Interstellar Space Travel vil ikke blive vellykket uden et bedre bremsesystem

En af de meget vigtige nøgler til at gøre interstellære rejser i rummet er at bygge noget, der kan gå hurtigt - meget hurtigt. En anden ting, der ikke er så indlysende? Effektivt at ramme bremserne.

Selv om målet bag rumrejser er at rejse lange afstande så hurtigt som muligt, skal designet baseres på missionen. Hvis du forsøger at rejse til den kosmologiske ækvivalent af Bumfuck, Intet sted, er det ikke lige så vigtigt at stoppe hurtigt - du behøver ikke engang at bygge en bremsemekanisme til dit rumskib.

Men det er ikke ligefrem meningen med rumrejser. Vil du gå et sted hen - enten fordi du forsøger at studere et system fra fjernt, eller du forsøger at lande på en ny verden og udforske den på overfladen.

I begge tilfælde er du nødt til at sørge for, at du kan sænke dit rumfartøj, så du ikke bare glider over det i blinke af et øje (eller værre, nedbrud i noget.) Hvis du bare laver en flyby - ligesom hvad det Nye horisonter sonden løber ud i Kuiper bæltet med Pluto og andre verdener - du skal stadig gå langsomt nok til faktisk at samle værdifulde data. Hvis du forsøger at komme ind i en planetens kredsløbsrum, så er du helt bestemt skal sørge for at du bevæger dig langsomt nok, at du ikke bare brænder op i den verdens atmosfære - eller styr på overfladen som en asteroide uden helhedsfølelse.

Fly, der rejser gennem Jordens himmel, bruger træk til at bremse. Der er ingen gasser, som du kan drage fordel af at bremse.

Så hvordan bremser du? En teknikingeniør anvender, kaldet aerobraking, udnytter tyngdekraften. Dybest set bør et rumfartøj ændre sin hastighed, da det kommer ind i en langstrakt elliptisk kredsløb ved dets destination. Dette sker ved at kombinere et omdrejningsfremdrivningssystem (dvs. skyde ild ud på rumfartøjets front) med planets egen tyngdekraft og atmosfære. Hvis atmosfæren er tyk, skal et enkelt orbitalpas være effektivt til at bremse rumfartøjet nedad. Hvis det er tyndt eller ikke-eksisterende, så vil flere omløbspasser arbejde for at sænke rumfartøjet godt nok, så det endelig kommer ind i en stabil kredsløb omkring planeten eller månen, der undersøges.

Men det er ikke nemt. For eksempel tager en endelig, stabil omgang omkring Mars yderligere seks måneder efter et rumfartøj har allerede nået den røde planet. Hvis dit fremdriftssystem er kemisk baseret, betyder tyndere atmosfærer, at du skal spilde mere brændstof for at bremse og hjælpe aerobraking processen. Disse omkostninger er meget højere, hvis du forsøger at lande på overfladen selv.

Og når det kommer til vedvarende rumfartøjer fremdriftssystemer - som stadig er i udvikling - er bremsemekanismer endnu mindre gennemtænkt. For eksempel, lad os se på gennembrud Starshot-initiativet, som planlægger at sende nanocraft ud til Alpha Centauri på ca. en femtedel af lysets hastighed ved hjælp af en lysstråle, der skubber et rumfartøjs solsegl frem.

Solar sejl kunne være en fantastisk form for rumfartøj fremdrift til lette køretøjer. Du stoler kun på solenergiens kraft til at bevæge dig fremad. Men så har du et større spørgsmål at kæmpe med - hvordan bremser du? Som et normalt sejl ville ideen være at tillade sejlens form at omkonfigurere sig selv, så det også kunne bruge solens kraft til at bremse.

Det er meget nemmere sagt end gjort. Når alt kommer til alt, hvis din plan er at rejse til et nyt stjernesystem, vil du ikke have realtids kontrol af rumfartøjets sejl. Du skal også håndtere en anden stjernes lys, der interagerer med seilet. At bevæge sig mod det system betyder, at du formentlig er på vej mod den stjerne (eller stjerner) hoved først.

Andre eksperter forsøger at ændre aerobraking systemet på en måde, der udnytter nye teknologier. Et af de mest bizarre ideer er magnetosfæren - et projekt, der kun finansieres som en del af NASAs næste fund i fase II-priser gennem sit NASA Innovative Advanced Concepts Program. Foreslået af Redmond, Washington-baseret firma MSNW, er planen at skabe et magnetiseret plasmaskærm omkring et rumfartøj, der ville interagere med atmosfæren på en destinationsplan og hjælpe med at reducere køretøjets hastighed endda mere end et konventionelt aerobraking system, der arbejder alene ville. Konceptet fungerer som en usynlig faldskærm.

Selvfølgelig er denne ide helt konseptuel lige nu. MSNW planter til at bruge deres $ 500.000 tilskud for at fremme forskningen om at gøre magnetosfæren arbejde, men hvem ved, om de endda kommer tæt på at opnå en fungerende prototype.

I mellemtiden er bremsningen fortsat en overset design overvejelse, når det kommer til rumfartøjer udvikling. Der er ingen tvivl om hastighed er afgørende, men det er vigtigt at huske, at det er ligesom når vi kører biler her på Jorden: at gå hurtigt fører kun til dømmekraft, hvis vi ikke kan bremse til et stop.