Međuzvjezdana putovanja - na krilima solarnog vjetra

Svemirsko vozilo bez motora i potrebe za gorivom, sposobno za manevre neizvedive konvencionalnim raketama – u dvije riječi: sunčevo jedro. Ono ima i druge prednosti nad dosadašnjim svemirskim vozilima – u stanju je lebdjeti na mjestu te levitirati izvan ravnine Sunčeva sustava. Prvo sunčevo jedro, “Cosmos 1”, lansirano je u srpnju 2001. iz ruske nuklearne podmornice. Bilo je pričvršćeno na prepravljeni ruski interkontinentalni balistički projektil, a jedini stranac na brodovima ruske mornarice koji su pratili lansiranje bio je Amerikanac Lou Friedmanom, idejni vođa projekta.

“Prvi mačići...”
Lansiranje “Cosmosa 1” bilo je privatna inicijativa. Friedman je “privatni poduzetnik”, suosnivač organizacije “Planetarno društvo”, a lansiranje je izvedeno u suradnji s glavnim ruskim proizvođačem svemirskih vozila (Svemirski centar Babakan) te televizijskim studijem koji je uložio novac u zamjenu za pravo snimanja razvoja i lansiranje svemirskog jedra.

Dugo planirano lansiranje trajalo je kratko. Raketa ispaljena s podmornice u sekundi je nestala među oblacima, a uslijedio je zvuk grmljavine motora. No, iznad istočne Rusije, kod poluotoka Kamčatke, došlo je do kvara na gornjem dijelu rakete i ona se srušila. Friedmana i partnere to nije obeshrabrilo, a “Cosmos 1” – prvo solarno jedro u povijesti – 21. srpnja 2005. opet je lansirano raketom “Volna” s podmornice “Borisoglebsk” ruske Sjeverne flote.

Prvi stupanj Volne izgorio je pa “Cosmos 1” nije stigao u orbitu kako bi testirao revolucionarnu tehnologiju. Tamo je trebao povećati svoju visinu samo jedrenjem na Sunčev vjetar, a svako mjerljivo povećanje orbite smatralo bi se uspjehom. Ciljevi su bili skromni, ali i veliki, jer bi tako solarno jedro postalo izvediva i učinkovita tehnologija. Zato je New York Times proglasio “Cosmos 1” najinovativnijom idejom 2005. godine.

Solarno jedrenje - hit
Solarno jedrenje omogućuje misije nemoguće konvencionalnim pogonima. Rakete se naciljaju i ispale, a kada potroše gorivo, inženjeri se samo mogu moliti da su dobro izračunali putanju. Sunčevo jedro može stalno dobivati energiju. Umjesto da se letjelicu jako pogurne na početku misije, njoj će cijelo vrijeme biti osigurane neiscrpne zalihe pogona u obliku Sunčeve svjetlosti. Može se okretati po volji i letjelicu usmjeravati u željenome smjeru.

Prednosti su jasne i velikim svemirskim agencijama poput ESA-e, koja razmišlja o dva projekta omogućena letjelicama na solarni pogon: o misiji na Merkur te o letjelici koja bi orbitirala oko Sunca. Osim planova povezanih uz blisko svemirsko susjedstvo, ova tehnologija omogućila bi i pothvate poput puta na Pluton ili čak u Oortov oblak, rezervoar kometa izvan Sunčeva sustava. ESA je svoju letjelicu na Sunčev pogon počela razvijati u suradnji s Njemačkom svemirskom agencijom.

Kako ga raširiti
Najveći problem solarnog jedra jest razvijanje u orbiti. Potisak dobiven od pojedinog fotona zanemariv je pa jedro treba imati površinu veću od jednog četvornog kilometra da bi se stvorio veći pogon. U orbitu ga se treba otpremiti u malim paketima i potom, daljinskim upravljanjem sa Zemlje, raširiti. Inženjere oblije znoj pri pomisli na razvijenje tako velikih struktura u svemiru.

U mnogim misijama neuspješno su se u svemiru pokušale razviti velike površine. NASA-ina sonda Galileo je iz orbite oko Jupitera mogla tek povremeno slati podatke na Zemlju jer se glavna antena, zbog nekog kvara, nije uspjela raširiti. Trebala je biti široka tek nekoliko metara, dok bi solarno jedro imalo stranice duljine nekoliko desetaka ili čak stotina metara.

Upravo su neučinkoviti mehanizmi za razvijanje jedara, koje je 1970-ih razvijala NASA, glavni razlog tadašnjeg odustajanja od te tehnologije. Sredinom 1970-ih NASA je željela razviti solarno jedro za susret s Halleyjevim kometom 1986. U planu je bila svemirska misija koja bi mjesecima pratila Halleyjev komet. Težak zadatak – jer Halley putuje kroz Sunčev sustav u smjeru suprotnome od smjera kretanja planeta. Da bi letjelica sinkronizirala orbitu s kometom, trebala bi prvo “skinuti” sa sebe energiju koju bi pokupila od Zemljina kretanja (tj. zaustaviti se), zatim ubrzati i stići komet. NASA je na taj zadatak rasporedila neke od svojih najboljih ljudi, a šef tima bio je Lou Friedman, koji se zagrijao za novu tehnologiju i njezine mogućnosti.

Odbačena ideja
No, Friedmanov tim našao se u utrci s razvojnim timom koji je 15 godina razvijao ionski motor. Nova ideja o solarnom jedru teško je nalazila mjesto kod onih koji donose odluke. NASA-ina birokracija 15 godina ulagala je u ionski pogon, pa im se uz tako “ozbiljan” posao činila dalekom ideja o nekakvu jedrenju na Sunčev vjetar. Osim toga, nova ideja mogla je ugroziti ionski pogon jer se oboje razvijalo za istu misiju.

Solarno jedro je otpalo, a ionski motor NASA je konačno razvila i upotrijebila kasnih 1990-ih u letjelici “Duboki svemir 1”. Friedman je bio razočaran kratkovidnošću NASA-e pa ju je napustio i bacio se na rizičan pothvat – u suradnji s Bruceom Murrayom (direktorom bivšeg tima) i Carlom Saganom 1980. utemeljio je “Planetarno društvo” kao reakciju na NASA-ino udaljavanje od istraživanja planeta do kojeg je došlo 1980-ih.

U početku se nije činilo praktičnim da sami razvijaju solarno jedro, no sve se promijenilo kada je televizija “Cosmos Television Studios”, koju vodi udovica Carla Sagana, odlučila sponzorirati projekt. Svi su se oduševili idejom da privatna organizacija pretekne u svemirskoj tehnologiji vladinu svemirsku agenciju. To su im omogućile tri točke – niska cijena ruskih raketa za lansiranje, nova tehnologija napuhavanja jedra te činjenica da je danas moguće s malo novca izraditi superlako svemirsko vozilo.

Danas je i ESA u utrci. Komercijalnu podršku prvo je našla u Nersiju Razaviju, bivšem vlasniku tvrtke “Airshipes Industries”, koji se obogatio prodajom superlakih dirižabla. Čak je i NASA obnovila istraživanja solarnog jedra, ovaj put one vrste koja bi mogla putovati međuzvjezdanim prostorom.

Već je izračunata putanja koja bi letjelicu mogla spustiti blizu Sunca gdje bi jedro moglo zahvatiti dovoljno Sunčeva vjetra da može odletjeti daleko izvan Sunčeva sustava. Za to su potrebna jedra velike efikasnosti, pa su već izumljena napredna ugljikova vlakna lagana skoro poput zraka.

Također se eksperimentira i s laserima koji bi jedru mogli dati dodatnu snagu kada se nađe udaljeno od Sunca, a Sunčev vjetar više ne bude dovoljno jak. Tu ideju prvi je predložio američki znanstvenik Robert Forward 1962., a poslije ju je iskoristio u znanstveno-fantastičnom romanu “Rocheworld”.
Budućnost je počela.