NASA продолжает исследовать перспективные виды ракетных двигателей следующего поколения для реализации все более амбициозных космических миссий.
Одна из идей, прошедшая во второй этап программы NASA по передовым инновационным концепциям (NIAC), — импульсная плазменная ракета (PPR), разрабатываемая частной компанией Howe Industries.
«В PPR используется ядерная энергетическая система, основанная на делении, чтобы быстро вызвать фазовый переход топливного снаряда из твердого состояния в плазму в течение импульсного цикла, — говорится в статье, посвященной этой системе. — Для создания плазменных всплесков, обеспечивающих тягу, можно использовать высокомодерированный снаряд из низкообогащенного урана (НОУ) в сочетании с немодерированным стволом из НОУ для преимущественного нагрева снаряда. Короткая секция высокообогащенного урана (ВОУ) в основании ствола, наряду с новым механизмом управляющего барабана, позволяет контролировать и быстро увеличивать популяцию нейтронов для перехода в плазменное состояние за доли секунды».
В перспективе система PPR способна генерировать до 100 000 Н тяги.
«Выдающиеся характеристики PPR, включающие высокий удельный импульс и большую тягу, способны совершить революцию в космических исследованиях, — говорится в пресс-релизе NASA. — Высокая эффективность системы позволит осуществлять пилотируемые миссии к Марсу всего за два месяца. В качестве альтернативы PPR может обеспечить транспортировку гораздо более тяжелых космических аппаратов с защитой от галактических космических лучей, тем самым сводя к минимуму радиационное воздействие на экипаж».
Далее NASA отмечает, что PPR можно использовать и для более дальних миссий к поясу астероидов и за его пределы, возможно, даже на расстояние 550 астрономических единиц (а.е.) от Солнца, где одна а.е. равна среднему расстоянию от Земли до Солнца (примерно 150 миллионов километров).
Хотя изначально фокус сделан на пилотируемых миссиях к Марсу с гораздо меньшими временными затратами по сравнению с нынешними ракетными системами, NASA упоминает одну потенциальную миссию, которую PPR мог бы сделать возможной благодаря способности преодолевать огромные расстояния. Если космический аппарат, оснащенный PPR, удалится на 550 а.е. от Солнца, то мы сможем использовать нашу звезду как гигантский телескоп.
Согласно общей теории относительности Эйнштейна, массивные объекты во Вселенной искривляют пространство-время, отклоняя траекторию света. Используя массивные объекты в качестве линз, мы можем наблюдать свет от объектов, находящихся за ними. Это, стоит отметить, не абстрактная идея, а реальный метод, применяемый при наблюдениях с помощью телескопов вроде NASA «Джеймс Уэбб». Однако мы ограничены местоположением доступных массивных объектов и объектов, расположенных за ними (у нас нет космических телескопов, расположенных на достаточно большом расстоянии от Солнца).
Но у нас уже есть поблизости массивный объект, вызывающий гравитационное линзирование — Солнце.
«Гравитационное поле Солнца действует как сферическая линза, усиливающая интенсивность излучения от удаленного источника вдоль полубесконечной фокальной линии, — писал Фон Рассел Эшлеман, впервые предложивший эту концепцию. — В принципе, космический аппарат, находящийся в любой точке этой линии, мог бы наблюдать, «подслушивать» и обмениваться сигналами на межзвездных расстояниях, используя оборудование, сравнимое по размеру и мощности с тем, что сейчас используется в межпланетных миссиях».
Фокальная линия гравитационного линзирования Солнцем начинается примерно на расстоянии 550 а.е., что гораздо дальше, чем смогло достичь человечество. Легендарный NASA «Вояджер-1», запущенный в 1977 году, находится на расстоянии чуть больше 160 а.е. от Земли. Но с помощью перспективных сверхмощных двигателей такая миссия вскоре может стать реальностью, и мы сможем использовать собственное Солнце как телескоп для наблюдения за экзопланетами и поиска возможных следов внеземной жизни.
Конечно, подобная миссия сопряжена с огромными техническими сложностями, включая искажения из-за гравитационного линзирования и необходимость точно позиционировать аппарат для наблюдения интересующего объекта. Тем не менее это потенциально откроет возможность получать детальные изображения поверхностей других миров напрямую.
