Projeto Daedalus - Project Daedalus

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Desenho da nave espacial Daedalus do projeto

O Projeto Daedalus (em homenagem a Daedalus , o designer mitológico grego que construiu asas para o vôo humano) foi um estudo conduzido entre 1973 e 1978 pela Sociedade Interplanetária Britânica para projetar uma sonda interestelar desbloqueada plausível . Concebido principalmente como uma sonda científica, os critérios de projeto especificavam que a espaçonave deveria usar tecnologia existente ou de um futuro próximo e deveria ser capaz de chegar ao seu destino dentro de uma vida humana. Alan Bond liderou uma equipe de cientistas e engenheiros que propôs o uso de um foguete de fusão para alcançar a Estrela de Barnard a 5,9 anos-luz de distância. A viagem foi estimada em 50 anos, mas o projeto precisava ser flexível o suficiente para que pudesse ser enviado a qualquer outra estrela-alvo.

Conceito

O Daedalus seria construído na órbita da Terra e teria uma massa inicial de 54.000 toneladas, incluindo 50.000 toneladas de combustível e 500 toneladas de carga útil científica. Daedalus era para ser uma nave espacial de dois estágios. O primeiro estágio operaria por dois anos, levando a espaçonave a 7,1% da velocidade da luz (0,071 c ), e depois de lançada, o segundo estágio dispararia por 1,8 anos, levando a espaçonave a cerca de 12% da velocidade da luz (0,12 c ), antes de ser encerrado por um período de cruzeiro de 46 anos. Devido à faixa de temperatura extrema de operação necessária, de quase zero absoluto a 1600 K, os sinos do motor e a estrutura de suporte seriam feitos de molibdênio com liga de titânio , zircônio e carbono , que retém a resistência mesmo em temperaturas criogênicas . Um grande estímulo para o projeto foi Friedwardt Winterberg 's inercial fusão por confinamento conceito de acionamento, pelo qual recebeu o prêmio medalha de ouro Hermann Oberth.

Esta velocidade está bem além das capacidades dos foguetes químicos ou mesmo do tipo de propulsão de pulso nuclear estudada durante o Projeto Orion . Segundo o Dr. Tony Martin , o motor de fusão controlada e os sistemas nuclear-elétricos têm empuxo muito baixo , os equipamentos para converter energia nuclear em elétrica têm grande massa, o que resulta em pequena aceleração , que levaria um século para atingir a velocidade desejada ; os motores nucleares termodinâmicos do tipo NERVA requerem uma grande quantidade de combustível, os foguetes de fótons têm que gerar energia a uma taxa de 3 × 10 9 W por kg de massa do veículo e exigem espelhos com absortividade de menos de 1 parte em 10 6 , ramjet interestelar Os problemas de são meio interestelar tênue com uma densidade de cerca de 1 átomo / cm 3 , um funil de grande diâmetro e alta potência necessária para seu campo elétrico. Assim, o único método de propulsão adequado para o projeto era o foguete de pulso nuclear .

Daedalus seria impulsionado por um foguete de fusão usando pelotas de uma mistura de deutério / hélio-3 que seria inflamado na câmara de reação por confinamento inercial usando feixes de elétrons . O sistema de feixe de elétrons seria alimentado por um conjunto de bobinas de indução capturando energia do fluxo de exaustão do plasma . 250 pelotas seriam detonadas por segundo, e o plasma resultante seria direcionado por um bico magnético . A fração de combustão calculada para os combustíveis de fusão foi de 0,175 e 0,133, produzindo velocidades de exaustão de 10.600 km / se 9.210 km / s, respectivamente. Devido à escassez de hélio-3 na Terra, ele deveria ser extraído da atmosfera de Júpiter por grandes fábricas robóticas sustentadas por balões de ar quente durante um período de 20 anos, ou de uma fonte menos distante, como a Lua .

A segunda fase teria dois cinco metros telescópios ópticos e dois de 20 metros telescópios de rádio . Cerca de 25 anos após o lançamento, esses telescópios começariam a examinar a área ao redor da Estrela de Barnard para aprender mais sobre quaisquer planetas que os acompanhassem. Essa informação seria enviada de volta à Terra, usando o sino do motor de segundo estágio de 40 metros de diâmetro como um prato de comunicação, e os alvos de interesse seriam selecionados. Uma vez que a espaçonave não desaceleraria, ao chegar à Estrela de Barnard, Daedalus carregaria 18 sub-sondas autônomas que seriam lançadas entre 7,2 e 1,8 anos antes que a nave principal entrasse no sistema de destino. Essas sub-sondas seriam impulsionadas por motores de íons nucleares e carregariam câmeras, espectrômetros e outros equipamentos sensoriais. As sub-sondas voariam além de seus alvos, ainda viajando a 12% da velocidade da luz, e transmitiriam suas descobertas de volta ao segundo estágio da Dédalo, a nave-mãe, para retransmissão de volta à Terra.

O compartimento de carga útil do navio contendo suas sub-sondas, telescópios e outros equipamentos seria protegido do meio interestelar durante o trânsito por um disco de berílio de até 7 mm de espessura e pesando até 50 toneladas. Este escudo de erosão seria feito de berílio devido à sua leveza e alto calor latente de vaporização. Obstáculos maiores que podem ser encontrados ao passar pelo sistema de destino seriam dispersos por uma nuvem de partículas gerada artificialmente, ejetada por veículos de apoio chamados de percevejos cerca de 200 km à frente do veículo. A espaçonave carregaria vários robôs guardiões capazes de reparar autonomamente danos ou avarias.

Especificações

Comprimento total: 190 metros

Massa da carga útil: 450 toneladas

Primeira etapa: Segundo estágio:
Massa vazia: 1.690 toneladas (na preparação) 980 toneladas (em velocidade de cruzeiro)
Massa propulsora: 46.000 toneladas 4.000 toneladas
Tempo de queima do motor: 2,05 anos 1,76 anos
Impulso: 7.540.000 newtons 663.000 newtons
Velocidade de exaustão do motor: 10.600.000 m / s 9.210.000 m / s

Variantes

Uma análise quantitativa de engenharia de uma variação autorreplicante do Projeto Daedalus foi publicada em 1980 por Robert Freitas . O design não replicável foi modificado para incluir todos os subsistemas necessários para a autorreplicação. Use a sonda para entregar uma fábrica de sementes, com uma massa de cerca de 443 toneladas métricas, para um local distante. Faça com que a fábrica de sementes replique muitas cópias de si mesma no local, para aumentar sua capacidade total de manufatura, depois use o complexo industrial automatizado resultante para construir sondas, com uma fábrica de sementes a bordo, por um período de 1.000 anos. Cada REPRO pesaria mais de 10 milhões de toneladas devido ao combustível extra necessário para desacelerar de 12% da velocidade da luz .

Outra possibilidade é equipar o Daedalus com uma vela magnética semelhante à concha magnética de um ramjet Bussard para usar a heliosfera de destino como freio, tornando desnecessário o transporte de combustível de desaceleração, permitindo um estudo muito mais aprofundado do sistema estelar escolhido.

Veja também

Leitura adicional

  • KF Long (2012). "Projeto Daedalus". Propulsão no espaço profundo: um roteiro para o vôo interestelar . Springer . pp.  190 –197. ISBN 9781461406075.

Referências

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