Szörfözés az űrben

Egy új ötlet szerint a bolygók mágneses terét is ki lehetne használni űreszközök felgyorsítására és irányváltoztatására.

A Föld és más bolygók mágneses erővonalai mentén "szörfözhetnek" egyszer majd az űrjárművek, és ezzel új útvonalak nyílhatnak meg a Naprendszerben. Ha egy űreszköznek elektromos töltése van, akkor a mágneses tér erőt fejt ki rá, így készteti irányváltoztatásra. A NASA már támogatja az ezirányú kutatásokat.

Egy űreszköz minden beavatkozás nélkül is feltöltődik, ahogy a bolygót körülvevő ritka plazmában mozog, az így szerzett töltés azonban nem elegendő a mozgatásához. Tervezett, előre kiszámítható mértékben kétféleképpen tehet szert elektromos töltésre. Töltött részecskenyalábot sugároz ki magából az űrbe, vagy egy radioaktív izotóp bomlásakor kilépő részecskékkel tölti fel magát.

A New York-i Binghamton Egyetemen vákuumkamrába helyezett kis vezető gömböt töltöttek fel az amerícium-241 izotóp alfa-részecskéivel. Egy gömb töltésfelvevő képessége (kapacitása) azonban véges és nem túl nagy. Valamilyen hosszú, vékony szálas anyag viszont sok töltést képes felvenni, ezért az egyik terv szerint sok-sok hosszú szálat, rostot kötnének az űreszközhöz.

Ha feltöltik a szálakat, akkor azok minden irányba szétállnak az űreszköz körül, ahogy a tiszta száraz haj is szerteszét áll a fejünkön egy alapos hajkefélés után. Nem kell az egyedi szálakhoz ragaszkodni, lehet belőlük valamilyen alakzatot, pl. egy harisnyára emlékeztető hengeres formát összerakni (szőni). A feltöltéshez erre a harisnyára viszik fel a radioaktív izotópot. A legalkalmasabb anyagok egyike a polónium-210 izotóp lenne, amely nemrég az A. Litvinyenko elleni londoni merényletben kapott főszerepet.

Radioaktív izotópokkal gazdaságosabban tölthető fel egy űreszköz, ha az adott töltés létrehozásához felviendő tömeget hasonlítjuk össze. A töltött részecskenyaláb kilövése nagyobb energia befektetést igényel. A radioaktív izotópos megoldás hátránya, hogy nem lehet leállítani, kikapcsolni, ha a töltés mennyiségét szeretnék változtatni. Erre pedig szükség lesz az űreszköz kormányzásánál, mert a töltés nagyságától is függ a mágneses tér által kifejtett erőhatás. Valószínűleg a töltéshordozó harisnya geometriáját kell ilyenkor megváltoztatni, ettől ugyanis megváltozik a kapacitása. Erre a harmonikaszerű szerkezet tűnik legalkalmasabbnak. A harisnya hossza elérheti a 2-3 kilométert, de tömege csak néhány kilogramm lesz, ha könnyű szénszálakból szövik.

Az elektromos töltésű eszközt a bolygó mágneses tere eltéríti, az új irány pedig merőleges lesz az eszköz eredeti mozgásirányára és a mágneses erővonalakra. Ehhez semmiféle beavatkozásra nincs szükség, bármilyen töltött testre így hat mágneses térben a Lorentz-erő. A mágneses erővonalak a pólusoknál sűrűsödnek, ezért itt az erőhatás is nagyobb.

A mágneses tér erőhatása túl kicsi ahhoz, hogy egy űreszköz földi indításában, az eszköznek az atmoszféra fölé való juttatásában szerepet kaphasson. Tervek szerint Föld körüli pályáról tovább indulva kb. 1 év alatt gyorsulna fel annyira, hogy elszakadhasson bolygónktól. Ezután a Jupiter sokkal erősebb mágneses tere hatna rá. Innen további kalandokra indulhat az eszköz a Naprendszerben. Ki lehet használni azt az előnyt, hogy a hagyományos gravitációs hintamanőverekkel elérhető pályamódosításnál sokkal élesebb fordulatokat tehet a mágneses tér felhasználásával.

Az űrbeli szörfözést még sohasem próbálták ki, egyelőre számításokat, elemzéseket végeznek. A NASA támogatásával Mason A. Peck professzor vezeti a kutatásokat a Cornell Egyetemen. Talán néhány év múlva kipróbálják ezt a merész elgondolást is, és az első radioaktív harisnya elindul a Föld mágneses erővonalai mentén.

Jéki László