ΠΥΡΑΥΛΟΙ ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΩΝ Πιο κοντά σε μια ακόμη ιδέα του Κ. Τσιολκόφσκι

ΠΥΡΑΥΛΟΙ ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΩΝ

Πιο κοντά σε μια ακόμη ιδέα του Κ. Τσιολκόφσκι

Η διαστημική εποχή άρχισε πριν από μισό αιώνα και πλέον, όταν εκτοξεύτηκε ο πρώτος δορυφόρος της Γης, ο σοβιετικός «Σπούτνικ-1». Ολο αυτό το χρονικό διάστημα, το κόστος μεταφοράς φορτίων σε τροχιά παρέμεινε ...αστρονομικό (μεταξύ 5.000 και 50.000 δολαρίων ανά κιλό, ανάλογα με τον πύραυλο φορέα που χρησιμοποιείται). Ο λόγος είναι ότι περίπου το 90% της μάζας ενός πυραύλου είναι το καύσιμο, το οξειδωτικό και οι δεξαμενές που τα περιέχουν, περιορίζοντας πολύ τη δυνατότητα μεταφοράς ωφέλιμου φορτίου. Αν ο πύραυλος δεν χρειαζόταν να μεταφέρει όλο αυτό το καύσιμο ή το οξειδωτικό, τότε θα μπορούσε να μεταφέρει περισσότερο φορτίο, μειώνοντας το κόστος για την τοποθέτησή του σε τροχιά.
Ο πατέρας της Αστροναυτικής, ο Ρώσος δάσκαλος και επιστήμονας Κονσταντίν Τσιολκόφσκι είχε προτείνει ήδη από το 1924 έναν τρόπο για να επιτευχθεί μεγάλη μείωση του βάρους του πυραύλου. Ηταν εκείνος που με τον ίδιο στόχο είχε προτείνει την εκτόξευση πυραύλων που διαθέτουν στάδια, έτσι ώστε όταν εξαντλούνται καύσιμο και οξειδωτικό του πρώτου σταδίου, αυτό να αποσπάται, με αποτέλεσμα το βάρος του εναπομένοντος πυραύλου να μειώνεται και να χρειάζονται λιγότερα καύσιμα από το δεύτερο στάδιο, που αναλαμβάνει να συνεχίσει την πρόωση του πυραύλου. Το ίδιο όταν αδειάσουν οι δεξαμενές του δεύτερου σταδίου, αυτό επίσης να αποκολλάται, ώστε το τρίτο στάδιο να χρειάζεται ακόμη λιγότερα καύσιμα για να θέσει το φορτίο σε τροχιά ή να του δώσει ταχύτητα διαφυγής από τη βαρυτική έλξη της Γης. Αυτόν το σχεδιασμό πυραύλων ακολούθησαν τόσο η πρωτοπόρα στην εξερεύνηση του Διαστήματος Σοβιετική Ενωση, όσο και οι ΗΠΑ και οι άλλες χώρες που ανέπτυξαν διαστημικές δυνατότητες. Αυτός ο σχεδιασμός ακολουθείται με παραλλαγές μέχρι και σήμερα.
Η άλλη ιδέα του Κ. Τσιολκόφσκι ήταν πιο ριζοσπαστική και ακόμη πιο δύσκολο να επιτευχθεί την εποχή που έζησε. Περιλάμβανε την πλήρη αφαίρεση του οξειδωτικού, της δεξαμενής του και των σχετικών σωληνώσεων και τη θέρμανση του προωθητικού καυσίμου, όχι μέσω της χημικής αντίδρασής του με το οξειδωτικό, όπως συμβαίνει στους σημερινούς πυραύλους, αλλά με τη βοήθεια δεσμών μικροκυμάτων από επίγειους σταθμούς που στοχεύουν έναν εναλλάκτη θερμότητας προσαρμοσμένο στον πύραυλο. Συγκεκριμένα ο Τσιολκόφσκι πρότεινε τη χρήση παραβολικών κατόπτρων για τη στόχευση «μιας παράλληλης δέσμης ηλεκτρομαγνητικών ακτίνων μικρού μήκους κύματος» στην «κοιλιά» του σκάφους. Αυτή, έγραφε, είναι η καλύτερη μέθοδος για «να αποκτήσει (σ.σ. ο πύραυλος) κοσμική ταχύτητα».
Η ιδέα αυτή παρέμεινε στα απραγματοποίητα μέχρι πρόσφατα, όταν η τεχνολογία πρόφτασε το όραμα του Τσιολκόφσκι. Τα λέιζερ μικροκυμάτων, γνωστά και ως μέιζερ, εφευρέθηκαν τη δεκαετία του 1950, αλλά μόνο πρόσφατα μια ειδική κατηγορία τους, τα γύροτρα, μπόρεσαν να φτάσουν σε ισχύ της τάξης των μεγαβάτ τέτοια που είναι απαραίτητη για την πραγματοποίηση διαστημικών εκτοξεύσεων. Πρόσφατες πρόοδοι στις μπαταρίες έκαναν επίσης δυνατή την αποθήκευση αρκετής ενέργειας ώστε τα μεγάλα γύροτρα που χρειάζονται να μη «στραγγίξουν» από ενέργεια το ηλεκτρικό δίκτυο διανομής την ώρα της εκτόξευσης.
Σήμερα ερευνητές και ιδιωτικές εταιρείες στις ΗΠΑ αναζητούν τρόπους εφαρμογής της ιδέας του Τσιολκόφσκι, ενώ τον περασμένο Ιούλη η NASA πρόσθεσε την τεχνολογία πυραύλων μικροκυμάτων στις τεχνολογίες που εξετάζει για νέους τρόπους πυραυλοπροώθησης.

Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγή: «Scientific American»