Slanje misije do Sunčeve gravitacijske leće (SGL) smatra se “svetim gralom” moderne astronomije. To je jedini teoretski način da izravno snimimo potencijalno nastanjiv planet, analiziramo njegovu atmosferu, pa čak i razaznamo obrise gradova na njegovoj površini. Kako prenosi Universe Today, postoji golem inženjerski problem: točka fokusa te prirodne leće nalazi se na udaljenosti između 650 i 900 astronomskih jedinica (AU), što je gotovo četiri puta dalje nego što je Voyager 1 uspio otputovati u pola stoljeća leta.
Voyageru 1 trebalo bi još više od 130 godina da dosegne tu točku, stoga je jasno da tradicionalne metode pogona ovdje ne pomažu. Dr. Slava Turyshev iz NASA-inog laboratorija za mlazni pogon (JPL), jedan od najglasnijih zagovornika ove misije, u novom radu analizira radikalne pogonske metode koje bi nas mogle dovesti do cilja unutar ljudskog vijeka. Zaključak je jasan: pred nama je ogroman posao.
Solarna jedra, ili?
Odmah treba odbaciti iluzije, kemijske rakete, pa čak ni gravitacijski manevri oko velikih planeta, ne mogu nas dovesti do udaljenosti od 650 astronomskih jedinica u razumnom roku. Da bismo tamo stigli za 20 godina, letjelica bi morala putovati brzinom od 154 km/s. Iako je Parker Solar Probe postigao brzinu od 192 km/s, to se dogodilo isključivo u trenutku najvećeg približavanja Suncu. Održavanje takve brzine tijekom dva desetljeća s današnjom tehnologijom je nemoguće.
Ipak, Sunce bi moglo biti naš najbolji saveznik. Jedna od tehnologija koju Turyshev razmatra su solarna jedra, goleme reflektirajuće površine koje za pogon koriste pritisak sunčeve svjetlosti. Prema njegovim izračunima, kombinacija sunčevog zračenja i gravitacijske asistencije pri maksimalnom približavanju Suncu mogla bi ubrzati letjelicu dovoljno da putovanje traje između 20 i 30 godina.
No, tu postoje ozbiljni kompromisi. Za postizanje takve brzine, letjelica bi morala proći perihel (točku najbližu Suncu) na udaljenosti od samo 0,05 AU. To je tek nijansu dalje od onoga što je postigao Parker Solar Probe (0,04 AU), no Parker je dizajniran isključivo za preživljavanje paklenih temperatura. Izrada tankog solarnog jedra koje se neće raspasti pod takvim energetskim udarom trenutno je izvan naših inženjerskih mogućnosti.
Dodatni problem je masa. Na udaljenosti od 650 AU, Sunce je tek sjajna zvijezda i solarni paneli postaju beskorisni. Sonda mora nositi vlastiti izvor energije, vjerojatno radioizotopni termoelektrični generator (RTG), koji je težak i drastično narušava omjer mase i potiska kod solarnih jedara
Nuklearna “renesansa” u svemiru
Ako jedra nisu idealna, rješenje možda leži u atomu. Jedna opcija je nuklearno-električni pogon (NEP), gdje fisijski reaktor napaja visokoučinkovite električne potisnike. Ovi motori su spori, ali neumorni. Turyshev izračunava da bi NEP sonda od 20 tona s korisnim teretom od 800 kg mogla stići do cilja za 27 do 33 godine. To je sporije od solarnih jedara, ali i dalje unutar jednog ljudskog života. Glavni izazov ovdje je hlađenje; u vakuumu svemira teško se riješiti otpadne topline reaktora, što bi zahtijevalo goleme radijatore.
Možda najzanimljivija ideja u radu je hibridni sustav koji spaja NEP s nuklearno-termalnim pogonom (NTP). NTP funkcionira sličnije klasičnoj raketi, reaktor zagrijava tekući vodik i izbacuje ga kao mlaz. Takav hibrid koristio bi NTP za snažna ubrzanja tijekom gravitacijskih manevara oko Sunca (tzv. Oberthov manevar), a zatim bi prešao na štedljivi NEP za dugotrajno putovanje. Ovakav sustav mogao bi skratiti putovanje na manje od 20 godina.
Međutim, dolazak na cilj ne znači kraj izazova. Za razliku od Svemirskog teleskopa James Webb koji je “parkiran” u jednoj točki, misija SGL ne bi stala. Ona bi jurila duž žarišne linije Sunčeve leće dodatnih 300 AU, prikupljajući podatke u letu. To znači da imamo samo jednu priliku. Moramo biti na točno suprotnoj strani Sunca od planeta kojeg želimo snimiti. Nema povratka, nema skretanja prema drugom cilju.
Upravo zato, dok inženjeri razvijaju pogone budućnosti, astronomi moraju biti apsolutno sigurni da je planet prema kojem ćemo lansirati ovu skupocjenu misiju vrijedan truda. U suprotnom, 30-godišnje putovanje bit će veličanstven tehnološki uspjeh, ali neće odgovoriti na pitanje jesmo li sami u svemiru.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
