Laserem urychlená loď by mohla k Marsu dorazit za 45 dnů

TLDR: Nejedná se o laserovou plachetnici, nýbrž hybridní koncept, kdy laser na dálku urychluje médium v kosmické raketě. Metoda by však mohla být dostatečně efektivní na to, aby prudce zkrátila dobu přeletu mezi planetami. Zatím jde ale jenom o čistokrevný koncept. Studie tuna.

Na Mars zase jinak

Uzavíráme sázky – myslíte si, že dříve dojde na pilotovanou misi na Mars nebo na realizaci termojaderné fúze s kladným přebytkem energie? Možná, že se hlásíte s tím, že to první není zas tak složitý. Kdyby si v NASA neváleli šunky, mohli jsme tam už dávno být! Budiž ale testamentem náročnosti podobné mise skutečnost, že člověk v kosmu doposud nikdy nestrávil tolik času jako při skutečné cestě k Marsu a zpět…

No fakt – s tříměsíčním pobytem na Marsu by lidi let tam a zpět zvládli za 21 měsíců. Dosavadním rekordmanem v kontinuálním pobytu v kosmu je kosmonaut Valerij Poljakov „jen“ se 14 měsíci.

Jó, kdybychom jen tak mohli cestu na Mars urychlit, povzdechnou si mnozí… Třeba tak, jak to slibuje nový koncept laserově-termálního motoru!

S tím přišli vědátoři z montrealské McGillovy univerzity, když posoudili v aktuální práci, dostupné na arXivu, jeho možnosti. Jak rychlá by tahle sranda byla? Systém využívající k pohonu laserového ohřevu vodíkového paliva by mohl zkrátit dobu průletu k Marsu na pouhých 45 dní. To je dokonce méně, než některé jiné zvažované možnosti, zejména termální jaderné motory.

Stejně jako ony není ani laserový-termální pohon nic magického. Koncept existuje na světě už pěkných pár let… Ale v posledních letech se o laserech mluví spíše pro urychlování (hypotetických) mezihvězdných nepilotovaných sond. Tým Emmanuela Duplay ale zajímalo využití této technologie pro cosi bližšího, totiž (hypotetické) rychlejší pilotované lety uvnitř Sluneční soustavy.

A ukázalo se, že by to mohlo šlapat – hypoteticky!

Energie na dálku

Stejně jako jiné fyzikální motory, tedy iontové motory nebo jaderně-elektrický pohon, také laserový-termální motor využívá inovované metody, jak dlouhodobě dodávat kosmické lodi při jejím letu na rychlosti. Klasický raketový motor je takový Kurt Kobain: hoří jenom krátce, ale intenzivně. Oproti tomu iontové motory i laserový-termální motor jsou jako folkový zpěvák: hoří pomalu, ale dlouze…řekneme Bob Dylan!

To, co odlišuje Kurta a Bobika, je ale energie, která v systému proudí. Zatímco klasické chemické motory získávají kopanec hořením, alternativní fyzikální motory urychlují nějaké médium pomocí energie. A dokud onen kopanec budou získávat ze solárních panelů nebo jiného, řekněme slabšího zdroje, bude lidstvo spíše jen Klepat na nebeskou bránu. Právě proto bylo nedávné oznámení, že Čína možná vyvíjí 10 megawattový kosmický reaktor, tak zajímavé.

I laserový-termální pohon by totiž potřeboval ke svému chodu velmi podobný dajný zdroj energie. A ten zatím v praxi neexistuje. Ale! Tentokrát má architektura nové lodi jednu podstatnou výhodu – laser sloužící k urychlení média (u iontových motorů) či ohřevu média (u termálních motorů) není na palubě plavidla, nýbrž je pouze na Zemi! Energii dodává na dálku, přičemž nosič pouze „urychlí“ náklad na cestě k Marsu a pak se vrací k Zemi.

Laserová termální raketka, neasi. Zdroj: Duplay et al., 2022, Pixabay, vlastní
Laserová termální raketka, neasi. Zdroj: Duplay et al., 2022, Pixabay, vlastní

Právě proto má loď na sobě ten velký kotouč – jedná se o parabolický reflektor přesměrovávající (externí) laserový paprsek ze Země do trysky samotné. A ačkoliv by takto výkonný laser na Zemi taky nebyl hračka, jeho stavba by byla podstatně snazší tady dole než tam nahoře.

Modul s posádkou (či nákladem) urychlený pro let k Marsu se pak k Rudé planetě dostane sám setrvačností, přičemž k zabrzdění využije (hypotetické) nafukovací tepelné štíty jako z 2010: Druhé vesmírné odysey. Tady se nám vize dále trochu komplikuje, protože zatímco laser na Zemi urychlující loď si lze představit, nafukovací štíty taky nejsou zrovna ozkoušená technologie.

V neposlední řadě platí, že tato architektura sice velmi dobře řeší odlet ze Země, ale absolutně vůbec neřeší odlet od Marsu. Pro let od Rudé planety by bylo nutné použít buďto jiný pohon… Nebo vybudovat ekvivalentní laser na Marsu či v jeho okolí! 

Jeden z mnoha konceptů

Takže to rozhodně není nějaký geniální koncept, který by všecko řešil. Nicméně – jak jsem v úvodu nadnesl, pokud by se podařilo zkrátit dobu letu k Marsu, skoro dvouletá mise se všemi obřími problémy by byla najednou daleko dosažitelnější. Nebylo by třeba tolik zásob, tolik obav z radiace, tolik kontrol bezporuchovosti plavidla. Laserový-termální pohon tak působí jako jeden z nápadů, jak kolumbovskou misi k Marsu překovat do čehosi jako trošku delší cesty vlakem.

Jedná se samože jenom o další koncept, nikde se nepíše, že NASA nebo SpaceX hned zítra narve do nápadu 200 miliard. Což je zhruba to, aby bylo možné v dohledné době počítat s realizací takového vize. Ale kdo ví – možná, že podobné hledání co nejoptimálnější cesty k Marsu nakonec nakopne k činnosti soukromý sektor, anebo přijde s ještě efektivnější a levnější metodou meziplanetárních letů.

Možná, že nás čeká spousta dalších misí hlouběji do Sluneční soustavy – ale Valerij Poljakov bude ještě dlouho držitelem nejdelšího rekordu pobytu v kosmu!

[Ladislav Loukota, Jan Tomaštík]

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, který tvoří přípravné testy pro studenty vysokých škol. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – jeho kontaktní mail je vedatororg@seznam.cz

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Reklama