Zondo roboto paleidimas į kitą žvaigždę yra visiškai kitoks mastelis, palyginti su zondo paleidimu į tolimąsias saulės sistemos dalis.
Kadangi artimiausia žvaigždė yra daugiau nei 4 šviesmečių, turime prisitaikyti prie ilgalaikių komunikacijos vėlavimų - tarpžvaigždinis nepilotuojamas orlaivis turės turėti daugialypį zondą, galintį savarankiškai ištirti kelias žiniasklaidos priemones.
Apskritai žvaigždės zondas greičiausiai turės savo kosmoso tyrinėjimo programą, pradedant transporto sistemos paketu, kuris skirtas Icarus hibridinių raketų projektui. Tačiau hibridinės raketos nėra skalės ir jų minimalus dydis, paprastai šimtai tonų.
Tai panaši į tai, kaip mes išsiuntėme visą žvalgymo programą kitai žvaigždės sistemai, ir nors tai nėra pagrindinė problema, tam reikia daug skirtingų dalykų - tai bus paradigmos perėjimas prie mūsų požiūrio ir galvoti apie tai, kaip ištirti erdvę. Ne vienas kosmodromas negali suteikti išteklių, skirtų transporto priemonei įrengti orbitoje arba tiekti šimtus ar tūkstančius tonų kuro į hibridinę raketą.
Hibridinės raketos „Firefly“ dizainas bus suprojektuotas taip, kad 100 metų skristų į Alpha Centauri, jo masė bus apie 1500-3000 tonų, o deuterio kurui reikės perkrauti 19 kartų didesnę sumą nei savo masė. Taigi orbitoje gali būti paleista apie 30 000–60 000 tonų įrangos ir kuro.
Dėl saugumo priežasčių hibridinė raketa turi būti paleista iš daug didesnės orbitos nei įprasta žemė (LEO), kurioje yra tarptautinė kosminė stotis ir kitos transporto priemonės. Tikriausiai tai bus nuolatiniai orbitai tarp Žemės ir Mėnulio, pavyzdžiui, Lagrange taškas arba Halo orbitos. Tačiau 60 000 tonų transportavimui tarp orbitų reikės rimtos transporto infrastruktūros. Vidutinės trukmės laikotarpiu (dešimtmetį ar du) „SpaceX“ privatūs raketai ketina į Marsą pradėti statyti 100 tonų krovinių. Cheminių raketų, tokių kaip „Falcon Heavy“, naudojimas reiškia, kad Marso kolonijinio transporterio masė bus mažiausiai 600 tonų. Norint paleisti į Mėnulio orbitą, reikės tiek pat kuro, kaip ir Marso orbitoje. Taigi, erdvės zondui, kurio masė yra 60 000 tonų, reikės 360 000 tonų naudingosios apkrovos (daugiausia kuro), taip bus, kai naudojamos tik cheminės raketos. Tokios išlaidos bus pernelyg didelės.
Tačiau apsvarstykite šią situaciją: mes dažnai nemanome, kiek sveria mūsų energijos šaltiniai. 1 gigawatt anglies galios, veikiančios 35 proc. Efektyvumo, reikia 0, 1 tonos anglies per sekundę. Per metus ji degina 3 000 000 tonų anglies ir gamina 10 000 000 tonų anglies dioksido ir apie 150 000 tonų pelenų.
Stebina, kad atsižvelgiant į miniatiūrinius šiuolaikinius erdvėlaivius, žiūrėkite į tūkstančius tonų naudingosios apkrovos didelėse artimųjų orbitoje. Aštuntojo dešimtmečio pabaigoje NASA, pavyzdžiui, atliko geografinės geografinės orbitos milžiniškų saulės palydovų statybos tyrimus, nors šių tyrimų rezultatai yra tik popieriuje. Tačiau jau tapo aišku, kad transporto architektūros gali būti gerai taikomos statant tarpžvaigždinį zondą. Japonija ir Kinija išreiškė susidomėjimą paleidžiamais saulės energija naudojančiais palydovais, bent jau demonstracine forma nuo 2030 m.
Todėl, kai pastatomas tarpžvaigždinis zondas, gali būti, kad iki šiol erdvėje bus prieinamos infrastruktūros, kad būtų palaikomas statybos procesas. Orbitinės transporto infrastruktūros pagrindas yra planuojamas taip:
- Visų pirma, norint aplankyti aukštesnius orbitus, bus surengtas naudingųjų krovinių pristatymas ir orbitai. Tai bus geriausias variantas, iš tikrųjų daugkartinio naudojimo paleidimo transporto priemonės, pvz., „Falcon“ kompanijos išplėstinės „SpaceX“ serijos versijos, kurios gali egzistuoti dešimt ar dvidešimt metų, arba Europos raketų hibridinis skylonas.
- Antra, vieną kartą orbitoje Žemėje, kuriam reikalingas krūvio perkėlimas į geostacionarinę orbitą, bus toliau didele dalimi pakeistas ne cheminis raketinis kuras, pvz., Šiluminė branduolinė energija, taip pat saulės šilumos ir saulės elektros energija. Jie reikalauja daug mažesnio kiekio propelento, kad gautų naudingąją apkrovą aukštesnėms orbitoms, ir, priklausomai nuo pasirinktos sistemos, tai gali užtrukti kelias dienas ar mėnesius.
Verta apsvarstyti transporto sistemų, reikalingų, pavyzdžiui, saulės palydovinės elektrinės statybai, mastą. Tipiškas 1 gigavatas ATP sveria apie 10 000 tonų. Didėja pasaulinis energijos poreikis. Dabartinė paklausa yra apie 500 gigavatų per metus, taigi, norint tiekti pusę reikiamos energijos naudojant saulės palydovinę jėgainę, reikės statyti apie 250 palydovų per metus - apie 2,5 mln.
Tikimasi, kad Icarusas bus iš jūros išgaunamas deuteris. Tačiau, kai „SpaceX“ sukuria tiltelį ant Marso ir sukurta transporto infrastruktūra, mokslininkai aktyviai pradės optimalesnį variantą. Keletas kompanijų jau ketina ištirti galimus asteroidų išteklius. Taip pat ten gali būti sukurta labai pelninga rinka per kelis dešimtmečius, tačiau tai atsitiks, jei SPS medžiagos bus gautos iš mažesnėmis sąnaudomis patalpoje esančių išteklių nei iš kosmodromo iš Žemės. Įspūdingesnė versija yra ta, kad pagrindinė žvaigždžių zondo, deuterio, Marso ir Mėnulio kuro dalis yra daug didesnė nei žemėje. Deuterio atomai yra dvigubai sunkesni už paprastą vandenilį, nes tai yra izotopas. Naujausi matavimai apie deuterio buvimą Marso poliariniuose dangteliuose parodė, kad jo turinys bus bent 8 kartus didesnis nei vidutinė vertė žemėje. Taip pat buvo nustatyta, kad mėnulis turi didelį ledo kiekį, gautą iš vandenilio, kuris ten pasiekė saulės vėjo ir kometų, o mėnulis deuteryje turėtų būti dar turtingesnis nei Marso.
Todėl, kai ateina laikas statyti žvaigždės laivą, gali būti, kad jau bus kuro ir medžiagų, kurios bus lengvai gaunamos iš nežemiškų šaltinių.
Siekiant optimizuoti laivo kuro transportavimo kaštus, nauja galinga sistema gali būti visiškai naudojama daugeliui kitų birių krovinių pervežimui. Suomijos tyrinėtojas Pekka Janhunenas siūlo „E-Sail“, ypatingą koncepcinį projektą, kuris sukuria saulės burę iš įkrautų elektros laidų.
Saulės vėjas susideda iš didelės spartos plazminio srauto, atsirandančio iš saulės, kuris teka aplink laidų sukurtą elektrinį lauką ir sukuria būtiną traukimą. Šis išradimas buvo paskelbtas trumpai aprašant 2004 m., Jis buvo išbandytas su keliais palydovais, o Europos kosmoso agentūra planuoja ją pradėti. Visiškai veikiantis elektroninis burė galės išgauti atgautą deuterį iš beveik bet kurio saulės sistemos šaltinio, pvz., Marso ar asteroidų, taip pat bet kokio kito krovinio. Šie išradimai taip pat gali būti naudojami kaip „gravitacinės vilkimo transporto priemonės“ asteroidams, kurie yra pavojingi susidūrimui su Žemė, arba netgi perkelia juos į naujas, naudingesnes orbitus. Gamybinei veiklai erdvėje reikės statyti laivą ir daugybę kitų programų, o tai patvirtina „Apollo“ programos pranašumą, leidžiantį žmonėms išlipti į Mėnulį. Mikroelektronikos revoliucija aštuntajame ir devintajame dešimtmetyje labai priklauso nuo „vieno milžiniško žmonijos šuolio“. Galų gale, daug naujų gamybos procesų buvo išrastas gana greitai, ir daugelis fizinių, inžinerinių ir kompiuterinių sričių mokslininkų buvo apmokyti.
Sėkmės skatina tuos, kurie žino, kas bus neįsivaizduojama nauda iš to, kas sukurs žvaigždžių laivą.
