En noviembre pasado, durante un TVIW (seminario astronómico en Tennessee dedicado a vuelos interestelares), Rob Swinney, ex comandante de escuadrón de la Royal Air Force, ingeniero y MSc responsable del proyecto "Ícaro", presentó un informe sobre el trabajo realizado en el proyecto últimamente. Swinney refrescó la historia de Ícaro del público: desde la inspiración con las ideas del proyecto Daedalus, destacada en un informe del BIS (British Interplanetary Society - la organización más antigua que apoya la investigación espacial) en 1978, hasta una decisión conjunta de los entusiastas del BIS y Tau Zero para reanudar la investigación en 2009 año, y antes de las últimas noticias sobre el proyecto, con fecha 2014 año.
El borrador original del año 78 fue simple en su redacción, pero difícil de implementar, para responder a la pregunta formulada por Enrique Fermi: "Si hay una vida razonable más allá de la Tierra y son posibles los vuelos interestelares, ¿por qué no hay evidencia de otras civilizaciones alienígenas?". La investigación de Daedalus tenía como objetivo desarrollar un diseño de nave espacial interestelar que utilizara las tecnologías existentes en extrapolaciones razonables. Y los resultados de la obra retumbaron en todo el mundo científico: la creación de una nave así es realmente posible. El informe del proyecto fue apoyado por un plan detallado de la nave utilizando fusión de deuterio-helio-3 de gránulos preparados previamente. Daedalus sirvió como guía para todos los desarrollos posteriores en el campo de los vuelos interestelares durante 30 años.
Ícaro, hijo de Dédalo
Sin embargo, después de tanto tiempo, fue necesario revisar las ideas y las soluciones técnicas adoptadas en "Daedal" para evaluar cuánto resistieron la prueba del tiempo. Además, durante este período se hicieron nuevos descubrimientos, un cambio en el diseño de acuerdo con ellos mejoraría el rendimiento general del barco. Además, los organizadores querían interesar a las generaciones más jóvenes en la astronomía y la construcción de estaciones espaciales interestelares. El nuevo proyecto fue nombrado en honor de Ícaro, hijo de Dédalo, que, a pesar de la sombra negativa del nombre, correspondió a las primeras palabras en el informe del año 78:
“Esperamos que esta opción reemplace el diseño futuro, el análogo de Icarus, que mostrará los últimos descubrimientos e innovaciones técnicas para que Icarus pueda alcanzar las alturas aún no conquistadas por Daedalus. Con suerte, gracias al desarrollo de nuestras ideas, llegará el día en que la humanidad literalmente toque las estrellas ".
Reconsiderando a Ícaro
Por lo tanto, "Ícaro" se creó exactamente como una continuación de "Dédalo". Los indicadores del proyecto anterior aún parecen muy prometedores, pero aún deben ser refinados y actualizados:
1) En "Dedal", se utilizaron haces de electrones relativistas para comprimir los gránulos de combustible, pero estudios posteriores demostraron que este método no es capaz de dar el impulso necesario. Las vigas de iones se utilizan en cambio en los laboratorios para la fusión. Sin embargo, tal error de cálculo, que costó al Complejo Nacional de Reacciones Termonucleares 20 años de trabajo y 4 mil millones de dólares, mostró la dificultad de manejar la fusión termonuclear incluso en condiciones ideales.
2) El principal obstáculo al que se enfrenta "Daedalus" - Helio-3. No está en la Tierra y, por lo tanto, es necesario extraerlo de gigantes gaseosos distantes de nuestro planeta. Este proceso es demasiado caro y complicado. 3) Otro problema que "Ikara" tendrá que resolver es el rechazo de la información sobre las reacciones nucleares. Fue la falta de información lo que hizo posible hace 30 años realizar cálculos muy optimistas de los efectos de la irradiación de toda la nave con rayos gamma y neutrones, cuya emisión no puede ser dispensada por el motor en la fusión termonuclear.
4) El tritio se utilizó en pellets de combustible para la ignición, pero se liberó demasiado calor de la descomposición de sus átomos. Sin un sistema de enfriamiento adecuado, la ignición del combustible será acompañada por la ignición del resto.
5) La descompresión de los tanques con combustible debido al vaciado puede causar una explosión en la cámara de combustión. Para resolver este problema, se han agregado agentes de ponderación al diseño del tanque para equilibrar la presión en diferentes partes del mecanismo.
6) La última dificultad es el mantenimiento del buque. De acuerdo con el proyecto, la nave está equipada con un par de robots, similares a R2D2, que, utilizando algoritmos de diagnóstico, detectarán y repararán posibles daños. Tales tecnologías parecen ser muy complicadas incluso ahora, en la era de las computadoras, por no decir nada de los años 70.
Nuevas opciones de envío
El nuevo equipo de diseño ya no se limita a la creación de un barco maniobrable. Para las instalaciones de investigación, "Ícaro" usa sondas llevadas a bordo del barco. Esto no solo simplifica la tarea de los diseñadores, sino que también reduce significativamente el tiempo dedicado a estudiar sistemas estelares. En lugar de deuterio-helio-3, una nueva nave está trabajando en puro deuterio-deuterio. A pesar de la mayor emisión de neutrones, el nuevo combustible no solo aumentará la eficiencia de los motores, sino que también eliminará la necesidad de extraer recursos de la superficie de otros planetas. El deuterio se extrae activamente de los océanos y se utiliza en plantas de energía nuclear que funcionan con agua pesada. Sin embargo, la humanidad hasta ahora no ha logrado obtener una reacción de descomposición controlada con la liberación de energía. La prolongada carrera de laboratorios de todo el mundo para la fusión nuclear exotérmica dificulta el diseño de los barcos. Así que la cuestión del combustible óptimo para un buque interestelar permanece abierta. En un intento por encontrar una solución en 2013, se realizó una competencia interna entre las unidades de BIS. El equipo ganó el WWAR Ghost de la Universidad de Munich. Su diseño se basa en la fusión termonuclear mediante un láser que proporciona un calentamiento rápido del combustible a la temperatura requerida.
Nave interestelar “Icarus”: visión del futuro cósmico de la humanidad
A pesar de la originalidad de la idea y algunos movimientos de ingeniería, los participantes no pudieron resolver el principal dilema: la elección del combustible. Además, el barco ganador es enorme. Supera el tamaño de "Daedalus" por 4-5 veces, y otros métodos de fusión termonuclear pueden necesitar menos espacio.
En consecuencia, se decidió promover dos tipos de motores: basados en fusión termonuclear y basados en el pellizco Bennett (motor de plasma). Además, paralelamente al deuterio-deuterio, también se considera la versión antigua con tritio-helio-3. De hecho, el helio-3 ofrece los mejores resultados en cualquier tipo de motor, por lo que los científicos están trabajando en formas de obtenerlo.
Una relación interesante se puede rastrear en los trabajos de todos los participantes en la competencia: algunos elementos de la estructura (sondas para estudios ambientales, almacenamiento de combustible, sistemas de suministro de energía secundarios, etc.) de cualquier barco permanecen sin cambios. Definitivamente se puede decir lo siguiente:
- El barco estará caliente. Cualquier método para quemar cualquiera de los tipos de combustible presentados se acompaña de la liberación de grandes cantidades de calor. El deuterio requiere un sistema de enfriamiento masivo debido a la liberación directa de energía térmica durante la reacción. Un motor de plasma magnético creará corrientes de Foucault en los metales circundantes, también calentándolos. En la Tierra, ya hay radiadores de suficiente potencia para enfriar efectivamente los cuerpos con temperaturas superiores a 1000 ° C, y queda por adaptarlos a las necesidades y condiciones de la nave espacial.
- El barco será colosal. Una de las principales tareas asignadas al proyecto de Ícaro fue reducir el tamaño, pero con el tiempo se hizo evidente que las reacciones termonucleares requerían mucho espacio. Incluso las opciones de diseño de menor peso pesan decenas de miles de toneladas.
- El barco será largo. "Daedalus" era muy compacto, cada parte se combinaba con otra, como un matryoshka. En Ikar, los intentos de minimizar los efectos radioactivos en el barco llevaron a su alargamiento (esto está bien demostrado en el proyecto Firefly de Robert Freeland).
Zeus
Rob Swinney informó que un grupo de la Universidad de Drexel se unió al proyecto Icarus. Los "principiantes" promueven la idea de utilizar PJMIF (un sistema basado en el suministro de plasma por inyección de tinta con la ayuda de imanes, mientras que el plasma se estratifica, proporcionando condiciones para las reacciones nucleares). Este principio es actualmente el más efectivo. De hecho, es una simbiosis de dos métodos de reacciones nucleares, ha absorbido todas las ventajas de la fusión termonuclear inercial y magnética, como la reducción de la masa de la estructura y una disminución significativa en el costo. Su proyecto se llama "Zeus".
"Hora de salir de aquí"
Poco antes de TVIW, el proyecto "Ícaro" realizó una exposición en Australia, en la que se mostraron al público todos los proyectos mencionados anteriormente. Científicos de todo el mundo se reunieron bajo un mismo techo para compartir experiencias. Esta es una oportunidad única para que los profesionales que participan en un proyecto intercontinental conversen con sus colegas.
Después de esta reunión, se llevó a cabo TVIW, en la que Swinney estableció una fecha preliminar para la finalización del proyecto Icarus, agosto de 2015. El último informe incluirá referencias a modificaciones de los desarrollos e innovaciones anteriores de Daedalus creados completamente por el nuevo equipo. El seminario concluyó con un monólogo de Rob Swinney, en el que dijo: “¡Los misterios del Universo nos esperan en algún lugar allí! ¡Hora de salir de aquí!
Amanecer de los cíclopes
Es interesante que el nuevo proyecto esté vinculado inextricablemente con su predecesor. El transporte para entregar piezas y combustible a la pequeña órbita de la Tierra durante la construcción de la Icara puede ser el Cyclops, una nave espacial de corto alcance desarrollada bajo la dirección de Alan Bond (uno de los ingenieros que trabajó en el Daedalus).
