Διαστημικό σκάφος μπορεί να σερφάρει στο ηλιακό σύστημα με τη βοήθεια των μαγνητικών πεδίων

Πηγή: NewScientist, 13 Μαρτίου 2007

Το μελλοντικό διαστημόπλοιο μπορεί να κάνει σερφ πάνω στα μαγνητικά πεδία της Γης και άλλων πλανητών, κάνοντας έτσι εφικτές τις μέχρι τώρα αδύνατες διαδρομές γύρω από το ηλιακό σύστημα, σύμφωνα με μια πρόταση που χρηματοδοτείται από το Ίδρυμα της NASA για τις Προηγμένες Ιδέες. Το φορτισμένο σκάφος δεν θα χρειαζόταν πυραύλους ή προωθητήρα οποιουδήποτε είδους.

Ένα κυλινδρικό δίχτυ από ίνες - σαν μια διαστημική γυναικεία 'κάλτσα' - μήκους 3 χιλιομέτρων φτιαγμένο από ίνες άνθρακα σε σχήμα κυλινδρικού πλέγματος θα μπορούσε να φορτιστεί χρησιμοποιώντας ένα επίστρωμα ραδιενεργού ισοτόπου. Η διάταξη αυτή θα προωθούταν έπειτα στο διάστημα με τη βοήθεια του γήινου μαγνητικού πεδίου.

Ο Mason Peck του πανεπιστημίου Cornell στην Ιθάκη της Νέας Υόρκης, έχει λάβει μια επιχορήγηση για να μελετήσει την ιδέα αυτή, η οποία είναι βασισμένη στο γεγονός ότι τα μαγνητικά πεδία ασκούν δυνάμεις στα ηλεκτρικά φορτισμένα σώματα.

Ο ίδιος λέει ότι ένας δορυφόρος θα μπορούσε να φορτιστεί με έναν από δύο τρόπους - είτε με τη βοήθεια μιας ακτίνας φορτισμένων σωματιδίων στο διάστημα, είτε απλά με ένα ραδιενεργό ισότοπο που θα εκπέμπει τα φορτισμένα σωματίδια. Ο φορτισμένος δορυφόρος έπειτα θα προωθούταν ύστερα με τη βοήθεια του γήινου περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου, επιτρέποντας του να αλλάξει την τροχιά του και να δραπετεύσει ακόμη και στο διαπλανητικό διάστημα.

Οι πρώτες ενδείξεις προτείνουν ότι η ιδέα μπορεί να λειτουργήσει. Σε ένα πείραμα στο πανεπιστήμιο του Binghamton στη Νέα Υόρκη, ο  ΗΠΑ, ο συνάδελφος του Peck Jim Brownridge σύνδεσε μια μικρή αγώγιμη σφαίρα με ένα κομμάτι του ραδιενεργού στοιχείου Αμερίκιο 241 μέσα σε ένα κενό θάλαμο, και έτσι η σφαίρα φορτίστηκε με επιτυχία.

Αλλά η ποσότητα του φορτίου που κατέχει μια σφαίρα υπό δεδομένη τάση, μια ποσότητα γνωστή ως χωρητικότητα, δεν είναι και πολύ μεγάλη. Οι μακριές, λεπτές ίνες, αφ' ετέρου, έχουν μια μεγάλη επιφάνεια η οποία θα μπορούσε να αποθηκεύσει πολύ φορτίο. Γι αυτό κι ένα πιθανό σχέδιο περιλαμβάνει πολλές ίνες οι οποίες συνδέονται με το διαστημικό σκάφος. Η διάταξη μάλλον θα έμοιαζε κωμική - γιατί λόγω του στατικού φορτίου, οι ίνες θα απλώνονταν προς όλες τις κατευθύνσεις, όπως τα πρόσφατα βουρτσισμένα  στεγνά μαλλιά.

Ραδιενεργή 'κάλτσα'

Ένα κυλινδρικό δίχτυ από ίνες - που θα έμοιαζε με μια γυναικεία κάλτσα - θα μπορούσε επίσης να συνδεθεί με ένα διαστημικό σκάφος. Για να φορτιζόταν η 'κάλτσα' θα αρκούσε να ντυθεί με ένα ραδιοϊσότοπο, και ένα από τα ισχυρότερα είναι το πολώνιο-210, το ισότοπο που χρησιμοποιήθηκε για να δηλητηριάσει τον πρώην ρώσο κατάσκοπο Alexander Litvinenko. Αλλά θα είναι ασφαλές αν χρησιμοποιηθεί στο πλέγμα αυτό λέει ο Peck, "εφ' όσον φυσικά δεν έρχεται σε επαφή με τους ανθρώπους που θα δουλεύουν στο διαστημικό σκάφος".

Τα ραδιοϊσότοπα παρέχουν πολύ περισσότερο φορτίο από μια ακτίνα σωματιδίων, η οποία θα έπρεπε να τροφοδοτηθεί από τεράστια ηλιακά πάνελ. Αλλά παρουσιάζουν και αυτά τεχνικά προβλήματα. Η δυσκολία βρίσκεται στο πού θα κλείσουν οι επιστήμονες το ραδιοϊσότοπο. Έτσι, σκέφτονται τη λύση της αλλαγής της γεωμετρίας της διάταξης με το φορτίο με σκοπό να αυξηθεί η χωρητικότητα της.

Έχουν προταθεί κι άλλες μέθοδοι πρόωσης στο διάστημα, πχ με ηλιακά ιστία και με ηλεκτροδυναμικά σχοινιά. Όπως και η πρόταση του Peck, έτσι και τα σχοινιά σχεδιάζονται ώστε να στηρίζονται στα πλανητικά μαγνητικά πεδία, αλλά με έναν ελαφρώς διαφορετικό τρόπο: να διαβιβάζεται ρεύμα κατά μήκος ενός καλωδίου.

Τα σκοινιά είναι όμως δύσκολο να ελεγχθούν και συγχρόνως τα σχοινιά όπως και τα ιστία θα έπρεπε να είναι τεράστια - τουλάχιστον 20 έως 30 χιλιόμετρα, λέει ο  Peck. "Προτείνουμε κάτι πολύ ελαφρύτερο και μικρότερο." Σκέφτεται ότι μπορεί να έχει μια παρόμοια απόδοση με αυτό το δίχτυ (σαν την κάλτσα) με ένα μήκος περίπου 2 ή 3 χιλιόμετρα, και επειδή θα φτιαχτεί με ίνες άνθρακα, η μάζα του θα ήταν μόνο λίγα κιλά.

Η δύναμη που θα παράγει θα ήταν πάρα πολύ χαμηλή για να προωθήσει ένα διαστημικό σκάφος μέσω της ατμόσφαιρας - αυτή η δουλειά ανήκει σε ένα συμβατικό πύραυλο. Μόλις όμως θα φθάσει στην τροχιά του η διάταξη αυτή θα ήθελε ένα έτος για να δραπετεύσει από τη γήινη βαρύτητα.

Αλλά μακριά από τη γη, το μαγνητικό πεδίο του Δία θα μπορούσε να το φέρει μακριά. Ο Δίας έχει ένα τεράστιο μαγνητικό πεδίο πολύ ισχυρότερο από της Γης. Ο Peck προτείνει ότι οι μελλοντικές αποστολές στον Δία θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν το πεδίο του ως φρένο, μειώνοντας την απαιτούμενη μάζα των καυσίμων και κερδίζοντας χρήματα.

Ο Δίας θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί και ως μια ενδιάμεση θέση για την εξερεύνηση στο υπόλοιπο ηλιακό σύστημα. Επειδή ένα διαστημικό σκάφος θα μπορεί θεωρητικά να κάνει πιο απότομες στροφές χρησιμοποιώντας το μαγνητικό πεδίο του γιγαντιαίου πλανήτη, από ότι θα μπορούσε να το κάνει με τη βοήθεια του βαρυτικού πεδίου (φαινόμενο βαρυτικής σφεντόνας)

Φυσικά αυτή δεν είναι ακόμα μια δοκιμασμένη ιδέα "Η NIAC είναι διάσημη για τη χρηματοδότηση ιδεών που είναι υψηλού κινδύνου αλλά με υψηλή ανταμοιβή", τονίζει ο Peck. Ο ίδιος ελπίζει να δει την ιδέα του να δοκιμάζεται για να δει εάν μπορεί να λειτουργήσει στο πραγματικό διαστημικό περιβάλλον. Εάν αυτό γίνει, τότε ίσως - σε μερικά χρόνια από τώρα - η πρώτη ραδιενεργός διαστημική 'γυναικεία κάλτσα' θα καβαλήσει το γήινα μαγνητικό πεδίο και θα προωθηθεί για τους πλανήτες.