Navire interstellaire "Icarus": une vision de notre avenir dans la conquête des étoiles

Navire interstellaire

En novembre dernier, lors d’un séminaire astronomique consacré aux vols interstellaires dans le Tennessee, Rob Swinney - ancien commandant d’escadron de la Royal Air Force, ingénieur et responsable du projet «Icarus» - a présenté un rapport sur les travaux effectués. sur le projet récemment. Swinney a rafraîchi l’histoire d’Icare auprès du public: inspiré par les idées du projet Daedalus, mis en évidence dans un rapport de la BIS (British Interplanetary Society - la plus ancienne organisation d’appui à la recherche spatiale) en 1978, à la décision conjointe des enthousiastes de la BRI et de Tau Zero de reprendre la recherche en 2009. année, et avant les dernières nouvelles sur le projet, daté de 2014 année.

Le projet initial de la 78ème année était simple, mais difficile à mettre en œuvre, pour répondre à la question posée par Enrique Fermi: "S'il existe une vie raisonnable au-delà de la Terre et que des vols interstellaires sont possibles, pourquoi n'y a-t-il aucune preuve de l'existence d'autres civilisations extraterrestres?". Les recherches sur Daedalus visaient à développer une conception d’engins spatiaux interstellaires utilisant les technologies existantes en extrapolations raisonnables. Et les résultats du travail ont tonné pour le monde scientifique tout entier: la création d'un tel navire est vraiment possible. Le rapport de projet était étayé par un plan détaillé du navire utilisant la fusion deutérium-hélium-3 à partir de granules préparés à l’avance. Daedalus a ensuite servi de ligne directrice pour tous les développements ultérieurs dans le domaine des vols interstellaires pendant 30 ans.

Icare, fils de Dédale

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Cependant, après une période aussi longue, il était nécessaire de revoir les idées et les solutions techniques adoptées dans “Daedal” afin de déterminer dans quelle mesure elles résistaient à l'épreuve du temps. En outre, au cours de cette période, de nouvelles découvertes ont été effectuées, une modification de la conception en fonction de celles-ci améliorerait les performances globales du navire. En outre, les organisateurs ont voulu intéresser la jeune génération à l'astronomie et à la construction de stations spatiales interstellaires. Le nouveau projet a été nommé en l'honneur d'Icare, fils de Dédale, qui, malgré la nuance négative du nom, correspondait aux premiers mots du compte-rendu de la 78ème année:

«Nous espérons que cette option remplacera le futur design, l’analogue d’Icare, qui présentera les dernières découvertes et innovations techniques permettant à Icarus d’atteindre les sommets encore inconnus de Daedalus. Espérons que, grâce au développement de nos idées, le jour viendra où l'humanité touchera littéralement les étoiles. "

Repenser Icare

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Ainsi, “Icare” a été créé exactement comme une continuation de “Daedalus”. Les indicateurs de l'ancien projet semblent toujours très prometteurs, mais doivent encore être améliorés et mis à jour:

1) Dans «Dedal», des faisceaux d'électrons relativistes ont été utilisés pour comprimer les granulés de combustible, mais des études ultérieures ont montré que cette méthode n'est pas capable de donner l'impulsion nécessaire. Les faisceaux d'ions sont utilisés à la place dans les laboratoires pour la fusion. Néanmoins, une telle erreur de calcul, qui a coûté 20 ans de travail et 4 milliards de dollars au Complexe national de réactions thermonucléaires, montre la difficulté de gérer la fusion thermonucléaire, même dans des conditions idéales.

2) Le principal obstacle rencontré par "Daedalus" - Helium-3. Ce n'est pas sur Terre et il est donc nécessaire de l'extraire des géantes gazeuses éloignées de notre planète. Ce processus est trop coûteux et compliqué. 3) Un autre problème que «Ikara» devra résoudre est le rejet des informations sur les réactions nucléaires. C’est le manque d’informations qui a permis il ya 30 ans de calculer avec beaucoup d’optimisme les effets de l’irradiation de tout le navire avec des rayons gamma et des neutrons, dont l’émission ne peut être dispensée par le moteur lors de la fusion thermonucléaire.

4) Le tritium était utilisé dans les pastilles de combustible pour s'enflammer, mais la désintégration de ses atomes libérait trop de chaleur. Sans système de refroidissement adéquat, l'allumage du carburant sera accompagné de l'allumage du reste.

5) La décompression des réservoirs avec du carburant due à la vidange peut provoquer une explosion dans la chambre de combustion. Pour résoudre ce problème, des agents de lestage ont été ajoutés à la conception du réservoir pour équilibrer la pression dans différentes parties du mécanisme.

6) La dernière difficulté est la maintenance du navire. Selon le projet, le navire est équipé d'une paire de robots, similaire à R2D2, qui, à l'aide d'algorithmes de diagnostic, détectera et réparera les dommages éventuels. De telles technologies semblent être très compliquées, même à l'ère de l'informatique, sans parler des années 70.

Nouvelles options de navire

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La nouvelle équipe de conception ne se limite plus à la création d’un navire manoeuvrable. "Icarus" utilise des sondes à bord du navire pour ses installations de recherche. Cela simplifie non seulement la tâche des concepteurs, mais réduit également considérablement le temps passé à étudier les systèmes d'étoiles. Au lieu du deutérium-hélium-3, un nouveau vaisseau spatial travaille sur du deutérium-deutérium pur. En dépit de l'augmentation des émissions de neutrons, le nouveau carburant n'augmentera pas seulement l'efficacité des moteurs, mais éliminera également la nécessité d'extraire des ressources de la surface d'autres planètes. Le deutérium est activement extrait des océans et est utilisé dans les centrales nucléaires fonctionnant à l'eau lourde. Cependant, l’humanité n’a pas réussi jusqu’à présent à obtenir une réaction de désintégration contrôlée avec libération d’énergie. La longue race de laboratoires de fusion nucléaire exothermique à travers le monde entrave la conception des navires. La question du carburant optimal pour un navire interstellaire reste donc ouverte. Dans le but de trouver une solution en 2013, un concours interne a été organisé entre les unités de la BRI. L'équipe a remporté le WWAR Ghost de l'Université de Munich. Leur conception est basée sur la fusion thermonucléaire utilisant un laser qui chauffe rapidement le combustible à la température requise.

Navire interstellaire «Icare»: vision de l'avenir cosmique de l'humanité

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Malgré l’originalité de l’idée et certains aménagements techniques, les candidats ne pouvaient résoudre le dilemme principal: le choix du combustible. De plus, le navire gagnant est énorme. Il dépasse de 4 à 5 fois la taille de «Daedalus», et d'autres méthodes de fusion thermonucléaire pourraient nécessiter moins d'espace.

En conséquence, il a été décidé de promouvoir deux types de moteurs: basés sur la fusion thermonucléaire et basés sur le pincement Bennett (moteur à plasma). En outre, parallèlement au deutérium-deutérium, l'ancienne version à base de tritium-hélium-3 est également envisagée. En fait, l'hélium-3 donne les meilleurs résultats sur tous les types de moteurs. Les scientifiques travaillent donc sur les moyens de l'obtenir.

Une relation intéressante peut être décelée dans les travaux de tous les participants au concours: certains éléments de la structure (sondes pour études environnementales, stockage de carburant, systèmes d'alimentation secondaire, etc.) de tout navire restent inchangés. On peut certainement dire ce qui suit:

  1. Le navire sera chaud. Toute méthode de combustion des types de combustible présentés est accompagnée par le dégagement de grandes quantités de chaleur. Le deutérium nécessite un système de refroidissement massif en raison de la libération directe d'énergie thermique pendant la réaction. Un moteur à plasma magnétique créera des courants de Foucault dans les métaux environnants, les chauffant également. Sur Terre, il existe déjà des radiateurs d’une puissance suffisante pour refroidir efficacement les corps dont la température est supérieure à 1000 ° C. Il reste à les adapter aux besoins et aux conditions du vaisseau spatial.
  2. Le navire sera colossal. L'une des principales tâches assignées au projet Icarus était de réduire la taille, mais au fil du temps, il est devenu évident que les réactions thermonucléaires demandaient beaucoup d'espace. Même les options de conception les plus légères pèsent des dizaines de milliers de tonnes.
  3. Le bateau sera long. “Daedalus” était très compact, chaque partie était combinée à une autre, comme une matriochka. À Ikar, les tentatives visant à minimiser les effets radioactifs sur le navire ont entraîné son allongement (comme le montre bien le projet Firefly de Robert Freeland).

Zeus

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Rob Swinney a annoncé qu'un groupe de l'université de Drexel avait rejoint le projet Icarus. Les «débutants» encouragent l’idée d’utiliser le PJMIF (système basé sur l’alimentation en plasma par jet d’encre à l’aide d’aimants, tandis que le plasma est stratifié, ce qui permet de créer des conditions propices aux réactions nucléaires). Ce principe est actuellement le plus efficace. En fait, il s'agit d'une symbiose de deux méthodes de réaction nucléaire: il a absorbé tous les avantages de la fusion thermonucléaire inertielle et magnétique, tels que la réduction de la masse de la structure et une réduction significative du coût. Leur projet s'appelle «Zeus».

“Il est temps de sortir d'ici”

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Peu avant TVIW, le projet «Icarus» a organisé une exposition en Australie, au cours de laquelle tous les projets susmentionnés ont été présentés au public. Des scientifiques du monde entier se sont réunis sous un même toit pour partager leurs expériences. Il s’agit d’une occasion rare pour les professionnels participant à un projet intercontinental de discuter avec leurs collègues.

Après cette réunion a eu lieu TVIW, à laquelle Swinney a fixé une date préliminaire pour l'achèvement du projet Icarus - août 2015. Le dernier rapport inclura des références aux modifications d'anciens développements de Daedalus et à des innovations entièrement créées par la nouvelle équipe. Le séminaire a été clôturé par un monologue de Rob Swinney dans lequel il a déclaré: «Les mystères de l'univers nous attendent quelque part là-bas! Il est temps de sortir d'ici!

Cyclope Dawn

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Il est intéressant de noter que le nouveau projet est inextricablement lié à son prédécesseur. Le transport de pièces et de carburant sur la petite orbite terrestre pendant la construction de l’Icara peut être le Cyclops, un engin spatial à courte portée mis au point sous la direction d’Alan Bond (l’un des ingénieurs qui a travaillé sur le Daedalus).

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