پیشرانه مفهومی مدرن ناسا می‌تواند در کمتر از 5 سال انسان را به فضای بین ستاره‌ای برسد
یک سیستم پیشرانه جدید پیشنهادی می‌تواند از نظر تئوریک یک فضاپیمای سنگین را در کمتر از 5 سال به خارج از محدوده منظومه شمسی ما برساند. یعنی همان شاهکاری که کاوشگر تاریخی وویجر 1 برای رسیدن به آن 35 سال زمان صرف کرد را ۵ ساله انجام بدهد.
این مفهوم که به عنوان نیروی محرکه پرتو گلوله pellet-beam propulsion شناخته می شود، در اوایل سال جاری 175 هزار دلار کمک هزینه اولیه ناسا برای توسعه بیشتر دریافت کرد.
البته این مفهوم در حال حاضر فقط از نظر محاسبات کاغذی وجود دارد و نباید بیش از حد هیجان‌زده شویم.
با این حال، هم به دلیل پتانسیلی که برای رساندن ما به فضای بین ستاره‌ای در طول عمر انسان – چیزی که راکت‌های سنتی با سوخت شیمیایی قادر به انجام آن نیستند – بلکه به این دلیل که ادعا می‌کند می‌تواند این کار را در ابعاد بزرگ انجام بدهد، جلب توجه کرده است.
مهندس هوافضا آرتور داوویان از دانشگاه کالیفرنیا در لس آنجلس، محقق اصلی این پیشنهاد ، توضیح می‌دهد: «این پیشنهاد یک معماری پیشرانه جدید را برای انتقال سریع محموله‌های سنگین (1 تن و بیشتر) در منظومه شمسی و به رسانه‌های بین ستاره‌ای می‌تواند ممکن کند.»
مفهوم پرتو گلوله تا حدی از ابتکار Breakthrough Starshot الهام گرفته گرفته که بر روی یک سیستم رانش بادبان سبک کار می‌کند. با کمک میلیون‌ها لیزر، یک کاوشگر کوچک از نظر تئوری می‌تواند تنها ظرف در عرض ۲۰ سال به سمت همسایه خورشید ما یعنی پروکسیما قنطورس حرکت کند.
برای کارکرد، سیستم رانش مفهومی به دو فضاپیما نیاز دارد – یکی که به سمت فضای بین ستاره‌ای حرکت می‌کند و دیگری که به مدار زمین می‌رود.
فضاپیمایی که به دور زمین می‌چرخد، پرتوی از ذرات ریز میکروسکوپی را به سمت فضاپیمای بین ستاره‌ای پرتاب می‌کند. این ذرات توسط لیزر گرم می شوند و باعث می شوند بخشی از آنها به صورت پلاسما ذوب شوند که گلوله ها را بیشتر شتاب می‌دهد، فرآیندی که به عنوان فرسایش لیزری laser ablation شناخته می شود.
این گلوله ها می وانند به سرعت 120 کیلومتر در ثانیه برسند و به بادبان فضاپیمای بین ستاره ی برخورد کنند یا آهنربایی درون آن را دفع کنند و به حرکت فضاپیما به سرعت‌های زیاد کمک کنند که به آن اجازه می دهد از هلیوسفر ما – حباب خارج شود.
داوویان می‌گوید : «با پرتو گلوله‌ای، می‌توان به سیارات خارجی در کمتر از یک سال، ۱۰۰ واحد نجومی [واحد نجومی] در حدود ۳ سال و لنز گرانش خورشیدی در ۵۰۰ واحد نجومی در حدود ۱۵ سال رسید.»
یک «واحد نجومی» است، تقریباً فاصله بین زمین و خورشید یا حدود 150 میلیون کیلومتر است.
کاوشگر وویجر 1 حدود 35 سال طول کشید تا در سال 2012 به فضای بین ستاره‌ای در فاصله تقریباً 122 واحد نجومی نجومی برسد.
طبق پیش بینی‌های فعلی، یک فضاپیمای پرتو گلوله ای با وزن 1 تن می تواند همین کار را در کمتر از 5 سال انجام دهد.
داوویان در ماه فوریه به مت ویلیامز از Universe Today توضیح داد که تیم او به جای استفاده از لیزر مانند سایر پروژه‌های بادبانی، رویکرد گلوله را در پیش گرفته‌اند، زیرا گلوله‌ها را می‌توان با لیزرهای نسبتاً کم توان به حرکت درآورد. در پیش بینی های فعلی آنها فقط می توان از یک پرتو لیزر 10 مگاواتی استفاده کرد.
داوویان به ویلیامز گفت : «برخلاف پرتو لیزر، گلوله‌ها به این سرعت از هم دور نمی‌شوند و به ما اجازه می‌دهند فضاپیمای سنگین‌تری را شتاب دهیم .گلوله‌ها که بسیار سنگین‌تر از فوتون هستند، حرکت بیشتری را باعث می‌شوند و می‌توانند نیروی بیشتری را به فضاپیما منتقل کنند.»
البته همه اینها در حال حاضر حدس و گمان محض است. اما فاز اول کمک هزینه مفاهیم نوآورانه و پیشرفته ناسا (NIAC) کمک خواهد کرد.
این پروژه یکی از 14 پروژه‌ای بود که در این مرحله اولیه تامین مالی شد و گام بعدی نشان دادن اثبات مفهوم با استفاده از آزمایش‌ها خواهد بود.
داوویان می‌گوید : «در فاز اول، امکان‌سنجی مفهوم پیشرانه پیشنهادی را با انجام مدل‌سازی دقیق از زیرسیستم‌های مختلف معماری پیشرانه پیشنهادی و با انجام مطالعات تجربی مفهومی اثبات می‌کنیم. »
