Znamy listę marzeń NASA

Obejmuje ona między innymi rakiety napędzane antymaterią i mikrofalami, a także swobodnie unoszące się w przestrzeni kosmicznej roboty.

Antymateria to najlepsze paliwo

Antymateria to kandydat na najlepsze źródło energii. Moc antymaterii jest szacowana na 100 razy większą niż moc bomby wodorowej o tej samej masie. Bomby wodorowe maja tylko (!) 1 proc. skuteczności jeśli chodzi o konwersję masy na energię (wynika to ze słynnego równania Einsteina). Kiedy jednak antymateria spotka się z materią, w 100 proc. przemienia się w energię. Mówiąc krótko: to najpotężniejsze źródło energii we Wszechświecie. To niezwykła szansa dla pojazdów kosmicznych.

Istnienie antymaterii zostało przewidziane teoretycznie przez fizyka Paula Diraca, który nawet zdobył za to Nobla w 1933 roku. Antymateria przypomina „zwykłą” materię, ale ma przeciwny ładunek: anty-elektron jest tam naładowany pozytywnie, a anty-proton niesie ładunek ujemny. Anty-wodór to zatem anty-elektron krążący wokół anty-protonu.

Jak na razie, antymateria praktycznie nie jest dostępna - co prawda można wytwarzać antycząstki w akceleratorach, ale są to ilości zbyt małe, by napędzać choćby model rakiety. Ich żywot jest również zbyt krótkotrwały, aby mogły stać się paliwem. Specjaliści z CERN pracują nad tym problemem, ale paliwo z antymaterii to wciąż pieśń przyszłości.

Mikrofale i metaliczny wodór

Bardziej realna jest chwilowo częściowa rezygnacja z zabierania przez rakietę paliwa. Aby przemierzać kosmos, pojazd kosmiczny mógłby uzyskiwać energię od naziemnych stacji, wysyłających silne wiązki mikrofal lub promieniowania laserowego. Pod wpływem wiązki środek pędny zabrany przez rakietę rozgrzewałby się błyskawicznie, osiągając większą prędkość niż w przebiegu reakcji chemicznych. W podobny sposób można by wykorzystać światło słoneczne, skupiane przez lustra bądź soczewki na przykład na zestalonym metanie – spekulują specjaliści z NASA.

Szczególnie dobrym materiałem pędnym może być metaliczny wodór - pod olbrzymim ciśnieniem, gaz ten przekształca się w ciało stałe. Naturalny metaliczny wodór występuje na Jowiszu. Gdyby udało się go otrzymać na dużą skalę i gdyby metaliczna postać okazała się trwała pod normalnym ciśnieniem, świetnie nadawałby się do napędzania rakiet. Po podgrzaniu, przechodzący ze stanu stałego w gazowy wodór uwalniałby ogromną ilość energii.

Roboty i super-kombinezony

Do rutynowych czynności przy obsłudze kosmicznych instalacji przydałby się autonomiczny, swobodnie poruszający się w przestrzeni kosmicznej robot. NASA testowała pierwszą wersję takiego urządzenia już w 1997 roku podczas misji promu kosmicznego. Teraz agencja pracuje nad mniejszą i bardziej samodzielną wersją - Mini AERCam (Autonomous Extravehicular Robotic Camera) do zastosowania na stacji kosmicznej ISS. Ma sam odłączać się od bazy, manewrować w interesującym rejonie, unikając przeszkód, dostarczać odpowiednich zdjęć, wracać do bazy, dokować i uzupełniać zasoby energii.

Innym wymarzonym przedmiotem NASA jest "włazokombinezon" (suitport). To kombinezon instalowany na zewnątrz łazików, poruszających się po powierzchni Księżyca czy obcych planet. Astronauta wchodziłby do wnętrza kombinezonu przez otwór w jego plecach, po czym otwór ten byłby szczelnie zamykany, co umożliwiałoby odłączenie się od pojazdu. Po zakończeniu działań na zewnątrz łazika kombinezon ponownie przyłączałby się do pojazdu, a astronauta z niego wychodził. Takie rozwiązanie pozwalałoby tracić mniej powietrza niż przy typowych, zajmujących dużo miejsca śluzach powietrznych, unikałoby się także zanieczyszczenia wnętrza łazika potencjalnie szkodliwym pyłem. NASA testuje już prototyp takiego rozwiązania.

US National Research Council ma w najbliższym czasie ocenić plany NASA i przedyskutować je podczas serii spotkań w Waszyngtonie. 

(ew/pap)