Predstavljajmo si bližnjo prihodnost. Vesoljsko plovilo velikosti SpaceX-ovega Starshipa se odpravi na pot proti Marsu. Po trenutnih načrtih bi to pomenilo, da bi več raket dostavljalo gorivo z Zemlje, da bi oskrbele ladjo za enoletno potovanje do Rdečega planeta.
A tokrat je drugače. Namesto tankerjev iz vesoljske postaje izletijo majhni, črni, mnogokotni moduli. Priklopijo se na zadnji del marsovske ladje in, ko so enkrat na mestu, njihovi izpuhi zažarijo modro, nato vijolično, ko se ladja pospešuje hitreje in hitreje – samostojni jedrski fuzijski motorji gorijo dlje in z več moči kot karkoli, kar smo doslej videli. Ladja zdrsne v prehodno orbito, ki jo bo pripeljala na Mars v rekordnem času.
Znanstvena fantastika? Morda pa ne.
Pulsar Fusion, ustanovljen leta 2013, je dokaj zanimivo podjetje. Po eni strani gre za resno ustanovo, ki razvija električne pogonske sisteme za vesolje, hibridne tekoče/trdne raketne motorje in jedrske fisijske reaktorje za uporabo v vesolju, ter pridobiva sredstva britanske vlade, po drugi strani pa so njihovi načrti za jedrski motor v preteklosti delovali tako nerealno, da je zvenelo kot piarovska megla.
Projekt z imenom Sunbird zdaj razkrivajo v več podrobnostih – podjetje pričakuje, da ga bo demonstriralo še letos in začelo orbitalna testiranja leta 2027.
Kar je Sunbird sprva naredilo neverjetnega, je bil sam koncept fuzijskega raketnega motorja. Vsak, ki sledi razvoju komercialnih fuzijskih reaktorjev, ve, da je cilj že desetletja oddaljen vedno »še dvajset let«. Kako lahko torej Pulsar Fusion gradi nekaj, kar bi Starship naredilo zastarelega?
Odgovor, pravi izvršni direktor Richard Dinan, je v tem, da Sunbird uporablja povsem drugačno vrsto fuzije kot tokamak reaktorji – namenjeno drugačnemu okolju in ciljem, kjer postanejo slabosti prednosti. Medtem ko tokamak uporablja reakcije deuterij-deuterij (D-D) ali deuterij-tritij (D-T), in potrebuje ogromno infrastrukturo – od masivnih magnetnih tuljav, kriogenike, težkih zaščitnih ohišij in ščitenja pred nevtroni – Sunbird temelji na pozabljeni zasnovi: linearni reaktor z ozkim delom, kjer magnetna polja pospešujejo plazmo v komoro, da delci trčijo in povzročijo fuzijo. Čeprav ta zasnova »pušča« na koncih, je to za raketnega inženirja pravzaprav dobro – plazma, ki uhaja, daje potisk. Poleg tega Sunbird uporablja tako imenovano aneutronsko fuzijo – namesto D-T reakcije uporablja deuterij in helij-3. Pri tej reakciji nastane helij-4, veliko energije in proton, brez škodljivih nevtronov. Plazma se lahko učinkovito usmerja zaradi pozitivnega naboja protonov.
Čeprav zveni podobno ionskim pogonom, ki jih danes uporabljajo pri globokem vesoljskem raziskovanju, gre pri Sunbirdu za povsem drugo raven – razlika kot med ventilatorjem Dyson in turboventilatorskim motorjem Rolls-Royce.
Sunbird uporablja združene tokove plazme, zadržane s skrivnostno tehnologijo, o kateri Pulsar Fusion ne razkriva podrobnosti. Če jim uspe, ima to lahko revolucionarne posledice za prihodnost vesoljskih poletov.
Največja prednost je kombinacija visokega potiska in visoke specifične impulznosti (učinkovitosti motorja). Kemični raketni motorji imajo specifični impulz okoli 500 sekund, ionski pogoni do 5000 sekund, fisijski motorji do 900 sekund – Sunbird pa obeta do 15.000 sekund. Trenutno razviti prototipi dosegajo le 1 kg potiska, a teoretična meja sega do milijona funtov sile.
Poleg tega plazmo, ki izhaja iz motorja, lahko usmerijo skozi magnetohidrodinamično tuljavo in proizvedejo do 2 MW elektrike – več kot desetkrat več kot sončne celice na Mednarodni vesoljski postaji.
Celoten sistem se imenuje Sunbird Migratory Transfer Vehicle – modularni pogonski sistem, ki deluje kot vesoljski »vlačilec«, ne pa sestavni del vesoljske ladje. Postavljen je v orbito in se po potrebi priključi drugim plovilom ter jim pomaga pri pospeševanju. Zaradi svoje učinkovitosti lahko skrajša potovanje na Mars na tri mesece, do Plutona pa v štirih letih.
Poleg tega lahko poganja večje tovore in zagotavlja energijo za dolgotrajne misije v globoko vesolje. Vsak Sunbird je večkrat uporaben in ga je mogoče postaviti tudi v orbito okoli Lune ali drugih planetov.
Trenutno tehnologijo razvijajo v vakuumskih komorah velikosti dvonadstropnega avtobusa. Prve predstavitve pričakujejo že letos, preizkuse v orbiti pa leta 2027.
»Verjamem, da naši globalni tekmeci Sunbirda že pozorno preučujejo,« je dejal Dinan. »Pulsar si je zgradil ugled na temelju resničnih tehnologij – ne samo konceptov. V zadnjem času smo v Veliki Britaniji, če ne v vsej Evropi, odprli kar dve največji testni komori za vesoljski pogon. Postajamo mednarodno središče za testiranje vesoljskih pogonov z ambicioznimi načrti za širitev. Veselimo se sodelovanja z novimi partnerji in strankami ter deljenja prihodnjih vznemirljivih dosežkov.«
Vir: Pulsar Fusion
