Khoa học viễn tưởng được xem lại: Lực đẩy Ramjet cho Du hành vũ trụ giữa các vì sao

Kể từ những năm 1960, đã có nhiều đồn đoán về một phương pháp đẩy giả định để du hành vũ trụ giữa các vì sao. Tính toán tại TU Wien (Vienna) cho thấy: nó sẽ vẫn là khoa học viễn tưởng.

Trong những câu chuyện khoa học viễn tưởng về sự tiếp xúc với các nền văn minh ngoài Trái đất, có một vấn đề: Loại hệ thống đẩy nào có thể giúp thu hẹp khoảng cách khổng lồ giữa các vì sao? Nó không thể được thực hiện với những tên lửa thông thường như những tên lửa được sử dụng để du hành lên mặt trăng hoặc sao Hỏa . Nhiều ý kiến suy đoán ít nhiều về điều này đã được đưa ra – một trong số đó là “bộ thu Bussard” hay “động cơ đẩy Ramjet”. Nó liên quan đến việc thu giữ các proton trong không gian giữa các vì sao và sau đó sử dụng chúng cho một lò phản ứng tổng hợp hạt nhân.

Peter Schattschneider, nhà vật lý và tác giả khoa học viễn tưởng, hiện đã phân tích khái niệm này chi tiết hơn cùng với đồng nghiệp Albert Jackson từ Hoa Kỳ. Kết quả thật đáng thất vọng đối với những người hâm mộ du hành giữa các vì sao: nó không thể hoạt động theo cách Robert Bussard, người phát minh ra hệ thống đẩy này, đã nghĩ ra vào năm 1960. Phân tích hiện đã được công bố trên tạp chí khoa học Acta Astronautica .

Máy thu hydro

Giáo sư Peter Schattschneider nói: “Ý tưởng này chắc chắn đáng để nghiên cứu. “Trong không gian giữa các vì sao, có khí rất loãng, chủ yếu là hydro – khoảng một nguyên tử trên một cm khối. Nếu bạn thu hydro ở phía trước tàu vũ trụ, như trong một phễu từ trường, với sự trợ giúp của từ trường khổng lồ, bạn có thể sử dụng nó để chạy một lò phản ứng nhiệt hạch và tăng tốc tàu vũ trụ ”. Năm 1960, Robert Bussard đã xuất bản một bài báo khoa học về điều này. Chín năm sau, một từ trường như vậy lần đầu tiên được mô tả về mặt lý thuyết. Peter Schattschneider cho biết: “Kể từ đó, ý tưởng này không chỉ khiến những người hâm mộ khoa học viễn tưởng phấn khích mà còn thu hút rất nhiều sự quan tâm trong cộng đồng phi hành gia khoa học và kỹ thuật.

Peter Schattschneider và Albert Jackson giờ đã xem xét kỹ hơn các phương trình, nửa thế kỷ sau. Phần mềm được phát triển tại TU Wien như một phần của dự án nghiên cứu tính toán trường điện từ trong kính hiển vi điện tử bất ngờ trở nên vô cùng hữu ích: các nhà vật lý đã có thể sử dụng nó để chứng minh rằng nguyên lý cơ bản của bẫy hạt từ tính thực sự hoạt động. Các hạt có thể được thu thập trong từ trường được đề xuất và dẫn vào lò phản ứng nhiệt hạch. Bằng cách này, có thể đạt được gia tốc đáng kể – lên đến tốc độ tương đối tính.

Kích thước khổng lồ

Tuy nhiên, khi kích thước của phễu từ tính được tính toán, hy vọng về chuyến viếng thăm các nước láng giềng thiên hà của chúng ta sẽ nhanh chóng tan thành mây khói. Để đạt được lực đẩy 10 triệu Newton – tương đương với gấp đôi lực đẩy chính của Tàu con thoi – cái phễu sẽ phải có đường kính gần 4000 km. Một nền văn minh kỹ thuật tiên tiến có thể xây dựng một thứ như vậy, nhưng vấn đề thực sự là độ dài cần thiết của từ trường: Cái phễu sẽ phải dài khoảng 150 triệu km – đó là khoảng cách giữa mặt trời và trái đất.

Vì vậy, sau nửa thế kỷ hy vọng về chuyến du hành giữa các vì sao trong tương lai xa, giờ đây rõ ràng là ổ đĩa ramjet, một ý tưởng thú vị, sẽ chỉ là một phần của khoa học viễn tưởng. Nếu chúng ta muốn đến thăm những người hàng xóm vũ trụ của mình một ngày nào đó, chúng ta sẽ phải nghĩ ra một thứ khác.

Tham khảo: “Máy bay phản lực Fishback được xem lại” của Peter Schattschneider và Albert A. Jackson, ngày 15 tháng 11 năm 2021, Nhà du hành vũ trụ Acta .
DOI: 10.1016 / j.actaastro.2021.10.039

Theo Scitechdaily