“Kosmos on suur. Sa ei usugi, kui tohutult, üüratult üle mõistuse suur see on. Sa võid arvata, apteeki on pikk tee, kuid kosmoses on see vaid köömes.”
Douglas Adams


Kui ma olin veel väike, siis meeldis mulle kangesti ammutada tarkust mitmesugustest veneaegsetest populaarteaduslikest raamatutest. Eriti huvitas mind muidugi kosmose vallutamise küsimus. Kahjuks andsid vanad veneaegsed raamatud üsna üheselt teada, et tähtedele reisimiseks tuleb ehitada footonrakett. Viimase ehitamiseks on vaja aga põhimõtteliselt mahutada ühe veduri ramm nööpnõelapea suurusse massi ning seega on säänse raketi ehitamine hetkel ilmvõimatu.

Uuematest raamatutest tutvustati ka ruumivoltimise ja ussiaukude teooriat, aga selle osas polnud autoritel isegi udust aimu, kuidas ruumi voltimine-augutamine võiks käia.

Seega siis olin võtnud teadmiseks, et tähtedeni reisimise võimalused on kesised ning olin üsnagi siiralt üllatunud, kui peale väikest internetist tuulamist selgus, et läänemaailma teadurid pole niisama istmikku süganud, vaid mitmesuguseid põnevaid ideid treinud. Järgnevalt tutvustaks lühidalt ka Reaktori lugejatele mõningaid loogilisemaid neist plaanidest.

PS: Kuna mu füüsikalised teadmised ja tehniline inglise keel on üsna nõrk, siis ehk annavad lugejad andeks, kui olen mõnest asjast valesti aru saanud või tõlkimisel apsaka teinud :)



Orion

60-date USA projekt. Idee iseenesest lihtne. Tegemist on hiigelsuure raketiga, mis stardib esialgu suure hulga vedelkütuste rakettide toel. Jõudnud piisavalt kõrgele, poetatakse raketi alla väike tuumalaeng, mis tõukab raketti edasi ja seda protseduuri korratakse kuni on piisav hoog sees kas siis marsile või mõnele muule taevakehale lendamiseks. Põhimõtteliselt on see võrdne sellega, kui paadis istuja loobib enda taha käsigranaate ja laseb plahvatuse lainetusel end edasi tõugata. Aga mis sa teed hädaga kui häid aere või sõukruvi pole :)

Minnes pisut täpsemaks siis tuumalaenguks on Orioni projektis curium 245 kriitilise massiga 4 kg. See laeng koos propellandiga (kogumass 230 kg) heidetakse laeva taha, kus ta plahvatab võimsusega 0.25 kilotonni (1 teradžaul). Energia aurustab kogu propellandi, surudes selle kokku tiheduseni 1g/l. Temperatuur tõuseb 67 000º K. Rõhk tõukeplaadile ulatub kuni 690 MPa, kasutades ära kuni 7 % plahvatuse energiast.

Saavutatav kiirus: 10% valguskiirusest.



Plussid: Põhimõtteliselt on seda raketti võimalik ehitada juba praeguste inimkonna käes olevate teadmistega. Ehk siis selle raketiga oleks tõesti võimalik lähimaid tähti vallutada. Orion oleks samuti suurepärane kasutus üleliigsetele sõjaväeladudes leiduvatele tuumamiinidele. Lisaks uuris USA seda mingil ajahetkel väga aktiivselt ja tegi väikeste mudelitega edukaid loomkatseid (loomulikult kasutades mitte tuumapomme, vaid tavalist lõhkeainet).

Nõrkused: Loomulikult kallidus, loodust saastav loomus ja ohtlikus. Võib ette kujutada, et tuumapommi plahvatuse turjal reisida pole ka kuigi mõnus. Pealegi on rahvusvahelise kokkuleppe alusel keelatud tuumaplahvatuste tekitamine avakosmoses, ehk tähtedele lennuks on tarvis ka seaduste muudatusi.

Project Orion: A Re-Imagining

Medusa


Põhimõtteliselt tegemist Orioni edasiarendusega 90-nendatest. Medusa kujutab endast meeletult suurt kosmosepurje, mille külge on kaablitega ühendatud kasulikud moodulid. Medusa taha heidetakse väikesi tuumalaenguid ja nende plahvatuse impulss tõukab seda veidrat kosmosepurjekat edasi.

Kiirus: Pisut suurem kui Orionil
Plussid: Kergem kui Orion, samuti on kosmoselaevale mõjuv põrutus nõrgem ja pommi tõukejõud leiab paremat ärakasutamist.
Miinused: Peamiselt sama tuumaplahvatusi kosmoses keelustav lepe



Daedalus

Daedalus kasutab edasiliikumiseks termotuumareaktsiooni (fusion). Kosmoselaeva hiiglaslikku düüsi heidetakse tükike kütust (deuteerium-triitium), kus tekitatakse lasterite abil ahelreaktsioon. Tulemuseks tilluke plahvatus ja kuum plasma, mis tõukab raketti takka. Laserite toitmiseks vajalik energia saadakse samast düüsis toimuvast reaktsioonist.

Huvitava nüansina tasub ära märkida, et tegemist on kahe-astmelise ehitusega. Peale kaheaastast kiirendamist heidetakse esimene aste küljest ja süüdatakse teise astme mootorid.

Daedaluse tühimassiks arvutatakse kuskil 2,670 tonni. Kütus (deuteerium ja helium-3) võtab omakorda 50 000 tonni. Kokku oleks Daedalus oma massilt võrdne ühe keskmise suurusega õlitankeriga. Pikkuselt 200m (üle kahe korra pikem kui Saturn V - rakett mis viis inimesed kuule). Kasulikku massi sisaldaks Daedaluse teine aste 450 tonni (pisut rohkem kui on praegu ümber maakera tiirleval rahvuslikul kosmosejaamal).

Saavutatav kiirus: 10% kuni 20% valguskiirusest.

Nõrkus: Pole võimalik hetkel olemasolevate tehniliste vahenditega ehitada. Teooria on iseenesest paigas, aga materjalid-seadmed vajaksid arendustööd. See kõik aga läheks vägagi kulukaks. Tõenäoliselt kallimaks kui Orion või Medusa ehitus.

Project Icarus: Demonstration of Fusion Pulse Propulsion


Huvilised võivad külastada ka vahvat saiti http://www.icarusinterstellar.org/
Tegemist on mittetulundusliku organisatsiooni lehega, mille eesmärgiks on aastaks 2100
jõuda esimese tähtedevahelise lennuni. Icarus (legendi järgi Daedaluse poeg) on edasiarendus Daedalosest.

Project Longshot


Oli NASA poolt arendamisel 1984 - 1994

Tegemist on mehitamata kosmosemasina projektiga, mis peaks olema võimeline lendama tuumajõul Alpha Centaurile. Mootor on sama mis Daedalusel, ehk siis laseritega tekitatakse düüsidesse heidetud ainega termotuumareaktsioon. Peamine erinevus võrreldes D raketiga on see, et kui viimasel sai laser energiat samas reaktsioonist, siis Longshotil toidab lasereid eraldi pardal asuv termotuumareaktor.

Kiirus: 4.5% valguskiirusest. Teekod A. Centaurile võtab selle masinaga 100 aastat ning sinna otsa läheb täiendav 4.39 aastat, mil info misjooni edust/ebaedust meie täheni jõuab.

Nõrkus: Pole võimalik hetkel ehitada. Termotuumareaktsiooni on küll labori tingimustes saavutatud, aga töötav, stabiilne ja kosmoselaeva sobiv lahendus selle püsivaks kasutamiseks energiasaamisel puudub. Tavaline tuumareaktor aga ei suudaks nii pika aja jooksul raketti energiaga varustada.



Bussardi Ramjet

Tegemist omapärase kavandiga, mille puhul kogub rakett endale liikumiseks vajaliku kütuse ümbritsevast keskkonnast - näiliselt tühjast kosmosest. Ehk siis täpsemalt on kosmoselaeva ees tohutult suur koonus, mis kogub tühjuses uitavaid vesiniku aatomeid ning kasutab seda ära oma termotuumareaktori kütusena.

Probleem: Vajalik 10 000 ruutmeetrit suur struktuur, mis on valmistatud 1mm paksusest mylarist (spetsiaalne plastik) ning kaaluks 250,000 tonni. Üheks lahenduseks on pakutud raketi ees asetsevate vesinikaatomite ioniseerimist tohutu võimsusega laseriga. Sel juhul saaks korjata neid
tunduvalt väiksema magnet-püüduriga. Samas õgiks selline laser hea isuga energiat ning nõuaks enda toitmiseks veelgi tõhusamaid reaktoreid.

Teine (küll tõenäoliselt väiksem) mure seisneb selles, et Bussardi koonus peaks liikuma 6% valguskiirusest, et süsteem toimiks. Seega vajab masin eraldi piisavat kogust kütust, et kõigepealt nõutava kiiruseni jõuda. Olemas on veel kolmaski täiendatud skeem nimega RAIR, kus ei kasutata vesinikku mitte kütusena vaid reaktsiooni käivitajana.



http://www.daviddarling.info/encyclopedia/I/interstellar_ramjet.html

http://en.wikipedia.org/wiki/Project_Longshot

Ühtlasi Bussardi Ramjetiga lõpetaks ka võimaluste loetelu. On muidugi olemas veel jah teooriad ruumi voltimisest, warpimisest, kurrutamisest, painutamisest jne, kuid need on aga kõik veel paljalt teooriad ja nende baasil pole koostatud ühtegi kavandit ega tähelaeva skeemi.

Ehk siis olukord on kole. Aga samas mitte meeleheitlik. Orioni, Medusa või Daedaluse projektide ehitamine oleks inimkonnale igati käeulatuses. Samas on nad umbes sama mahukad projektid, kui püramiidid Egiptlastele. Küllap tuhandeid aastaid hiljem vaataks meie järeltulijad neile sõidukutele samasuguse hämminguga, nagu me praegu vaatame Cheopsi püramiidi. Ehk süüdistaksid isegi tulnukaid meie aitamises. Küllap tunduks selline agregaat neile ilma antigravitatisooni, orbitaal-liftide ning massiduplikaatoriteta ehitatuna justkui maailmaime.

Praegusel juhul pole tegelikult tähereis kinni mitte nii võimaluses kui tahtmises. Meil pole piisavalt motivatsiooni nii uskumatult kalleid projekte käsile võtta. Tõuge võiks saada alguse näiteks sellest, kui saadaks astronoomidelt kindel tõend meie läheduses asuva ja täielikult maasarnase ning elamiskõlbliku maailma kohta. Ehk siis on vaja inimkonna ahnete silmade ette ühte magusat kommi, mida ta tahaks kangesti omada ja mis mõjuks tõhusa motivaatorina. Küllap hakkaks siis raha ka voolama täherakettide projekti veskile.

Abiks oleks ka raha väärtuse ümberhindamine. Iga asja hind sisaldab praegusel hetkel ju valdavalt õhku (käibemaksud, juurdehindlused etc). Algtoode ning materjal ei pruugi mittekasumliku majandamise korral sugugi enam nii kulukas. Ehk raketi ehitamine muutuks raha ülevõimu murdmise järel märgatavamalt odavamaks.

Praeguse maailmapildi ja elukorralduse juures on tähtedele lendamine paganama keeruline. Aga eks kunagi oli ka puust laeva ehitamine keeruline töö ning rauast- ja aurumasinaga laeva peale oleks kulunud kogu maailma rauatööstuse aastatoodang.
Mina igaljuhul usun, et inimkonna suurim seiklus ja avastusretk seisab veel alles ees. Õnneks on ajalugu ka näidanud, et teadus liigub müstilisi ennustamatuid teid pidi ja kes teab - võibolla mingi aja pärast avastatakse selline uus füüsikaseadus, mis keerab kogu senise maailma pea peale ja toob tähed meile koju kätte.