Ramjet Propulsion للسفر الفضائي بين النجوم
نظام الدفع Ramjet

انطباع الفنان عن نظام الدفع رامجيت. الائتمان: ناسا

منذ الستينيات ، كانت هناك تكهنات حول طريقة دفع افتراضية للسفر في الفضاء بين النجوم. تظهر الحسابات في TU Wien (فيينا): سيبقى خيالًا علميًا.

في قصص الخيال العلمي حول الاتصال بالحضارات خارج كوكب الأرض ، هناك مشكلة: ما نوع نظام الدفع الذي يمكن أن يجعل من الممكن جسر المسافات الهائلة بين النجوم؟ لا يمكن أن يتم ذلك بالصواريخ العادية مثل تلك المستخدمة في السفر إلى القمر أو المريخ. لقد تم طرح العديد من الأفكار التخمينية حول هذا الموضوع – إحداها هو “جامع Bussard” أو “Ramjet propulsion”. إنه ينطوي على التقاط البروتونات في الفضاء بين النجوم ثم استخدامها في مفاعل الاندماج النووي.

قام بيتر شاتشنيدر ، الفيزيائي ومؤلف الخيال العلمي ، بتحليل هذا المفهوم بمزيد من التفصيل مع زميله ألبرت جاكسون من الولايات المتحدة الأمريكية. النتيجة مخيبة للآمال للأسف لمحبي السفر بين النجوم: لا يمكن أن تعمل بالطريقة التي اعتقدها روبرت بوسارد ، مخترع نظام الدفع هذا في عام 1960. وقد نُشر التحليل الآن في المجلة العلمية قانون الملاحة الفضائية.

آلة تجميع الهيدروجين

يقول البروفيسور بيتر شاتشنيدر: “الفكرة تستحق البحث بالتأكيد”. “في الفضاء بين النجوم ، يوجد غاز مخفف للغاية ، بشكل أساسي الهيدروجين – حوالي واحد ذرة لكل سنتيمتر مكعب. إذا كنت ستجمع الهيدروجين أمام المركبة الفضائية ، كما هو الحال في قمع مغناطيسي ، بمساعدة الحقول المغناطيسية الضخمة ، يمكنك استخدامه لتشغيل مفاعل الاندماج وتسريع المركبة الفضائية. ” في عام 1960 ، نشر روبرت بوسارد ورقة علمية حول هذا الموضوع. بعد تسع سنوات ، تم وصف هذا المجال المغناطيسي نظريًا لأول مرة. يقول بيتر شاتشنيدر: “منذ ذلك الحين ، لم تكتف الفكرة بإثارة محبي الخيال العلمي فحسب ، بل أثارت أيضًا قدرًا كبيرًا من الاهتمام في مجتمع رواد الفضاء التقني والعلمي”.

ألقى بيتر شاتشنيدر وألبرت جاكسون الآن نظرة فاحصة على المعادلات ، بعد نصف قرن. برمجيات تم تطويرها في TU Wien كجزء من مشروع بحثي لحساب المجالات الكهرومغناطيسية في المجهر الإلكتروني تبين بشكل غير متوقع أنها مفيدة للغاية: تمكن الفيزيائيون من استخدامها لإثبات أن المبدأ الأساسي لحبس الجسيمات المغناطيسية يعمل بالفعل. يمكن جمع الجسيمات في المجال المغناطيسي المقترح وتوجيهها إلى مفاعل الاندماج. بهذه الطريقة ، يمكن تحقيق تسارع كبير – حتى السرعات النسبية.

أبعاد ضخمة

ومع ذلك ، عندما يتم حساب حجم القمع المغناطيسي ، فإن الآمال في زيارة جيراننا من المجرات تتلاشى بسرعة. لتحقيق قوة دفع تبلغ 10 ملايين نيوتن – أي ما يعادل ضعف الدفع الرئيسي لمكوك الفضاء – يجب أن يبلغ قطر القمع 4000 كيلومتر تقريبًا. قد تكون حضارة متقدمة تقنيًا قادرة على بناء شيء من هذا القبيل ، لكن المشكلة الحقيقية هي الطول الضروري للمجالات المغناطيسية: يجب أن يكون طول القمع حوالي 150 مليون كيلومتر – هذه هي المسافة بين الشمس والأرض.

لذلك بعد نصف قرن من الأمل في السفر بين النجوم في المستقبل البعيد ، أصبح من الواضح الآن أن محرك النفاث ، رغم أنه فكرة مثيرة للاهتمام ، سيظل مجرد جزء من الخيال العلمي. إذا أردنا زيارة جيراننا الكونيين يومًا ما ، فسنضطر إلى ابتكار شيء آخر.

المرجع: “إعادة النظر في طائرة نفاثة على ظهر السمكة” بقلم بيتر شاتشنيدر وألبرت أ.جاكسون ، 15 نوفمبر 2021 ، قانون الملاحة الفضائية.
DOI: 10.1016 / j.actaastro.2021.10.039

التعليقات

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.