Lansarea robotului sondei la o altă stea este o scară complet diferită în raport cu lansarea sondei în fâșiile îndepărtate ale sistemului solar.
Deoarece cea mai apropiată stea este la o distanță de mai mult de 4 ani lumină, trebuie să ne obișnuim cu întârzierile de comunicare pe termen lung - un vehicul aerios fără pilot interstelar va trebui să aibă o sonda multiplă capabilă să exploreze mai multe medii în mod autonom.
În ansamblu, sonda stea este probabil să aibă propriul său program de explorare spațială, începând cu un pachet al sistemului de transport, care este destinat proiectului Icarus de rachete hibride. Cu toate acestea, rachetele hibride nu scară bine și au o dimensiune minimă, de obicei sute de tone.
Acest lucru este similar cu modul în care am trimis un întreg program de explorare unui alt sistem stelar și, deși aceasta nu este principala problemă, este nevoie de a face multe lucruri în mod diferit - va fi o schimbare de paradigmă în abordarea noastră și de gândire în privința explorării spațiului. Nici un cosmodrom nu poate oferi resurse pentru a plasa un vehicul în orbită sau pentru a livra sute sau mii de tone de combustibil unei rachete hibride.
Proiectarea rachetei hibride "Firefly" va fi proiectată pentru a zbura spre Alpha Centauri în 100 de ani, va avea o masă de aproximativ 1500-3000 de tone și va trebui să transfere combustibilul deuteriu într-o cantitate de 19 ori mai mare decât masa proprie. Astfel, aproximativ 30.000-60.000 de tone de echipamente și combustibil pot fi lansate pe orbită.
Din motive de securitate, racheta hibridă trebuie lansată de pe o orbită mult mai mare decât cea obișnuită (LEO), unde se află stația spațială internațională și alte vehicule cu echipaj. Poate că acestea vor fi orbite stabile între Pământ și Lună, de exemplu, punctul Lagrange sau orbita Halo. Cu toate acestea, transportul a 60.000 de tone între orbite va necesita o infrastructură de transport serioasă. Pe termen mediu (un deceniu sau două), racheta privată SpaceX intenționează să lanseze 100 de tone de sarcină utilă pe Marte pentru a susține construcția. Utilizarea rachetelor chimice, cum ar fi Falcon Heavy, va însemna că masa Mars Colonial Transporter va fi de cel puțin 600 de tone. Lansarea pe orbita lunară va necesita mai mult combustibil ca și pe orbita planetei Marte. Astfel, pentru o sonda spatiala cu o masa de 60.000 de tone, vor fi necesare 360.000 de tone de sarcina (in principal combustibil), acesta fiind cazul cand se folosesc numai rachete chimice. Aceste costuri vor fi excesive.
Cu toate acestea, luați în considerare această situație: nu ne gândim adesea la cât cântăresc sursele de putere. La 1 gigawatt de capacitate de putere de cărbune, care funcționează cu eficiență de 35%, necesită 0, 1 t de cărbune pe secundă. În timpul anului, arde 3.000.000 de tone de cărbune și produce 10.000.000 de tone de dioxid de carbon și aproximativ 150.000 de tone de cenușă.
În mod surprinzător, având în vedere navele spațiale moderne miniatură, uitați-vă la lansarea a mii de tone de sarcină utilă în orbite de mare pământ apropiat. La sfârșitul anilor 1970, NASA, de exemplu, a efectuat cercetări privind construcția de sateliți giganți solizi în orbita geostaționară a Pământului, deși rezultatele acestor sondaje sunt doar pe hârtie. Dar a devenit clar că arhitecturile de transport pot fi bine aplicate în construcția unei sonde interstelare. Atât Japonia, cât și China și-au exprimat interesul de a lansa sateliți alimentați cu energie solară, cel puțin într-o formă demonstrativă din anii 2030 și comercializându-i în 2050.
Prin urmare, atunci când sonda interstelară este construită, este posibil ca până atunci infrastructurile să fie disponibile în spațiu pentru a susține procesul de construcție. Baza infrastructurii de transport orbital este planificată după cum urmează:
- În primul rând, livrarea de sarcini utile și combustibil pe orbită va fi aranjată pentru cei care urmează să viziteze orbite mai mari. Aceasta va fi cea mai bună opțiune, vehicule de lansare reutilizabile, cum ar fi versiunile avansate ale seriei SpaceX de la compania Falcon, care pot exista de zece până la douăzeci de ani, sau European Rocket Hybrid Skylon.
- În al doilea rând, o dată pe orbita Pământului, propulsorul necesar pentru a trimite sarcina utilă pe orbita geostaționară va continua să fie înlocuit masiv cu combustibil necalificat, cum ar fi energia termică nucleară, precum și energia solară și energia solară. Acestea necesită un volum mult mai mic de propulsor pentru a livra sarcina utila la orbite mai mari și, în funcție de sistemul ales, acest lucru poate dura zile sau luni.
Este important să se ia în considerare amploarea sistemelor de transport necesare pentru a sprijini construcția, de exemplu, a unei centrale solare prin satelit. Un tipic de 1 gigawatt de ATP va cântări aproximativ 10.000 de tone. Nevoia globală de energie crește. Cererea actuală este de aproximativ 500 de gigawați pe an, astfel încât, pentru a furniza jumătate din energia necesară, folosind o centrală fotovoltaică prin satelit, va fi necesară construirea a aproximativ 250 de sateliți pe an - aproximativ 2,5 milioane de tone de hardware care urmează să fie în orbită.
Se așteaptă ca combustibilul lui Icarus să fie extras din deșeuri din mare. Cu toate acestea, de îndată ce SpaceX creează un cap de pod de pe Marte și infrastructura de transport este stabilită, oamenii de știință vor începe în mod activ o opțiune mai optimă. Mai multe companii intenționează deja să exploreze resursele potențiale ale asteroizilor. O piață foarte profitabilă poate fi creată și acolo peste câteva decenii, dar se va întâmpla dacă materialele SPS pot fi obținute din resursele situate în spațiu cu costuri mai reduse decât cu livrările din cosmodromul de pe Pământ. Mai convingătoare este versiunea că principalul combustibil pentru o sonerie stelară, deuteriu, pe Marte și pe Lună, există în procente mult mai mari decât pe Pământ. Atomii deuteriului sunt de două ori mai grei decât hidrogenul obișnuit, deoarece este un izotop. Măsurătorile recente ale prezenței deuteriului în capacele polare ale planetei Marte au arătat că conținutul său va fi de cel puțin 8 ori mai mare decât valoarea medie pe Pământ. Sa constatat, de asemenea, că luna are o cantitate mare de gheață, derivată din hidrogen, care a ajuns acolo cu vântul solar și cu cometele, iar luna ar trebui să fie chiar mai bogată în deuteriu decât Marte.
Prin urmare, când vine momentul pentru construirea unei nave de stele, este posibil ca deja să existe combustibil și materiale care să fie ușor de obținut din surse extraterestre.
Pentru a optimiza costul de transport al combustibilului pentru nava, noul sistem puternic poate fi utilizat în întregime pentru a transporta multe alte mărfuri în vrac. Exploratorul finlandez Pekka Janhunen oferă modelul E-Sail, un design conceptual special, care creează o vele solară din firele electrice încărcate.
Vântul solar constă dintr-un flux de plasmă de mare viteză provenit de la soare, care va curge în jurul câmpului electric creat de fire, creând tracțiunea necesară. Această invenție a fost anunțată cu o scurtă descriere în 2004, a fost testată pe o serie de sateliți, iar Agenția Spațială Europeană intenționează să o lanseze. O navigație electronică pe deplin funcțională va putea trage deuteriul recuperat de la orice sursă din sistemul solar, cum ar fi Marte sau asteroizii, precum și orice altă încărcătură. Aceste invenții pot fi, de asemenea, utilizate ca "vehicule de remorcare gravitaționale" pentru asteroizii care sunt periculoși pentru o coliziune cu Pământul sau chiar pentru a le muta în orbite noi și mai utile. Activitatea de producție în spațiu va necesita construcția unei nave și multe alte aplicații, fapt ce confirmă avantajul programului Apollo, care a permis oamenilor să aterizeze pe Lună. Revoluția în domeniul microelectronicii din anii '70 și '80 se datorează mult "unui salt uriaș al omenirii". La urma urmei, multe noi procese de producție au fost inventate destul de repede și mulți oameni de știință în domeniile fizic, inginerie și informatică au fost instruiți.
Norocul favorizează cei care știu ce beneficii de neimaginat vor fi obținute din ceea ce va crea o navă de naștere.
