Tähtedevaheline kosmoselend, seni veel teostumatu unistus

Olgu raketi sabas või tuumaplahvatuste jada, aga naabertähtedeni niipea välja ei jõuta.

Jättes kõrvale kõik ulmefilmide varpajamid ja valgusest kiiremini liikumist võimaldavad raketimootorid, ussiaugud ja kosmilised liughoovused, mis võimaldaksid kosmoselaevadel hetkega hiigelsuuri vahemaid läbida, jõuame ikka punkti, kus selgub, et inimkonna võime oma tähesüsteemist kaugemale reisida on sama hästi kui olematu.

Kuid see pole takistanud ulmekirjanikke fantaseerimast ega teadlasi visandamast utoopilisi ja ulmelisi projekte, et meie Päikese naabrusest kuidagigi välja pääseda. Ka praegu käib DARPA ja NASA (USA militaartehnoloogiate agentuuri ja kosmoseagentuuri) projekt 100YSS, mis tahab jõuda tähtedevahelise kosmoselaeva valmimiseni järgneva saja aasta jooksul.

Valguse kiiruse ületamine peaks Einsteini järgi lausa võimatu olema.

Lähim naabertäht Proxima Centauri asub meist 4,25 valgusaasta kaugusel. On selge, et valguse kiirusel liikumist ükski Maal valmistatav tehnikaseade ei võimalda ja valguse kiiruse ületamine peaks Einsteini järgi lausa võimatu olema. Seni kiireim inimeste valmistatud sond Helios 2 lähenes 1976. aastal Päikesele kiirusel, mis moodustas ainult 0,023% valguse kiirusest.

Järgnevalt vaatleme projekte, mis pidid või peaksid võimaldama inimese eluea (või põlvkondade) jooksul siiski jõuda naabertähtedeni ja – nagu nüüd teada – ka nende ümber tiirlevate planeetideni.

Orion (1958–1968)

Orion oli esimene suur tähtedevahelise lennu projekt, mis visandas võimaluse anda raketile erakordselt suur kiirendus raketi taga toimuvate tuumaplahvatustega. Kosmoselaev Super Orion, mille autor oli projekti juht, Princetoni ülikooli füüsik Freeman Dyson, oleks olnud hiiglaslike mõõtmetega: 400-meetrise läbimõõduga, kaheksa miljoni tonnise massiga ja varustatud 1080 tuumapommiga. Suurusehull projekt, kuid kohane ajal, kui inimkond alles õppis kosmoses lendama.

Seni kiireim inimeste valmistatud sond Helios 2 saavutas 1976. aastal 0,023% valguse kiirusest.

Hiljem visandas Dyson ka palju suuremaid, kuni 20 000-meetrise läbimõõduga 40 miljoni tonniseid lendavaid linnu, mis oleksid lennul kasutanud lausa 30 miljonit tuumapommi – igaüks plahvatanuks 120 kilomeetrit raketist tagapool, andes sellele lisahoogu kuni kolmandikuni valguse kiirusest, sabas radioaktiivse saaste kosmiliselt pikk pilv. Alpha Centauri tähesüsteemini jõudmiseks kulunuks teoreetiliselt 1330 aastat, kasutades näiteks megatonniseid deuteeriumi tuumasünteesipommi plahvatusi. Dyson esitas ka mitu väiksemat ja kiiremat ideed, aga ideedeks need jäidki.

Probleemiks kujunes asjaolu, et radioaktiivse saaste probleemi hakati sel ajal juba tõsiselt teadvustama. 1963. aastal sõlmitud tuumakatsetuste osaline keeluleping sisuliselt lõpetas selle projekti.

Daedalus (1973–1978)

Tegemist on Briti planeetidevahelise ühingu katsega eelmist ideed edasi arendada, projekti juht oli Briti kosmoseinsener Alan Bond. Lendavad linnad olid unustatud, nüüd räägiti mehitamata kosmosesondist, mis tuumasünteesi abiga saadud impulssi kasutades oleks lennanud 5,9 valgusaasta kaugusel paikneva Bernardi täheni 50 aastaga.

Raketi esimene aste oleks võimaldanud kahe aastaga saavutada 7,1% valguse kiirusest, seejärel oleks käivitatud teise astme mootorid, et saavutada 12% valguse kiirusest. Rakett oleks olnud 190 meetrit pikk, kütust oleks kulunud 50 000 tonni, rakett oleks tulnud aga ehitada mitte Maa peal, vaid orbiidil. Tegelikku võimalust Daedaluse kosmoseraketti orbiidil valmistada sel ajal paraku ei olnud (ega ole ka praegu).

Voyagerid ja Pioneerid (1972–1973 ja 1977)

Need neli aparaati on juba teel tähtedevahelisse ruumi. Kanderaketilt Atlas-Centaur hoo sisse saanud kosmosesondid Pioneer 10 ja 11 aina eemalduvad Päikesest, kuigi sondide raadioisotoopide termogeneraatorid (RTG) on väsinud ja kontakt alustega katkenud. Pioneer 10 lend 68 valgusaasta kaugusele Aldebarani täheni kestaks eeldatavalt kaks miljonit aastat. Pioneer 11 jõuab järgmise täheni nelja miljoni aasta pärast.

Voyager 1 ja Voyager 2 said algkiirenduse kanderaketilt Titan III ning seejärel koguti hoogu Jupiteri ja Saturni raskusjõudu kasutades. Praegu varustavad aparaate elektriga RTG-generaatorid, kasutada oleks võimalik ka väikseid hüdrasiinpõtkureid, aga üksnes suuna muutmiseks, mitte hoo lisamiseks. Ka nende kohalejõudmine ei saa tänapäeva teaduse teemaks: mõlemad mööduvad järgmisest tähest umbes 40 000 aasta pärast, esimene tähest Gliese 445 (17,6 valgusaasta kaugusel) ja teine tähest Ross 248 (10,3 valgusaasta kaugusel).

Starwisp (1985)

1985. aastal visandas USA füüsik Robert L. Forward tähtedevahelise kosmosesondi projekti, mis oleks hoogu kogunud mikrolainepurje abiga. See andis küll ideid tänapäeva elektrilise päikesepurje projektidele, aga oleks toonases versioonis hoogu saanud siiski inimvalmistatud (s.o Maalt lähetatud) mikrolainetest. Projektis arvestati, et aparaadile oleks võimalik anda kümnendik valguse kiirusest, aga eeldus, et mikrolaineid on võimalik selliselt purjelt efektiivselt tagasi peegeldada, osutus vääraks.

Longshot (1987–1988)

Tegemist oli NASA ja USA mereakadeemia ühisprojektiga, mis kavandas järjekordse mehitamata kosmosesondi saatmist Alpha Centaurini, kasutades tõukejõu saamiseks taas tuumaplahvatusi. 4,5%-ga valguse kiirusest oleks naabertähesüsteemi jõutud 100 aastaga. Andmestik sealse süsteemi kohta jõuaks aga laserkiire vahendusel Maale tagasi 4,39 aastaga, Longshoti sond püsiks selle aja jooksul sealse tähe orbiidil.

Starseed (1996)

Starseedi idee oli kasutada tähtedevahelisi nanosonde, mis tulistataks välja kilomeetripikkusest õõnsast traadist (ehk torust), mille küljes olevad elektroodid pakuksid sondidele elektrostaatilist stardikiirendust kuni kolmandikuni valguse kiirusest. Idee autor oli Forrest Bishop, kes esindas (nähtavasti ühemeheasutust) aatomkaalu insenerluse instituuti.

Valkyrie (2009)

Publitsist Charles Pellegrino ja füüsik Jim Powell tulid seitse aastat tagasi lagedale ideega, mis teoorias peaks võimaldama saavutada isegi 92% valguse kiirusest, et sellise kosmoselaevaga ka inimesi naabertähtede juurde lähetada. Süstikrongi meenutav voolujooneline disain peaks kiirust suurendama, ajam, mis seda veab, oleks aga kümnekilomeetrise lõa otsas kosmoselaeva ees, saades jõudu antiaine tuumasünteesist. Ajami ja kosmoselaeva vahele tuleks lisada ka kaitsev radiatsioonikilp. Kuid vajalikus koguses antiainet ei suudaks terve inimkond toota ka 40 aastaga.

Icarus (2009–2014)

Icarus on Briti planeetidevahelise instituudi ja Tau Zero fondi katse taaselustada 1970. aastate Daedaluse projekti. Jälle räägitakse tuumajõul liikuvast mehitamata kosmosesondist, kuigi nüüd juba tänapäeva kogemusi paremini ära kasutades. Selle projekti baasil loodi 2011. aastal ühendus Icarus Interstellar, mis püüab tähtedevahelise lennu jaoks ideid otsida ja neid ka rahastada.

Breakthrough Starshot (2016)

Võimalik, et selle projekti alla tänavu Juri Milneri, Stephen Hawkingi ja Mark Zuckerbergi toetusel pandud sada miljonit dollarit lähevad raisku, aga idee on sama võimas (ehk teostamatu) kui eelmisedki. Maalt suunatud fokuseeritud laserkiir peaks võimaldama nanomõõtu sondide emalaevalt sonde (StarChip) paisata 4,37 valgusaasta kaugusel asuvasse Alpha Centauri süsteemi 20% valguskiirusega 20–30 aasta jooksul. Raha läheb sellele, kes esitab toimiva lahenduse.