Kosmosesõidukite tulevik: aurujõul toimivad kosmoselaevad
Era-kosmoselennundus-ettevõtte ja Kesk-Florida ülikooli koostöös valminud prototüüp on suuteline asteroidilt asteroidile lendama auru jõul.
Kesk-Florida ülikooli planetoloog Phil Metzger tegi koostööd California osariigis Pasadenas tegutseva ettevõttega Honeybee Robotics, mis töötas välja kosmoselennuaparaadi WINE (ingl World Is Not Enough; ee „liiga kitsas maailm“). Prototüüp suudab asteroididelt ja muudelt taevakehadelt ekstraktida vett ning teisendada selle aurujõuks, mille tõukel end järgmisele sihtmärgile lennutada.
Enne prototüübi konstrueerimist ja selle suutlikkuse demonstreerimist mullu 31. detsembril valmistas ülikool kaevandamise testimiseks simuleeritud asteroidi-materjali ning Metzger tegeles vajalike raalmudelite ja -simulatsioonide loomisega. Töörühmas osales ka Florida osariigis Daytona Beachis tegutsev Embry-Riddle’i lennundusülikool, kus valmisid auru jõul töötavad tõuke-rakettajamid.
„Tulemused on suurepärased,“ kommenteeris Metzger prototüübi demonstratsiooni. „WINE suutis edukalt pinnast kaevandada, toota raketikütust ning simuleeritud materjalist ekstraktitud auru tõukel lendu tõusta. Potentsiaalselt saaks seda tehnoloogiat kasutada „hüplemiseks“ Kuu, Cerese, Europa, Titaani ja Pluto pinnal, Merkuuri poolustel, asteroididel — igal pool, kus leidub vett ja gravitatsioon on piisavalt nõrk.“
Kütus ei saaks kunagi otsa
Umbes mikrolaineahju suurune WINE kaevandab vett taevakeha pinnasest ja muudab selle auruks, et lennata uude kohta ja seal protsessi korrata. Niisiis on tegemist raketiga, millel ei saa kütus kunagi otsa ja mis võib teoreetiliselt tegelda taevakehade uurimisega enam-vähem igavesti.
Kirjeldatud protsess võiks toimida mitmesuguste stsenaariumide puhul sõltuvalt iga taevakeha gravitatsioonijõu tugevusest, selgitas Metzger. Kosmoselennumasin võib kaevandamiseks ja auru tekitamiseks vajalikku energiat ammutada kokkupandavate päikesepaneelide abil, kuid võib radioaktiivsete isotoopide lagunemisest energiat ammutavate väikeajamite toel siirduda ka Plutole või muudele Päikesest kaugel asuvatele sihtmärkidele.
Selleks, et idee tegelikkuseks saaks, tegeles Metzger kolm aastat tehnoloogia arendamisega. Ta töötas välja uued võrrandid ja uue meetodi auruajami töö raalmudeldamiseks, mis võimaldas uudse lahenduse toel veenduda, et sond ka mujal kui arvutis oma ülesannetega edukalt hakkama saab.
Taolise kosmoseuurimis-masina arendamisel võivad olla märkimisväärsed järelmid tulevikus läbi viidavate kosmoseuuringute jaoks. Praegu on planeetidevahelised uurimisseadmed sunnitud pärast kütuse ammendumist töötamise lõpetama.
Võimaldab raha säästa
„Senisel moel kaotame iga kord kosmoselennumasina konstrueerimisse ja sihtkohta toimetamisesse panustatud meeletu hulga raha ja aega,“ nentis Metzger. „WINE on ehitatud nii, et selle kütus ei saaks kunagi otsa ja et selle abil läbi viidav uurimistöö kujuneks vähem kulukaks. Peale selle võimaldab WINE uurimistöid läbi viia lühema aja jooksul, kuna me ei pea pärast iga uurimissondi starti enam aastaid ootama, kuni see Maalt sihtkohta jõuab.“
Koostööprojekt kasvas välja USA kosmoseagentuuri väikeettevõtetega koostöö tegemise programmist NASA Small Business Technology Transfer. Programm peaks soodustama ülikoolide koostööd väikeettevõtjatega ning aitama selle baasil turustatavate tehnikaseadmete arendamisse rohkem teaduse kõige värskemaid edusamme kaasata.
„See projekt on sündinud NASA, ülikoolide ja tööstuse esindajate ühiste pingutuste toel ning andnud juba suurepäraseid tulemusi,“ kommenteeris ettevõtte Honeybee Robotics asepresident Kris Zacny. „WINE ja järgmised sellesarnased kosmoselennumasinad võivad muuta seda, kuidas me tulevikus universumit uurime.“
Nüüd otsib töörühm partnereid, kellega koostöös väike-kosmoselaeva edasi arendada.
