Kağıt, iyon motorlarının bizi 13 yıldan daha kısa bir sürede güneş kütleçekim merceğine götürebileceğini öne sürüyor

Bir nesneyi başka bir yıldıza göndermek hâlâ bilim kurgu konusu. Ancak bazı somut görevler bizi en azından kısmen bu noktaya getirebilir. Bu “yıldızlararası öncü görevler”, güneşten 550 AU uzaklıktaki güneş kütleçekimsel mercek noktasına, yani Voyager da dahil olmak üzere herhangi bir yapay nesnenin şimdiye kadar gittiğinden daha uzağa bir yolculuğu içerir.

Bu noktaya ulaşmak için pek çok yeni teknolojiye ihtiyacımız olacak ve bu ay Milano’daki 75. Uluslararası Uzay Kongresi’nde sunulan yakın tarihli bir makale, bu potansiyel teknolojilerden biri olan iyon tahrikleri olarak da bilinen elektrikli tahrik sistemlerine bakıyor.

Kağıt mevcut herhangi bir iyon tahrik teknolojisinin, Jüpiter çevresinde bir gezi, Plüton’u ziyaret etme ve hatta o efsanevi güneş kütleçekim merceğine ulaşma dahil olmak üzere çeşitli yörüngelerden birine büyük bir yükü ne zaman taşıyabileceğini değerlendirmeyi amaçladı. Bunu yapmak için, sistemin bazı fiziksel özellikleri için en uygun değerleri sağlayan özelliklere sahip “ideal” bir iyon sürücüsü belirlediler.

Bu özelliklerin başında santral gelmektedir. İyon iticileri, itiş altında on yıldan fazla dayanacaksa, bir güç kaynağına ve etkili bir kaynağa ihtiyaç duyarlar. Makale, kg ağırlık başına 1 kW çıkış sağlayabilen ideal bir güç planını tanımladı.

En iyi iyon iticili güç kaynaklarının kg başına 10 W ve hatta kg başına 100 W üreten nükleer elektrikli tahrik sistemleriyle bu şu anda olasılık alanının oldukça dışındadır. Ufukta bazı potansiyel olarak daha iyi teknolojiler var, ancak literatürde test edilen hiçbir şey henüz bu gereksinimi karşılayamıyor.

İtiş verimliliği bu idealleştirilmiş görev için dikkate alınması gereken bir diğer husustur. Birleşik Krallık merkezli kar amacı gütmeyen bir grup olan Yıldızlararası Araştırmalar Girişimi adı altında yazan yazarlar, idealleştirilmiş itme verimliliğinin %97 olduğunu öne sürdüler. Bu aynı zamanda çalışan modeller için ortalama %75-80 verimliliğe yakın olan mevcut teknolojileri de önemli ölçüde iyileştirecektir.

İtici duvarlarının etrafındaki manyetik koruma alanları gibi ek iyileştirmeler bu sayıyı artırabilir. Yine de bu %97 aralığına yaklaştıkça verimlilik iyileştirmelerini bulmak giderek zorlaşıyor.

Yazarların dikkate aldığı son özellik spesifik dürtüydü. Bu, her üç sistemin teorik potansiyeli açısından en kapsamlı değişkenliğe sahiptir. İdealleştirilmiş 34.000-76.000 saniyelik spesifik dürtü değerleri, daha spekülatif teknolojilerin potansiyel değerlerinin sınırları dahilindedir.

Makalede, itici ve itici gazın doğru seçilmesiyle önerilen üst aralığın iki katı spesifik itici güç değerlerinin mümkün olabileceğinden bahsediliyor. Ayrıca, bu teknolojilerdeki gelişimin, daha iyi spesifik dürtülere sahip tahrikler yapamadığımız için değil, henüz bunları destekleyen enerji santralleri üretemediğimiz için durduğuna dikkat çekiyorlar. Dolayısıyla santral sorununun çözülmesi bu alanın daha da gelişmesini sağlayacaktır.

Her üç özelliğin de tam bir işlevsel tahrik sisteminde birleştirildiğini varsayalım. Bu durumda yazarlar, güneş çekimsel merceğine yaklaşık 18.000 kg’lık bir yükü yalnızca 13 yılda, yani daha önceki herhangi bir misyonun yapabileceğinden çok daha hızlı bir şekilde ulaştırabileceğini hesaplıyorlar.

Ancak bu optimizasyon hala çok uzakta ve bir gün SGL’ye dağıtılması planlanan görevler olsa da, bunların fırlatılmasından önce hala uzun bir yol var ve oraya ulaşmaları daha da uzun. Bu arada mühendislerin iyon iticilerin potansiyelini optimize etmek istiyorlarsa çözmeleri gereken bazı ek sorunları var.