Astronavele secolului XXI

Solutia CATAPULTARII
Intr-o buna zi, totul ar putea sa semene cu un joc de copii, in care niste catapulte enor­me arunca astronavele de la o planeta la alta. In limbajul agentiilor spatiale, aceasta solutie poarta numele de sistem Tethered („cu lesa“ – doua vehicule spatiale aflate pe orbita sunt legate printr-un cablu). Cum functioneaza, teoretic, sistemul? De un sate­lit de mari dimensiuni aflat pe orbita Pa­man­­tului se leaga un cablu cu lungimi cu­prin­se intre 20 si 200 de kilometri. In timpul calatoriei sale pe orbita, satelitul se roteste in jurul propriei axe, in plan vertical, tarand cablul dupa el. Apoi, de pe Terra este lan­sa­ta, cu mij­loa­ce de propulsie normale, o astro­­nava. Aceasta nu are motor, iar racheta o trans­por­ta doar pana la iesirea din at­mos­fera. Aici, astronava este agatata de cablul ata­sat satelitului (prin metode aflate in faza de testare la NASA). Sa­te­litul isi continua drumul si, tragand naveta dupa el, ii imprima o miscare de rotatie. Cand astro­nava a ajuns la punctul maxim de inaltime a traiectoriei circulare, satelitul ii da drumul, aruncand-o inainte cu o miscare asemanatoare celei efectuate de o catapulta medievala.

VELA SPATIALA impinsa de razele solare
In urma cu 400 de ani, Johannes Kepler a observat ca, tot timpul, cozile cometelor se orienteaza in directie opusa Soarelui si a presupus existenta unei „brize“ solare. Navigarea in spatiu la bordul unor vehicule cu panze nu este insa doar o idee rezervata scriitorilor de SF. Atunci cand intra in contact cu o suprafata, radiatiile electromagnetice emise de Soare exercita o anumita presiune – de putere mica, dar constanta – inainte de a fi reflectate. O vela spatiala ar fi asadar o suprafata reflectorizanta care ar capta lumina Soarelui si ar fi impinsa inainte, impreuna cu astronava de care ar fi atasata. Problemele pe care le naste o asemenea tehnologie nu sunt insa putine: vela ar trebui construita din materiale extrem de usoare (de pilda, din carbon), iar dimensiunile sale ar trebui sa fie de cel putin doua ori mai mari decat cele ale unui teren de fotbal. In prezent, ideea velei spatiale este studiata de ESA.

• Iată cum o simplă cană cu ceai poate deveni un detector de particule!
• Pentru prima dată în istorie, astronomii au fotografiat îndeaproape o stea din afara galaxiei Calea Lactee

O pilula de anti materie te transporta pe Marte
In prezent, calatoriile in spatiu, indiferent de metoda de propulsie folosita, se bazeaza pe batranul principiu newtonian „Misca materia intr-o directie, pentru a fi impins in directie opusa“. Numai ca pentru asta e nevoie de energie, iar pentru a ajunge pana la stelele cele mai indepartate, energia ar trebui sa fie uriasa. Un punct de plecare in cursa pentru obtinerea unor rezultate superioare celor oferite de metodele de propulsie conventionale ar putea fi antimateria. Compusa din particule atomice care au aceeasi masa cu a materiei, dar de sarcina electrica opusa, antimateria are o caracteristica binecunoscuta: atunci cand se intalneste cu materia, intreaga lor masa se transforma instantaneu in energie, dupa celebra formula Eæmc2.

Mai concret: daca am avea o „pastila“ de antimaterie nu mai mare decat o bomboana si am alatura-o unei particule de materie de dimensiuni similare, s-ar elibera o cantitate de energie suficienta pentru a propulsa o naveta pana pe Marte in trei zile. Numai ca producerea de antimaterie este extrem de dificila. Intr-un an, toate laboratoarele din lume reusesc sa creeze doar cam a miliarda parte dintr-un gram. In plus, o astfel de substanta nu se poate depozita intr-un rezervor: ar exploda imediat in contact cu materia. O alta metoda ar fi exploatarea asa-zisei energii de punct zero. Conform unui principiu din fizica cuantica, chiar si in vidul absolut exista mici particule atomice – numite virtuale, pentru ca apar si dispar simultan.

Citeste continuarea in pagina a 4a

Misiunea Spatiala a NASA (in fapt, numele oficial al tuturor misiunilor cu echipaj uman lansate de agentia ame­ri­cana) este pe cale sa isi reia zbo­rurile. Noile module ale Statiei Spatiale Internationale, care urmeaza sa fie asamblate pe SSI si sa desavarseasca Statia, sunt deja construite. Insa numai o naveta din cadrul Misiunii le poate transporta pe orbita. Data la care NASA va fi gata sa reia zborurile cu echipaj uman este inca incerta, dar toate infor­ma­tiile indica luna mai a anului viitor. Pana atunci, agentia va trebui sa inde­pli­neasca toate conditiile puse de comi­sia guvernamentala instituita dupa tra­gedia de la 1 februarie 2003, cand sapte astronauti au pierit in explozia navetei Columbia.

Conditiile prevad o secu­ri­zare drastica a acestor aparate – ceea ce nu se poate realiza decat prin im­­­­ple­mentarea unor noi tehnologii de zbor. Totusi, printre semne de intrebare si bugete nu foarte promitatoare, visul ome­nirii de a cuceri spatiul cosmic nu se opreste aici. Cosmonautul rus Alexei Leonov si-a intitulat un tablou pe care l-a pictat in spatiu Stelele ne asteapta. Dar cat timp ne vor mai astepta? Mostenire a veacului trecut, principala dilema ce trebuie solutionata de catre designerii si inginerii spatiali ai secolu­lui XXI este propulsia, mai exact motoa­rele vehiculelor spatiale ale viitorului. Pentru a incheia cu succes faza decolarii si a drumului catre orbita Pamantului, navetele au nevoie de o energie enorma, eliberata intr-un interval scurt de timp – un „branci“ gigantic menit a invinge forta de gravitatie terestra si rezistenta aerului.

Apoi, urmeaza calatoria spatiala adevarata, de pe orbita Terrei catre alte planete. Daca, pentru prima etapa, alterna­ti­vele avute la dispozitie, putine la nu­mar, sunt aproape aceleasi ca in secolul tre­cut – diverse motoare alimentate cu com­bustibili pe baza de substante chi­mice (singurele care pot furniza cantita­tea de energie necesara) –, pentru a doua etapa, specialistii au acum libertatea de a alege intre variante multiple si foarte diferite intre ele. Si stelele? Daca ne vom incapatana in visul nostru de a explora galaxia, vom avea de depasit o bariera aparent impo­sibil de trecut: viteza luminii. Va trebui deci sa inventam ceva cu totul nou, la limita sau dincolo de legile cunoscute ale fizicii. Un vis imposibil? Vom vedea.

Noile navete spatiale Mai mici, mai sigure si mai ieftine
Din cauza enormelor probleme tehnice si financiare pe care NASA le-a avut de infruntat de-a lungul timpului in construirea navetelor spatiale, americanii au ales o noua strategie. In noiembrie 2002, ei au decis ca este mai bine sa isi testeze ideile pe un alt tip de aparat, mai putin complex si de dimensiuni mai mici decat ale aparatelor care au dus greul misiunilor spatiale in ultimii 20 de ani. Mai supla decat Challenger, Atlantis sau Columbia, noua naveta se va numi Orbital Space Plane si va arata, fata de oricare dintre suratele sale mai varstnice, precum un automobil asezat langa un TIR. Suficient de incapatoare ca sa gazduiasca patru astronauti si o incarcatura rezonabila, OSP va fi lansata pe orbita de o racheta obisnuita. Primul zbor este prevazut pentru 2008.

PHOENIX decoleaza dinspre Europa
Batranul Continent se gandeste de asemenea la vehiculele spatiale ale viitorului. Agentia Spatiala Germana lucreaza de ani buni la proiectul Phoenix, de testare a tehnologiilor care vor sta la baza unui nou tip de naveta spatiala, cu sau fara echipaj. Din aceasta toamna, in proiectul Phoenix a inceput sa se implice cu fonduri si specialisti si Agentia Spatiala Europeana (ESA). „Au fost aprobate finantari care ne vor permite sa studiem generatia urmatoare de dispozitive de lansare“, spune Luisa Innocenti, coordonatoarea programului. Este vorba despre aparate care ar trebui sa inlocuiasca racheta Ariane V, incepand din 2013. ESA are o vasta experienta in domeniul rachetelor de unica folosinta, insa nu exceleaza in privinta aparatelor de zbor reutilizabile, de felul celor preferate de NASA. In aceasta directie vor merge fondurile si cercetarea ESA in urmatorul deceniu.

Citeste continuarea in pagina a 2a