Proyecto Daedalus - Project Daedalus

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Dibujo de la nave espacial Project Daedalus

El Proyecto Dédalo (llamado así por Dédalo , el diseñador mitológico griego que elaboró ​​alas para el vuelo humano) fue un estudio realizado entre 1973 y 1978 por la Sociedad Interplanetaria Británica para diseñar una sonda interestelar sin tripulación plausible . Destinado principalmente como una sonda científica, los criterios de diseño especificaban que la nave espacial tenía que utilizar tecnología existente o del futuro cercano y debía poder llegar a su destino en el plazo de una vida humana. Alan Bond dirigió un equipo de científicos e ingenieros que propusieron usar un cohete de fusión para alcanzar la estrella de Barnard a 5.9 años luz de distancia. Se estimó que el viaje tomaría 50 años, pero se requería que el diseño fuera lo suficientemente flexible como para poder enviarlo a cualquier otra estrella objetivo.

Concepto

Daedalus se construiría en órbita terrestre y tendría una masa inicial de 54.000 toneladas, incluidas 50.000 toneladas de combustible y 500 toneladas de carga útil científica. Dédalo iba a ser una nave espacial de dos etapas. La primera etapa funcionaría durante dos años, llevando la nave espacial al 7,1% de la velocidad de la luz (0,071 c ), y luego, después de que se desechara, la segunda etapa se dispararía durante 1,8 años, llevando la nave espacial hasta aproximadamente el 12% de la velocidad de la luz. (0.12 c ), antes de ser cerrado por un período de crucero de 46 años. Debido al rango de temperatura extrema de operación requerido, desde casi cero absoluto hasta 1600 K, las campanas del motor y la estructura de soporte estarían hechas de molibdeno aleado con titanio , circonio y carbono , que conserva la resistencia incluso a temperaturas criogénicas . Un estímulo importante para el proyecto fue Friedwardt Winterberg 's inercial de fusión por confinamiento concepto de accionamiento, por la que recibió el premio medalla de oro Hermann Oberth.

Esta velocidad está mucho más allá de las capacidades de los cohetes químicos o incluso del tipo de propulsión de pulso nuclear estudiado durante el Proyecto Orión . Según el Dr. Tony Martin , el motor de fusión controlada y los sistemas nuclear-eléctricos tienen un empuje muy bajo , los equipos para convertir la energía nuclear en eléctrica tienen una gran masa, lo que da como resultado una pequeña aceleración , que tardaría un siglo en alcanzar la velocidad deseada. ; Los motores nucleares termodinámicos del tipo NERVA requieren una gran cantidad de combustible, los cohetes de fotones tienen que generar energía a razón de 3 × 10 9 W por kg de masa del vehículo y requieren espejos con capacidad de absorción inferior a 1 parte en 10 6 , ramjet interestelar Los problemas son un medio interestelar tenue con una densidad de alrededor de 1 átomo / cm 3 , un embudo de gran diámetro y alta potencia requerida para su campo eléctrico. Por lo tanto, el único método de propulsión adecuado para el proyecto fue el cohete de pulso nuclear .

Daedalus sería propulsado por un cohete de fusión usando gránulos de una mezcla de deuterio / helio-3 que se encendería en la cámara de reacción por confinamiento inercial usando haces de electrones . El sistema de haz de electrones estaría alimentado por un conjunto de bobinas de inducción que atrapan la energía de la corriente de escape de plasma . Se detonarían 250 gránulos por segundo y el plasma resultante se dirigiría mediante una boquilla magnética . La fracción de combustión calculada para los combustibles de fusión fue 0,175 y 0,133, produciendo velocidades de escape de 10.600 km / sy 9.210 km / s respectivamente. Debido a la escasez de helio-3 en la Tierra, fue extraído de la atmósfera de Júpiter por grandes fábricas robóticas sostenidas por globos de aire caliente durante un período de 20 años, o de una fuente menos distante, como la Luna .

La segunda etapa tendría dos de 5 metros telescopios ópticos y dos 20-metros radiotelescopios . Aproximadamente 25 años después del lanzamiento, estos telescopios comenzarían a examinar el área alrededor de la estrella de Barnard para aprender más sobre los planetas que los acompañan. Esta información se enviaría de regreso a la Tierra, utilizando la campana del motor de segunda etapa de 40 metros de diámetro como un plato de comunicaciones, y se seleccionarían los objetivos de interés. Dado que la nave espacial no desaceleraría, al llegar a la estrella de Barnard, Daedalus llevaría 18 subsondas autónomas que se lanzarían entre 7,2 y 1,8 años antes de que la nave principal entrara en el sistema objetivo. Estas sub-sondas serían impulsadas por unidades de iones de propulsión nuclear y llevarían cámaras, espectrómetros y otros equipos sensoriales. Las sub-sondas volarían más allá de sus objetivos, aún viajando al 12% de la velocidad de la luz, y transmitirían sus hallazgos a la segunda etapa del Daedalus, la nave nodriza, para que los retransmitieran a la Tierra.

La bahía de carga útil de la nave que contiene sus sub-sondas, telescopios y otros equipos estaría protegida del medio interestelar durante el tránsito por un disco de berilio , de hasta 7 mm de espesor, con un peso de hasta 50 toneladas. Este escudo de erosión estaría hecho de berilio debido a su ligereza y alto calor latente de vaporización. Los obstáculos más grandes que podrían encontrarse al pasar por el sistema objetivo serían dispersados ​​por una nube de partículas generada artificialmente, expulsada por vehículos de apoyo llamados chinches de polvo a unos 200 km por delante del vehículo. La nave espacial llevaría una serie de robots guardianes capaces de reparar de forma autónoma daños o averías.

Especificaciones

Longitud total: 190 metros

Masa de carga útil: 450 toneladas

Primera etapa: Segunda etapa:
Masa vacía: 1.690 toneladas (en fase de preparación) 980 toneladas (a velocidad de crucero)
Masa propulsora: 46.000 toneladas 4.000 toneladas
Tiempo de combustión del motor: 2,05 años 1,76 años
Empuje: 7.540.000 newtons 663.000 newtons
Velocidad de escape del motor: 10,600,000 m / s 9.210.000 m / s

Variantes

Robert Freitas publicó en 1980 un análisis de ingeniería cuantitativa de una variación autorreplicante del Proyecto Dédalo . El diseño de no replicación se modificó para incluir todos los subsistemas necesarios para la autorreplicación. Utilice la sonda para entregar una fábrica de semillas, con una masa de aproximadamente 443 toneladas métricas, a un sitio distante. Haga que la fábrica de semillas reproduzca muchas copias de sí misma en el sitio, para aumentar su capacidad de fabricación total, luego utilice el complejo industrial automatizado resultante para construir sondas, con una fábrica de semillas a bordo, durante un período de 1000 años. Cada REPRO pesaría más de 10 millones de toneladas debido al combustible adicional necesario para desacelerar desde el 12% de la velocidad de la luz .

Otra posibilidad es equipar el Daedalus con una vela magnética similar a la pala magnética de un estatorreactor Bussard para utilizar la heliosfera de la estrella de destino como freno, lo que hace innecesario el transporte de combustible de desaceleración, lo que permite un estudio mucho más profundo del sistema estelar elegido.

Ver también

Otras lecturas

  • KF Long (2012). "Proyecto Dédalo". Propulsión al espacio profundo: una hoja de ruta para el vuelo interestelar . Springer . pp.  190 -197. ISBN 9781461406075.

Referencias

enlaces externos