NASA i Kina planiraju organizirati misije s posadom na Mars u sljedećem desetljeću. Ovaj ogroman iskorak u istraživanja svemira predstavlja značajne logističke i tehnološke izazove. Za početak, misije se za Mars mogu pokrenuti samo svakih 26 mjeseci kada su naša dva planeta u međusobnoj najbližoj orbiti.

Novi pogonski sustav

Koristeći trenutnu tehnologiju, bilo bi potrebno šest do devet mjeseci za tranzit sa Zemlje na Mars. Čak i uz nuklearno-termalni ili nuklearno-električni pogon (NTP/NEP), putovanje u jednom smjeru moglo bi potrajati 100 dana.

Međutim, tim istraživača sa Sveučilišta McGill u Montrealu procijenio je potencijal lasersko-termalnog pogonskog sustava. Prema njihovoj studiji, svemirska letjelica koja se oslanja na novi pogonski sustav – gdje se laseri koriste za zagrijavanje vodikovog goriva – mogla bi putovanje do Marsa skratiti na samo 45 dana.

Međuzvjezdani koncepti

Pogon usmjerene energije (DE) već su istraživali i program Starlight, poznat kao Directed Energy Propulsion for Interstellar Exploration (DEEP-IN) i Directed Energy Interstellar Studies (DEIS), ali i projekti Breakthrough Starshot i Dragonfly. Ovi koncepti zahtijevaju laserski niz gigavatne snage za ubrzanje svjetlosnog jedra i male svemirske letjelice relativističkih brzina.

No, dok su ti koncepti međuzvjezdani, kanadski istraživači bavili su se mogućnostima laserske tehnologije u međuplanetarnim letovima.

Poput svemirskog dragstera

Njihov pristup koristi koncept lasera s faznim nizom, ali bi koristio mnogo intenzivniji laserski tok na svemirskoj letjelici za izravno zagrijavanje pogonskog goriva, nalik divovskom parnom kotlu. To letjelici omogućuje veliko  ubrzanje dok je još u blizini Zemlje pa laser ne treba fokusirati daleko u svemir.

Ovako zamišljena letjelica je poput dragstera koji vrlo brzo ubrzava dok je još u blizini Zemlje. Istraživači vjeruju da bi se isti raketni motor na laserski pogon mogao koristiti za povratak letjelice u Zemljinu orbitu.

Arhitektura misije

Koncept je zapravo sličan sustavu nuklearno-toplinskog pogona (NTP), gdje laser zauzima mjesto nuklearnog reaktora. Uz DE i vodikovo gorivo, arhitektura misije lasersko-termalne svemirske letjelice uključuje nekoliko tehnologija poput nizova optičkih lasera i struktura na napuhavanje koje se mogu koristiti za fokusiranje laserske zrake u komoru za grijanje, piše Universe Today.

Lasersko-termalna raketa mogla bi omogućiti vrlo brze tranzite na Mars koji bi trajali samo šest tjedana – nešto što se prije smatralo mogućim samo s raketnim motorima na nuklearni pogon. Time bi se izbjegle opasnosti tranzita u dubokom svemiru, poput produljene izloženosti zračenju i mikrogravitaciji.

Dva najveća izazova

Dakako, mnoge od ovih tehnologija još uvijek nisu testirane, a neke su tek u fazi teorije i razvoja, no istraživači ne sumnjaju u njihov potencijal. Smanjenje vremena potrebnog za dolazak na Mars na nekoliko tjedana riješilo bi dva najveća izazova: logističke i zdravstvene probleme.

Uz to, uspostava brzog tranzita između Zemlje i Marsa ubrzali stvaranje infrastrukture, poput ​svemirske stanice u orbiti Marsa i laserskog niza za usporavanje nadolazeće letjelice. A to bi u konačnici ubrzalo planove za stvaranje trajne ljudske prisutnosti na površini Crvenog planeta.