Європа розробляє ядерний двигун, щоб досягти Марса всього за 56 днів

Орбітальний ярлик, виявлений у даних про давні астероїди, дозволяє здійснити подорож туди й назад до Marte лише за 226 днів, а зворотна подорож займає 56 днів. Маршрут геометрично дійсний у межах поточної конфігурації Сонячної системи та відкривається у 2031 році. Porém, щоб дістатися до нього, потребує ядерного теплового двигуна, технології, яку Europa вже розробляє та тестує з партнерськими агентствами.

Надзвичайно швидку траєкторію ідентифікував астрофізик Marcelo з Oliveira Souza, з Universidade Estadual з Norte Fluminense. Ele використав попередні орбітальні дані 2015 року з астероїда 2001 CA21 як еталонну геометричну модель, створивши план аналізу для перевірки кутів переносу між Terra і Marte, які не враховуються звичайними підходами.

Геометрія, яка кидає виклик хімічному двигуну

Космічний корабель, який відправляється з Terra 20 квітня 2031 року, прибуде на орбіту Марса через 56 днів. Екіпаж залишиться на поверхні протягом п’яти тижнів і повернеться на Terra через 135 днів після запуску Marte, що в цілому триватиме 226 днів. Траєкторія зворотного польоту Para, цей часовий графік радикально коротший, ніж будь-який проект пілотованої місії, який будь-коли створювався.

Вимогливий хімічний двигун вимагає від семи до дев’яти місяців лише для подорожі. Швидкості, необхідні для досягнення 56 днів транзиту, руйнують будь-який традиційний хімічний сценарій. Надлишкова гіперболічна швидкість для цієї траєкторії досягає 16,9 кілометрів на секунду, що вимагає в 15 разів більше енергії, ніж стандартна місія Marte.

Альтернатива під назвою «екстремальний» ще більше скорочує загальний час до 153 днів, поєднуючи 33 дні на виході, 30 днів на поверхні та 90 на поверненні. Porém цей варіант потребує в 40 разів більше енергії, ніж звичайна місія, досягаючи швидкості зльоту 27,5 кілометрів на секунду, що перевищує теоретичний ліміт будь-якого вже використовуваного хімічного ступеня. Прибуття до Marte відбуватиметься зі швидкістю 16,6 кілометрів на секунду, а повторне входження в атмосферу Terra – 15,1 кілометрів на секунду, значення, які перевіряють межі матеріалів для термозахисту, які ще розробляються.

Чому лише ядерний двигун вирішує проблему

Дослідження, опубліковане в журналі Acta Astronautica, робить висновок, що хімічні ракети не можуть заповнити цю енергетичну прогалину. Єдиним ідентифікованим технологічним важелем є ядерний термічний двигун, або NTP, який нагріває рідкий водень через активну зону реактора та викидає газ з приблизно вдвічі більшою ефективністю, ніж хімічне спалювання.

Технологія Essa не залишається в теоретичному полі. У 2023 році французьке дослідницьке агентство CEA запустило техніко-економічне обґрунтування під назвою Alumni, розроблене в партнерстві з ArianeGroup і Framatome для Agência Espacial Europeia. В офіційному повідомленні агентства йдеться про те, що метою є скорочення транзитів до Marte, зменшивши вплив космічного випромінювання на астронавтів під час тривалого польоту.

CEA також розвиває паралельну лінію досліджень під назвою RocketRoll, зосереджену на ядерних електричних двигунах для місій, де сонячного світла недостатньо для сонячних панелей. Проекти Ambos входять до європейської технологічної дорожньої карти, яка націлена на створення прототипу приблизно у 2035 році, терміни досить близькі до вікна запуску 2031 року, щоб бути актуальним для операцій.

Leia Também

Прихований ризик у публічних мережах Wi-Fi: експерт вказує на вразливі місця користувачів

Судові документи розкривають конфіденційні переговори Ілона Маска з OpenAI

GameStop пропонує купити eBay за 55,5 мільярдів доларів, щоб конкурувати з Amazon

Європейський Competência у космічних ядерних технологіях

Xavier Averty, менеджер програми в CEA, повідомив, що організація займається розробкою ядерних теплових і електричних космічних двигунів з 1980-х років і залишається єдиною європейською дослідницькою організацією з такими можливостями. Накопичена компетенція позиціонує Europa як лідера в єдиній технології, здатній забезпечити швидке переміщення до Marte.

Проекти Alumni і RocketRoll не є поодинокими ініціативами. Representam — це стратегічна інтеграція, в якій французькі дослідження, європейська аерокосмічна промисловість і нормативна база континентального космічного агентства об’єднуються для досягнення конкретної мети: зробити можливою місію Marte із тривалістю, сумісною з астронавтичною безпекою та біологічною життєздатністю.

Метод виявлення за старими даними

Marcelo з Oliveira Souza не посилався на екзотичну фізику чи проектував нові двигуни. Ele використовував методологічний підхід, коли старі орбітальні дані працюють як геометричний фільтр. Дані 2015 року з астероїда 2001 CA21 описують витягнутий еліпс із низьким нахилом, який перетинає орбіти Terra і Marte. Пізніше Observações уточнив цю орбіту, змінивши її форму, але початкові дані запропонували щось рідкісне: базову площину для тестування екстремальних кутів перенесення.

Дослідник ввів суворе правило: будь-яка кандидатська траєкторія повинна залишатися в межах п’яти градусів від площини орбіти астероїда. Usando розв’язувач для Lambert, стандартного астродинамічного інструменту, який розраховує можливі траєкторії між двома точками в просторі, моделював три майбутні вікна протистояння Марса. 2027 і 2029 роки провалилися. Потреба в енергії надто зросла або геометрія не дозволяла закрити зворотний контур.

Вікно 2031 року поводилося інакше. Produziu – дві повні архітектури туди й назад, обидва відправляються з Terra в той самий день квітня, відрізняючись лише часом транзиту та варіантами перебування на Марсі.

Теорію Transformar в реальність

Стаття, опублікована в Acta Astronautica, не стосується розробки транспортних засобів, масових бюджетів, профілів впуску або розрахунків теплового поглинання. Однак Oferece є числовим доказом того, що швидка та закрита геометрія місії для Marte існує в даних реальних орбітальних ефемерид. Рішення залишається незмінним під час позиційних коливань, які відображають невизначеність спостереження.

Питання полягає в тому, чи кодують інші ранні астероїдні рішення подібні моделі. Популяція Levantamento залишається для майбутньої роботи. Поки що 226-денна подорож існує лише на папері. Для Transformá у металі та паливі потрібен двигун, який відповідає амбіціям, які описує геометрія.