การเดินทางในอวกาศระหว่างดวงดาวจะไม่ประสบความสำเร็จหากปราศจากระบบเบรกที่ดีกว่า

หนึ่งในกุญแจสำคัญที่จะทำให้การเดินทางระหว่างดวงดาวเป็นไปได้ในอวกาศคือการสร้างบางสิ่งที่สามารถไปได้อย่างรวดเร็ว - เร็วมาก อีกสิ่งหนึ่งที่ไม่ชัดเจนนัก? การกดเบรกอย่างมีประสิทธิภาพ

แม้ว่าเป้าหมายที่อยู่เบื้องหลังการเดินทางในอวกาศคือการเดินทางไกลในระยะทางที่รวดเร็วที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้การออกแบบจะต้องมีพื้นฐานมาจากภารกิจ หากคุณกำลังพยายามที่จะเดินทางไปที่เทียบเท่า Bumfuck จักรวาลไม่มีที่ไหนหยุดได้อย่างรวดเร็วไม่สำคัญคุณไม่จำเป็นต้องสร้างกลไกการเบรกสำหรับยานอวกาศของคุณ

แต่นั่นไม่ใช่จุดของการเดินทางในอวกาศ คุณต้องการ ไปที่ไหนสักแห่ง - อาจเป็นเพราะคุณกำลังพยายามศึกษาระบบจากระยะไกลหรือคุณกำลังพยายามที่จะลงจอดบนโลกใหม่และสำรวจบนพื้นผิว

ไม่ว่าในกรณีใดคุณต้องทำให้แน่ใจว่าคุณสามารถทำให้ยานอวกาศของคุณช้าลงได้เพื่อที่คุณจะได้ไม่ต้องข้ามมันไปในพริบตา (หรือแย่กว่านั้นก็ชนเข้ากับบางสิ่ง) หากคุณกำลังทำแมลงวันเหมือนอะไร นิวฮอริซอน โพรบกำลังดำเนินการในแถบไคเปอร์กับพลูโตและโลกอื่น - คุณยังต้องช้าพอที่จะรวบรวมข้อมูลที่คุ้มค่า หากคุณกำลังพยายามเข้าสู่พื้นที่โคจรของดาวเคราะห์ล่ะก็ อย่างแน่นอน ต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณเคลื่อนไหวช้าพอที่จะไม่ทำให้เสียโฉมในชั้นบรรยากาศของโลกนั้น - หรือชนเข้ากับพื้นผิวเหมือนดาวเคราะห์น้อยที่ไม่มีความศักดิ์สิทธิ์

เครื่องบินที่เดินทางผ่านท้องฟ้าของโลกใช้การลากเพื่อชะลอความเร็วลง ไม่มีก๊าซที่คุณสามารถใช้ประโยชน์จากการชะลอตัวลงได้

แล้วคุณจะเบรกอย่างไร วิศวกรเทคนิคหนึ่งคนเรียกว่า aerobraking ใช้ประโยชน์จากแรงโน้มถ่วง โดยพื้นฐานแล้วยานอวกาศควรเปลี่ยนความเร็วของมันเมื่อมันเข้าสู่วงรีวงรีที่ยาวที่ปลายทาง สิ่งนี้เกิดขึ้นได้จากการรวมระบบการขับเคลื่อนแบบย้อนกลับ (เช่นการยิงออกด้านหน้ายานอวกาศ) กับแรงโน้มถ่วงและชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ หากบรรยากาศมีความหนาก็จะต้องผ่านการโคจรเพียงครั้งเดียวเพื่อให้ยานอวกาศเคลื่อนที่ช้าลง ถ้ามันบางหรือไม่มีเลยแล้ววงโคจรหลายวงก็จะทำงานเพื่อชะลอยานอวกาศให้ดีพอดังนั้นในที่สุดมันก็เข้าสู่วงโคจรรอบดาวเคราะห์หรือดวงจันทร์ที่กำลังถูกตรวจสอบ

แต่นี่ไม่ใช่เรื่องง่าย ตัวอย่างเช่นการบรรลุวงโคจรรอบสุดท้ายที่เสถียรรอบ ๆ ดาวอังคารใช้เวลาเพิ่มอีกหกเดือน หลังจาก ยานอวกาศมาถึงดาวเคราะห์สีแดงแล้ว หากระบบขับเคลื่อนของคุณใช้สารเคมีบรรยากาศทินเนอร์หมายความว่าคุณต้องสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงมากขึ้นเพื่อชะลอความเร็วลงและช่วยในกระบวนการ aerobraking ค่าใช้จ่ายเหล่านั้นสูงขึ้นมากถ้าคุณพยายามลงจอดบนพื้นผิวของมันเอง

และเมื่อพูดถึงระบบขับเคลื่อนยานอวกาศที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ซึ่งยังอยู่ในระหว่างการพัฒนากลไกการเบรกก็ยังคิดไม่ถึง ตัวอย่างเช่นลองดูการริเริ่ม Breakthrough Starshot ซึ่งวางแผนที่จะส่ง nanocraft ออกไปยัง Alpha Centauri ด้วยความเร็วประมาณหนึ่งในห้าโดยใช้ลำแสงที่ส่องลำแสงจากยานอวกาศไปข้างหน้า

เรือใบพลังงานแสงอาทิตย์เป็นยานอวกาศขับเคลื่อนได้อย่างยอดเยี่ยมสำหรับยานพาหนะที่มีน้ำหนักเบา คุณพึ่งพลังของดวงอาทิตย์เพื่อขับเคลื่อนคุณไปข้างหน้า แต่คุณมีคำถามที่ใหญ่กว่าที่จะโต้แย้ง - คุณจะช้าลงอย่างไร? เช่นเดียวกับการแล่นเรือปกติความคิดคือการอนุญาตให้รูปร่างของใบเรือกำหนดค่าใหม่เองเพื่อให้สามารถใช้พลังของดวงอาทิตย์เพื่อชะลอความเร็วลง

นั่นคือ มาก พูดง่ายกว่าทำ. ท้ายที่สุดถ้าแผนของคุณคือการเดินทางไปยังระบบดาวดวงใหม่คุณจะไม่สามารถควบคุมการแล่นเรือของยานอวกาศได้แบบเรียลไทม์ คุณต้องจัดการกับแสงของดาวดวงอื่นที่มีปฏิสัมพันธ์กับใบเรือ การเข้าหาระบบนั้นหมายความว่าคุณอาจมุ่งหน้าไปทางหัวดาว (หรือดาว) ก่อน

ผู้เชี่ยวชาญคนอื่นกำลังพยายามปรับเปลี่ยนระบบ aerobraking ในลักษณะที่ใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีรูปแบบใหม่ หนึ่งในความคิดที่แปลกประหลาดที่สุดคือสนามแม่เหล็กซึ่งเป็นโครงการที่เพิ่งได้รับการสนับสนุนโดยเป็นส่วนหนึ่งของรางวัลระยะที่ 2 ของ NASA ต่อไปผ่านโครงการนวัตกรรมขั้นสูงของ NASA นำเสนอโดยเรดมันด์ บริษัท MSNW ซึ่งตั้งอยู่ในวอชิงตันวางแผนที่จะสร้างโล่พลาสมาแม่เหล็กรอบยานอวกาศที่จะโต้ตอบกับบรรยากาศของดาวเคราะห์ปลายทางและช่วยลดความเร็วของยานพาหนะมากกว่าระบบ aerobraking ทั่วไปที่ทำงานโดยลำพัง แนวคิดทำงานคล้ายกับร่มชูชีพที่มองไม่เห็น

แน่นอนความคิดนี้เป็นแนวคิดโดยสิ้นเชิงในขณะนี้ MSNW เริ่มต้นที่จะใช้เงินช่วยเหลือจำนวน 500,000 เหรียญเพื่อพัฒนางานด้านแม่เหล็กให้สูงขึ้น แต่ใครจะรู้ว่าพวกเขาจะเข้าใกล้ต้นแบบต้นแบบการทำงานหรือไม่

ในขณะเดียวกันการเบรกยังคงเป็นสิ่งที่ถูกมองข้ามเมื่อพิจารณาถึงการพัฒนายานอวกาศ ไม่ต้องสงสัยความเร็วเป็นสิ่งสำคัญ แต่สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่ามันเหมือนเมื่อเราขับรถบนโลก: การไปอย่างรวดเร็วจะนำไปสู่การลงโทษถ้าเราไม่สามารถชะลอความเร็วลงได้