Futuristik, roket fusi nuklir 'alien' yang dikembangkan secara total dapat merevolusi perjalanan luar angkasa-jika mereka benar-benar bekerja
Start-up Inggris telah mengejutkan komunitas eksplorasi ruang angkasa setelah meluncurkan rencana untuk menggunakan novel Fusi Nuklir Sistem Propulsi untuk Menguasai Armada Orbital Roket “Alien-Like” yang Dapat Digunakan Kembali, yang dikenal sebagai Sunbirds, yang menurut perusahaan dapat merevolusi bagaimana kami menjelajahi tata surya – dan seterusnya.
Teknologi di balik proyek ambisius ini akan mulai menguji tahun ini dan bisa masuk ke luar angkasa pada tahun 2027, Richard Dinanpendiri dan CEO Pulsar Fusion, yang membuat roket, mengatakan kepada Live Science. Namun, perusahaan tidak menetapkan garis waktu ketika pesawat ruang angkasa futuristik bisa menjadi kenyataan. Seorang ahli mengatakan kepada Live Science bahwa itu bisa setidaknya satu dekade lagi, jika tidak lebih.
Pulsar Fusion, yang juga membuat pendorong plasma tradisional dan sedang mengembangkan mesin fisi nuklir, pertama kali mengumumkan Proyek Sunbird Pada 6 Maret setelah mengembangkan konsep dalam “Kerahasiaan Lengkap” selama dekade terakhir, menurut pernyataan yang diemail ke Live Science. Proyek ini kemudian sepenuhnya terungkap kepada publik pada 11 Maret di Space-Comm Expo di London's Excel Center.
Secara teori, roket yang diusulkan akan disimpan di dermaga satelit orbital besar sebelum dikerahkan dan melekat pada pesawat ruang angkasa lainnya dan dengan cepat mendorong mereka ke tujuan mereka seperti “kapal tarik-menarik” raksasa, yang secara besar-besaran akan mengurangi biaya misi ruang angkasa panjang.
A Video konsep Menunjukkan bagaimana roket futuristik dapat digunakan untuk mengangkut pesawat ruang angkasa yang lebih besar ke Mars dan kembali menggunakan stasiun docking di kedua ujung perjalanan (lihat di bawah).
Terkait: Bagaimana cara kerja roket luar angkasa tanpa udara?
Teknologi inti The Sunbirds adalah mesin Duel Direct Fusion Drive (DDFD), yang diklaim perusahaan akan memanfaatkan kekuatan fusi nuklir yang sulit dipahami dan, secara hipotetis, memberikan kecepatan knalpot yang jauh lebih tinggi daripada yang saat ini dimungkinkan.
Jika berhasil, ini dapat memotong waktu perjalanan potensial ke Mars menjadi dua dan memungkinkan probe mencapai Pluto dalam 4 tahun, menurut Pulsar Fusion. (Catatan saat ini untuk perjalanan ke Pluto adalah 9,5 tahun, yaitu Diatur oleh pesawat ruang angkasa Horizons Baru NASA pada tahun 2015.)
“Jika kita akan menjadi spesies yang benar-benar sampai ke planet lain, maka kecepatan knalpot adalah hal yang paling penting,” kata Dinan saat berbicara di Space-Comm Expo. “Dalam hal apa yang bisa [theoretically] Diproduksi dalam kecepatan knalpot, fusi adalah raja. “
Fusi di luar angkasa
Di bumi, menggunakan fusi nuklir sebagai sumber energi yang hampir tidak terbatas Masih kemungkinan puluhan tahun lagiyang pada pandangan pertama membuat gagasan roket fusi tampak seperti fiksi ilmiah murni. Namun, yang sebaliknya adalah benar karena “bar lebih rendah untuk Fusion in Space,” kata Dinan kepada Live Science dalam sebuah wawancara di Space-Comm Expo.
Itu karena reaksi yang diusulkan yang dibutuhkan dalam ruang berbeda dari apa yang dicoba oleh fisikawan di Bumi. Dalam reaktor fusi nuklir tradisional, yang dikenal sebagai tokamak, tujuannya adalah untuk memadukan deuterium dan tritium – keduanya isotop berat, atau versi, hidrogen – untuk memancarkan aliran neutron yang konstan, yang menghasilkan panas (dan pada gilirannya energi), serta membiakkan bahan bakar lebih banyak untuk reaksi berkelanjutan.
Namun, bahan bakar yang direncanakan untuk DDFD adalah deuterium dan Helium-3isotop helium yang sangat langka dengan satu neutron kurang dari bentuk dominan. Dalam hal ini, reaksi akan memompa proton, dan muatannya dapat digunakan untuk penggerak langsung. Selain itu, reaksi yang diusulkan hanya perlu bertahan dalam waktu yang singkat sekaligus, mirip dengan rentang waktu sudah dicapai di bumi.
Bentuk dan skala reaktor juga penting. Tokamak adalah ruang berbentuk adonan besar yang harus meniru kekosongan ruang dan menahan suhu berkelanjutan yang setara dengan permukaan matahari. Untuk melakukannya, mereka menggunakan elektromagnet yang sangat kuat untuk membatasi plasma menjadi loop konstan. Tetapi DDFD adalah reaktor linier yang tidak perlu sepenuhnya membatasi plasma di dalamnya. Di luar angkasa, ada juga kekosongan alami dan suhu yang mencapai nol absolutyang akan mencegah reaktor menjadi terlalu panas.
Namun, desain DDFD masih merupakan rahasia yang dijaga ketat dan belum diuji dengan benar, sehingga pekerjaan dan kelayakan yang tepat tidak jelas.
Dinan mengatakan dia mengerti mengapa orang mungkin awalnya skeptis terhadap kelayakan fusi di luar angkasa tetapi menambahkan bahwa ketika orang melihatnya secara logis itu mulai masuk akal. “Ini dalam segala hal yang dapat dicapai,” tambahnya. “Jika kita bisa melakukan fusi di bumi, kita pasti bisa melakukan fusi di luar angkasa.”
Tetapi tidak semua orang setuju bahwa itu akan sangat mudah.
“Saya skeptis,” Paulo Lozanoseorang profesor astronautika di MIT yang berspesialisasi dalam propulsi roket, mengatakan kepada Live Science dalam email. “Fusion rumit dan telah rumit karena berbagai alasan dan untuk waktu yang lama, terutama di perangkat ringkas.” Namun, tanpa melihat desain Sunbird penuh, ia menambahkan bahwa ia “tidak memiliki dasar teknis untuk menilai.”
Sunbirds pergi
Jika Pulsar dapat menguasai DDFD, rencananya adalah menggunakan sunbird yang dihasilkan sebagai “kapal tarik-menarik” yang dapat mendorong pesawat ruang angkasa apa pun dari orbit rendah (LEO) lebih jauh ke luar angkasa-sebagian besar karena fusi bukan cara yang layak atau aman untuk meluncurkan roket langsung dari permukaan bumi.
Jadi daripada harus membangun roket raksasa dengan pendorong besar untuk sepenuhnya lepas dari gravitasi Bumi, seperti Roket Starship Temperamental SpaceX Apakah, Sunbirds akan memungkinkan setiap pesawat ruang angkasa yang membuatnya menjadi Leo untuk menghindari tarikan planet kita. Ini akan membuat misi ke bulan, Mars dan lebih dari itu lebih layak – dan lebih murah, kata Dinan.
Pulsar juga membayangkan Sunbirds yang bertindak sebagai baterai yang dapat memberi daya pada sistem setiap pesawat ruang angkasa yang terpasang selama perjalanan. Meskipun ini bukan tujuan utama.
Terkait: 10 kali misi luar angkasa berjalan sangat salah pada tahun 2024
Undian besar lainnya dari Sunbirds adalah bahwa mereka hanya membutuhkan sedikit bahan bakar dan dapat dengan mudah diisi ulang dan diisi ulang saat mereka “bertengger” di stasiun docking orbital mereka, berpotensi membuatnya jauh lebih dapat digunakan kembali daripada kebanyakan sistem propulsi lainnya, kata Dinan.
Sunbirds kemungkinan akan panjangnya sekitar 100 kaki (30 meter) dan digambarkan memiliki “desain seperti alien yang khas” dalam siaran pers awal. Ini karena pelapisan baju besi “seperti tangki” yang tebal yang diharapkan akan memungkinkan mereka untuk bertahan hidup dibombardir dengan radiasi kosmik dan mikrometeorit di luar angkasa, itulah sebabnya mereka terlihat “sangat aneh,” kata Dinan.
Setiap sunbird bisa berharga lebih dari $ 90 juta (70 juta pound Inggris) untuk diproduksi, sebagian besar karena seberapa mahal Helium-3 untuk mendapatkan, Dinan diperkirakan. Namun, jumlah uang yang dapat disimpan oleh roket ini klien potensial berarti mereka akan sepadan dengan biayanya, tambahnya. “Jika aku bisa membawanya ke sana lebih cepat, mereka akan membayarnya.”
Di masa depan, Helium-3 dapat ditambang dari regolith di bulan, yang akan jauh lebih murah daripada mencoba memproduksinya di Bumi, kata Lozano. Tapi ini bukan bagian dari rencana Pulsar.
Langkah selanjutnya
Pulsar akan melakukan tes statis pertama dari mesin DDFD tahun ini di dalam sepasang ruang vakum raksasa yang baru -baru ini dibangun di kampus perusahaan di Bletchley, Inggris. Kamar -kamar ini adalah yang terbesar dari jenisnya di Inggris dan mungkin yang terbesar di Eropa, kata Dinan.
Tes awal ini tidak akan menggunakan helium-3 karena terlalu mahal untuk digunakan dalam prototipe, yang berarti bahwa fusi sejati tidak akan tercapai. Sebaliknya, “gas inert” akan digunakan di tempatnya untuk menguji bagaimana mesin dapat bekerja secara teoritis, kata Dinan.
Selanjutnya, Pulsar Fusion berencana untuk menjalani demonstrasi orbital untuk beberapa “komponen teknologi utama” pada tahun 2027, tambahnya. Namun, Dinan tidak mengklarifikasi apa yang akan terjadi.
Jika tes yang akan datang berhasil, Pulsar akan mulai mengumpulkan dana untuk membangun prototipe Sunbird skala penuh dan mulai mencoba mencapai fusi sejati menggunakan Helium-3. Namun, Dinan mengatakan bahwa tidak ada garis waktu untuk menciptakan prototipe Sunbird pertama dan “terlalu spekulatif” untuk memprediksi kapan ini mungkin terjadi.
Lozano “secara optimis” memprediksi bahwa prototipe Sunbird yang beroperasi penuh setidaknya satu dekade lagi tetapi menambahkan bahwa fisikawan sering bercanda bahwa “fusi adalah 20 tahun di masa depan dan akan selalu begitu.”
