Wyobraźcie sobie czwartą misję załogową na Marsa. Jesteś na pokładzie statku Odyseja.
Premiera była dość antyklimatyczna. Sonda płynnie oddzieliła się od Ziemi. Tak stopniowo, że można było spojrzeć na zegarek, podejrzewając, że silniki się zatrzymały.
Ale oni nie umarli. Są po prostu cierpliwi.
Napęd elektryczny nie eksploduje. Ona popycha. Trwałe i stabilne. Po tygodniu tak cichego ciągu Odyseja osiąga prędkość 400 001 kilometrów na godzinę. To jest szybkie. Szybciej niż ktokolwiek kiedykolwiek poruszał się w historii ludzkości. A to dopiero początek.
Taka misja jest prawdopodobnie jeszcze za dziesięć lat. NASA kładzie tory dla pociągu, który jeszcze nawet nie został zbudowany. Chcą zabrać ludzi na Marsa szybciej i taniej.
Głównym sekretem jest moc.
Rekord pobity przez ciekły metal
Ostatni test uderzył w ścianę. A dokładniej: zniszczył go.
Nowa konstrukcja silnika ustanowiła amerykański rekord 120 kilowatów. Aby zobaczyć skalę, spójrz na należącą do NASA sondę kosmiczną Psyche zmierzającą w stronę asteroidy 16 Psyche. Jest wyposażony w najpotężniejsze silniki elektryczne na orbicie. Jednak ten nowy silnik jest dwadzieścia pięć razy potężniejszy niż te zastosowane w Psyche.
Maksymalna prędkość Psyche wynosi około 135 000 kilometrów na godzinę. Nowy silnik litowy ma na celu osiągnięcie znacznie wyższych osiągów.
Jaka jest przyczyna różnicy w prędkości? Punktualnie. Silniki elektryczne stale przyspieszają. „Popijają” paliwo zamiast zużywać jego litry. Rakiety chemiczne? Jednym potężnym impulsem opróżniają ogromne zbiorniki substancji reaktywnej. Skuteczny? Zupełnie nie. Systemy elektryczne pozwalają zaoszczędzić do 90% paliwa w porównaniu ze starszymi reakcjami chemicznymi.
Paliwem tutaj nie jest gaz, jak ksenon. To jest lit. Parujący metal.
„Opracowywanie i budowa tych silników zajmowała lata” – powiedział James Polk z Laboratorium Napędów Odrzutowych NASA. “To ogromny moment. Osiągnęliśmy docelową wydajność. Wiemy, że stanowisko testowe działa.”
Wydawał się uspokojony. Brzmiał na szczęśliwego. To jest dobre.
Gorąca atmosfera
Dwanaście tysięcy watów brzmi przyzwoicie. Ale to nie wystarczy Marsowi.
Realistyczna misja załogowa wymaga 2–4 megawatów. To setki silników. Harmonijna praca.
Jak długo? 23 000 godzin.
Wykonaj obliczenia samodzielnie. To około 958 dni. Dwa i pół roku.
Nie da się uruchomić silnika w takich temperaturach przez prawie trzy lata bez jego stopienia. Nie eksplodował. I nie tylko nie odmówił.
Silnik litowy został przetestowany w temperaturze 2800 stopni Celsjusza (5000 stopni Fahrenheita). Jest wystarczająco gorąco, żeby stopić kamień. Ale to jeszcze nie wystarczy, aby podbić Marsa. Przynajmniej na obecną skalę.
Dlaczego dwa i pół roku? Orbity.
Mars i Ziemia zbiegają się na swoich orbitach tylko co dwadzieścia sześć miesięcy. Okno się otwiera. Lecisz.
Długo czekaj
Tradycyjne sondy bezzałogowe trwają od sześciu do siedmiu miesięcy. To proste. Nie potrzebują jedzenia. Nie potrzebują wody. Nie nudzą się.
Ludzie potrzebują rzeczy. Ogromny statek kosmiczny. Ciężkie systemy podtrzymywania życia. Dużo paliwa na powrót.
Oto trasa, jeśli pójdziemy, gdy okno się otworzy:
– Sześć do dziewięciu miesięcy lotu na Marsa
– Osiemnaście miesięcy oczekiwania na czerwonym pyle, aż orbity ponownie się zbiegną
– Sześć do dziewięciu miesięcy podróży do domu
Napęd elektryczny może zmienić te liczby. Mniej paliwa oznacza mniejszą masę. Mniejsza masa oznacza może szybszą podróż? A może po prostu więcej zapasów? Jeszcze nie wiemy.
Wypalamy metal w próżni i obserwujemy, jak szybko przeskakuje iskra. To działa. To jest powolne. Ale może nas tam zaprowadzić.
A może nie.
Czas pokaże. I dlatego zajmujemy się nauką.
Silniki buczą. Lit się gotuje. Ktoś patrzy.
