НАСА и Китай планируют организовать пилотируемые миссии на Марс в следующем десятилетии. Хотя это представляет собой огромный скачок с точки зрения освоения космоса, он также создает серьезные логистические и технологические проблемы. Во-первых, миссии на Марс можно запускать только каждые 26 месяцев, когда две наши планеты находятся в ближайших точках своей орбиты друг к другу (во время « Противостояния »). При использовании современных технологий для перехода с Земли на Марс потребуется от шести до девяти месяцев.
Даже с ядерно-тепловым или ядерно-электрическим двигателем (НТП/НЭП) транзит в одну сторону до Марса может занять 100 дней. Однако группа исследователей из Университета Макгилла в Монреале оценила потенциал лазерно-тепловой двигательной установки. Согласно их исследованию , космический корабль, использующий новую двигательную установку, в которой лазеры используются для нагрева водородного топлива, может сократить время полета до Марса всего до 45 дней!
Исследование возглавил Эммануэль Дюплей, выпускник Макгилла и нынешний студент магистра аэрокосмической инженерии Делфтского технического университета. К нему присоединились доцент Эндрю Хиггинс и несколько исследователей с факультета машиностроения Университета Макгилла. Их исследование под названием «Проектирование миссии быстрого перехода на Марс с использованием лазерно-тепловой тяги» недавно было представлено в журнал Astronomy & Astronomy.
В последние годы двигательная установка с направленной энергией (DE) стала предметом значительных исследований и интереса. Примеры включают программу Starlight, также известную как программы Directed Energy Propulsion for Interstellar Exploration (DEEP-IN) и Directed Energy Interstellar Studies (DEIS), разработанную профессором Филиппом Любином и UCSB Experimental Cosmology Group (ECG). В рамках исследований, финансируемых НАСА, которые начались в 2009 году, эти программы направлены на адаптацию крупномасштабных приложений DE для межзвездных миссий.
Есть также Breakthrough Starshot и Project Dragonfly , оба из которых появились в результате исследования дизайна , организованного Инициативой межзвездных исследований (i4iS) в 2013 году. скорости света (также известной как релятивистская скорость), чтобы достичь близлежащих звездных систем за десятилетия, а не за столетия или тысячелетия.
Но в то время как эти концепции имеют межзвездную направленность, Дюплей и его коллеги исследовали возможность межпланетной концепции. Как Дюплэй объяснил Universe Today по электронной почте:
«Конечным применением движения с направленной энергией было бы продвижение светового паруса к звездам для настоящих межзвездных путешествий, возможность, которая мотивировала нашу команду, проводившую это исследование. Нас интересовало, как та же лазерная технология может быть использована для быстрого перемещения в Солнечной системе, что, мы надеемся, станет в ближайшем будущем трамплином для демонстрации технологии».
Хотя большая часть технологий в этой предлагаемой архитектуре миссии — и других подобных предложениях — все еще находится в стадии теории и разработки, нет никаких сомнений в их потенциале. Сокращение времени, необходимого для того, чтобы добраться до Марса, до нескольких недель вместо месяцев позволит решить две самые большие проблемы для марсианских миссий — логистические и медицинские.
Кроме того, создание системы скоростного транспорта между Землей и Марсом ускорит создание инфраструктуры между Землей и Марсом. Это может включать в себя космическую станцию типа Gateway на орбите Марса, такую как марсианский базовый лагерь, предложенный Lockheed Martin, а также лазерную решетку для замедления приближающихся космических кораблей. Наличие этих объектов также ускорит планы по созданию постоянного человеческого присутствия на поверхности. Как заключил профессор Хиггинс:
«Исследование проекта «Марс через 45 дней», которое возглавлял Эммануэль, было мотивировано изучением других, ближайших применений лазерной технологии с фазированной решеткой, которую разрабатывает группа Филипа Любина. Способность доставлять энергию вглубь космоса с помощью лазера станет прорывной технологией для двигателей и энергии. В нашем исследовании изучался лазерный термальный подход, который выглядит обнадеживающе, но сама лазерная технология меняет правила игры».
Первоначально опубликовано на Universe Today.