Orientami verso le stelle, Scotty!
Un pianeta abitabile è stato scoperto e chimicamente preso di
impronta intorno a stelle molto vicine, e ci sarà parecchio interesse
nella spedizione interstallare per riuscire a trovar fuori il
miglior candidato per la vita.
Ma purtroppo il sogno di fare viaggi stellari presentano un pendio terribilmente
ripido quando si calcola l’energia necessaria per fare il viaggio.
Anche se unità esotiche “senza massa”, toccando in qualche modo l’
“energia del vuoto” dello spazio può finalmente essere realizzato,
supponiamo per questa discussione solo le semplici azioni / reazioni
di motori basati sulle buone fisica newtoniana che possono essere
utilizzate.
ANALISI: Ci sono vele solare nel futuro dei viaggi spaziali?
Qualunque sia l’unità – fusione nucleare, materia-antimateria, e
anche un buco nero – enormi serbatoi di carburante sono necessari
per essere trasportati insieme alla nave stellare. E, che richiede
ancora più energia per accelerare e decelerare un combustibile
carico di una massiva imbarcazione.
Il modo per aggirare questo dilemma è quello di generare enormi
quantità di energia vicino a casa e soltanto orientare l’energia del
fascio attraverso lo spazio ad una sonda interstellare. Pensate per
spingere una foglia con la potenza di un tubo da giardino. La foglia
è una frazione a nudo della massa del tubo e l’acqua.
“E ‘l’unico metodo di viaggio interstellare che non ha problemi con la
fisica”, scrive James Benford della R & D studio Scienze delle
microonde.
A metà degli ’80s il fisico Robert Forward propose delle vele
interstellari spinte da raggi di energia trasmessi dalla Terra.
Inoltre anche descritto come un fascio laser potrebbe essere
utilizzato per “spinta-inversa” una sonda per decelerare in un
sistema stellare.
ANALISI: Tau Zero dà aiuto alla propulsione interstellare
Trasmettitori a microonde giganti non sono così precisi come il
fascio collimato di un laser, ma sono più economici da realizzare.
Il problema di puntamento è compensato da “urgente bisogno” la sonda
con tanta energia la quale accelera rapidamente prima del
surriscaldamento dovuto allo scoppio delle microonde.
Benford sta svolgendo esperimenti di laboratorio utilizzando le
microonde per verificare le caratteristiche di base di “beam-
riding”. Esse mostrano che una forma conica larga vela sembra
funzionare meglio. La vela spaziale e la sonda dovrebbero essere
realizzati con materiali molto leggeri: nanotubi di carbonio,
microtrusses, grafene e berillio.
Dovrebbero sopportare temperature ribollenti di 2.000 gradi
Fahrenheit a causa dell’ energia intensa del fascio. Ciò
richiederebbe quindi una superficie molto riflettente che non
assorbisse molti fotoni.
Il raggio di energia diretta “launcher” richiede un notevole
investimento in una risucchiante enorme antenna di trasmissione.
Costruire un lancio interstellare di un sistema di propulsione di un
U-Haul camion di dimensioni che costerebbe 180.000 miliardi dollari
dalle stime Bedford e ogni missione costerebbe $ 500 miliardi. Da
qui sembra che la banca stia per fallire, ed è ancora probabilmente
più conveniente rispetto la costruzione di un nave stellare a
propulsione.
ANALISI: Usare la fusione per spingere una propulsione interstellare.
Inoltre, essendo tenuti su (o quasi) della Terra, il sistema di
lancio può essere usato per assistenza e manutenzione. Non vorremmo
mai in una qualsiasi parte dello spazio per la riparazione del disco
stellare Alpha Centauri, dopo tutto. L’intero approccio è molto più
tollerante ai guasti poiché una sonda non può essere rimpiazzata da
un’altra dalla linea di montaggio.
Benford dice che i raggi a microonde potrebbero essere prima testati
per la consegna rapida “FedEx” dei carichi critici all’interno del
sistema solare per le emergenze, come la sostituzione di gravi
guasti alle apparecchiature, o la medicina per i coloni di Marte. Il
carico utile può raggiungere velocità vicine a 1 milione di miglia
all’ora solo dopo poche ore di essere “avvistato”.
Una decelerazione “beamer” (fuori schermo) o aerobraking lo mettono
in orbita intorno a Marte. Ed il tempo di transito sarebbe meno di
due settimane.
Una missione precursore interstellare verso la nube di Oort delle
comete, un anno luce di distanza, richiederebbe a 24 gigawatt-2-
miglia di diametro, costo di circa $ 144 miliardi, le stime Benford.
Il carico utile peserebbe 150 chili, la metà del peso è il mezzo
miglio vela diametro. Dopo cinque ore di raggiante la sonda dovrebbe
essere accelerata a oltre 140.000 miglia all’ora.
Una vera astronave, in grado di raggiungere la vicina sistema di
Alpha Centauri entro 40 anni al 1/10th alla velocità della luce,
probabilmente peseranno diverse tonnellate, a meno che fatto ampio
uso delle nanotecnologie. L’ex amministratore della NASA Dan Goldin
ha parlato di ridurre le dimensioni di sonde interstellari a quello
che si potrà fare al momento.
La cosa negativa è che i 300 terawatt avrebbero bisogno di essere
irradiati da una antenna di 60 miglia di diametro per accelerare
questo risucchiatore! Che è circa 20 volte il consumo quotidiano di
energia elettrica di tutto il pianeta.
La sonda dovrebbe essere accelerata rapidamente per evitare di
vaporizzare la vela. L’accelerazione sarebbe quindi 50 volte la
forza di gravità sulla superficie terrestre, o di 50G – quindi se non
si avesse l’intenzione di tornare a bordo, si finirebbe schiacciati
come una fritella.
Per prendere a prestito un’idea di Carl Sagan del 1985 Contact
romanzo, immagina una civiltà vicina che trasmette modelli a noi per
costruire un sistema pratico di fasci. Sarebbe usato per lanciare
una capsula del tempo della sonda alla propria stella in cui il
proprio sistema solare decelerarebbe e finisse per catturarlo.
Tali pacchetti di spedizioni interstellari potrebbero essere l’unico
modo pratico per lo scambio di campioni fisici tra vicine civiltà
extraterrestri. Potremmo inviare loro il DNA di varie specie sulla
Terra. Immaginate di replicare il San Diego Zoo su Alpha Centauri.
Diritti immagini riservati: NASA
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Fonte: http://news.discovery.com/space/beam-me-to-the-stars-scotty-120320.html
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