свемиру без трења.

„Фузиони погон је у неким аспектима тежи, а у неким лакши од производње енергије на Земљи", истакла је Бхувана Сринивасан, професорка аеронаутике на Универзитету у Вашингтону.

Фузиона летелица би овом методом могла да буде убрзана до хиљада километара у секунди, што је вишеструко брже од било које летелице у историји.

Ипак, постоје огромни изазови. Свемирски фузиони реактор мора бити довољно мали да стане у летелицу, што није нимало лак подвиг с обзиром на то да су земаљски фузиони реактори велики попут зграда.

Такође је потребан начин да се створи огромна топлота неопходна за фузију, као и моћни магнети који би спречили плазму да прогори зидове мотора.

Прва плазма и амбициозни планови

У марту је компанија „Пулсар фјужн“ демонстрирала „прву плазму" унутар нуклеарног фузионог мотора. Током теста, њихов мотор накратко је претворио гас криптон у плазму, показујући како компанија може да задржи плазму унутар свог издувног система уз помоћ електромагнетног поља.

„Тежак посао сада је у томе да се плазма загреје на температуре које су ближе фузији", објаснио је Ричард Динан, оснивач и извршни директор компаније.

Његов план је спајање хелијума-3 и деутеријума, те коришћење произведене енергије за стварање потиска. Динан тврди да би са овим погоном путовање до Марса могло да се преполови са садашњих девет месеци колико је потребно са конвенционалним хемијским погоном.

Сличан концепт развија и Самјуел Коен, професор физике на Универзитету Принстон. Његов тим је изградио прототип фузионог потисника у којем плазма достиже десет милиона степени Целзијуса. Коен напомиње да је то само почетак, јер је за праву фузију потребна температура од невероватних милијарду степени.

Технички изазови на путу ка дубоком свемиру

Нису сви научници потпуно уверени да ће нас фузиони погони тако брзо провести кроз Сунчев систем. Џон Слоу, који ради на сопственом дизајну фузионе ракете, упозорава на опрез због изузетно сложене физике која стоји иза ових процеса. Главни инжењерски проблеми остају стабилност плазме и минијатуризација читавог система.

Док се фузија бори са изазовима, други облици нуклеарног погона делују ближе реализацији. Насина агенција тренутно развија летелицу на нуклеарну фисију. План је да ова летелица крене ка Марсу до децембра 2028. године, где би носила три мала роботска хеликоптера за истраживање површине.

Међутим, фисиони погон никада неће моћи да парира брзинама које обећава фузија. Фисионе температуре су ограничене материјалима реактора, док фузиони системи магнетно задржавају плазму, омогућавајући далеко више температуре.

Уколико фузиони концепти постану стварност, могућности ће бити неограничене.

Елена Анкона, инжењерка динамике лета на Политехничком универзитету у Барију, израчунала је да би фузиони погон омогућио мисију до Седне, удаљене патуљасте планете иза Нептуна, за само десет година. Са традиционалним хемијским погоном, иста мисија би трајала три деценије.

Људска врста сада можда прави своје прве, мале кораке ка технологији која ће нам отворити пут ка звездама.