Уявіть собі четвертий пілотований політ до Марса. Ви на борту корабля «Одіссей».
Запуск пройшов досить антикліматично. Космічний апарат плавно відокремився від Землі. Так поступово, що ви могли перевірити годинник, підозрюючи, що двигуни заглушилися.
Але вони не здохли. Вони просто терплячі.
Електрична тяга не вибухає. Вона штовхає. Завзято і стабільно. Після тижня такого тихого потягу «Одіссей» досягає швидкості 400 001 кілометр на годину. Це швидко. Швидше, ніж будь-коли пересувався хтось в історії людства. І це лише початок.
До такої місії, мабуть, ще десять років. NASA прокладає рейки для поїзда, який ще навіть не збудовано. Вони хочуть доставити людей на Марс швидше та дешевше.
Головний секрет – у потужності.
Рекорд, побитий рідким металом
Останнє випробування зіштовхнулося зі стіною. Або, якщо точніше, її розгромило.
Нова конструкція двигуна встановила американський рекорд – 120 кіловат. Для масштабу подивіться на космічний апарат NASA Psyche, який летить до астероїда 16 Psyche. Він оснащений найпотужнішими електричними двигунами, що знаходяться сьогодні на орбіті. Однак цей новий двигун у двадцять п’ять разів потужніший за ті, що використовуються на Psyche.
Максимальна швидкість Psyche становить близько 135 000 кілометрів на годину. Новий літієвий двигун націлений на більш високі показники.
У чому причина різниці у швидкості? У часі. Електричні двигуни постійно прискорюються. Вони «пигають» паливо, замість жерти його літрами. Хімічні ракети? Вони зливають величезні баки з реактивною речовиною за потужний імпульс. Ефективно? Зовсім ні. Електричні системи економлять до 90% палива в порівнянні зі старими хімічними реакціями.
Паливо тут не газ, як ксенон. Це літій. Пароподібний метал.
“Розробка та створення цих двигунів зайняли роки”, – сказав Джеймс Полк з Лабораторії реактивного руху NASA. «Це величезний момент. Ми досягли цільової потужності. Ми знаємо, що випробувальний стенд працює».
Він звучав полегшено. Він звучав щасливо. Це добре.
Жарка обстановка
Дванадцять тисяч ватів звучать солідно. Але для Марса цього замало.
Для реальної пілотованої місії потрібні 2–4 мегавати. Це сотні двигунів. Працівників злагоджено.
Як довго? 23 000 годин.
Підрахуйте самі. Це приблизно 958 днів. Два з половиною роки.
Ви не можете запускати двигун за таких температур майже три роки, щоб він не розплавився. Чи не вибухнув. І не просто не відмовив.
Літієвий двигун витримав випробування при температурі 2800 градусів Цельсія (5000 градусів за Фаренгейтом). Це досить жарко, щоб розплавити камінь. Але цього поки що недостатньо, щоб підкорити Марс. Принаймні при поточних масштабах.
Чому два з половиною роки? орбіти.
Марс та Земля збігаються у своїх орбітах лише кожні двадцять шість місяців. Вікно відчиняється. Ви летить.
Довге очікування
Традиційні безпілотні зонди витрачають шість-сім місяців. Це просто. Їм не потрібна їжа. Їм не потрібна вода. Вони не нудьгують.
Люди потребують речей. Величезні космічні апарати. Важкі системи життєзабезпечення. Багато палива для повернення.
Ось маршрут, якщо ми вирушимо, коли відкриється вікно:
– Шість-дев’ять місяців польоту до Марса
– Вісімнадцять місяців очікування на червоному пилу, поки орбіти не співпадуть знову
– Шість-дев’ять місяців шляху додому
Електрична тяга може змінити ці цифри. Менше палива означає меншу масу. Найменша маса означає, можливо, більш швидку подорож? Чи, можливо, просто більше запасів? Поки що ми не знаємо.
Ми спалюємо метал у вакуумі та спостерігаємо, як швидко скаче іскра. Це працює. Це повільно. Але це може привести нас туди.
Або може й ні.
Час покаже. І ось чому ми займаємося наукою.
Двигуни гудуть. Літій вирує. Хтось спостерігає.
