Säteilyllä toimiva raketti

Säteilyllä toimiva raketti on raketti, jonka ajoainetta kuumennetaan suurienergiaisella säteilyllä, esimerkiksi laserilla tai maserilla. Säderaketti on nykyään lähinnä tutkimus- ja kehitysvaiheessa. Maan lähellä oleva säderaketti toimii niin, että maa-asemalta suunnataan laser tai maser kohti aluksen pohjaa. Se kuumentaa alla olevaa ilmaa tai raketista purkautuvaa kaasua, jolloin syntyy työntövaikutus. Maa-aseman on sijaittava mieluiten kuivassa vuoristossa tai muualla, jossa ilman kosteus ei hajota ratkaisevasti sädettä. Avaruudessa olisi aluksessa oltava raskas voimalaitos säteilyenergian tuottoon. Säderaketin etuina on hyötykuorman kiertoradalle nostamisen halpuus. Ongelmia ovat muun muassa aluksen tai miehittämättömän laitteen vaatima lämmönvaihto; aluksen on oltava sekä kuumuutta kestävä että kevyt. Säderakettia pidetään ajatelluista hyötykuormia kiertoradalle nostavista maa-aseman vaativista menetelmästä helpompana toteuttaa kuin esimerkiksi avaruushissiä tai massalinkoa.

Laserilla toimiva säderaketti

Leik Myrabo tutkii Yhdysvalloissa mahdollisuutta rakentaa voimakkaaseen maa-aseman laseriin perustuvaa järjestelmää kiertoradalle nostamiseksi. Järjestelmä perustuu siihen, että maa-asemalla on voimakas laser, joka kuumentaa aluksen pohjan lähellä alaspäin osoittavassa suppilossa olevaa ilmaa. Suppilo keskittää lasersäteen polttopisteeseen. Suppilon ilma kuumenee äkillisesti moninkertaiseksi verrattuna Auringon pintalämpötilaan. Kuumentunut ilma laajenee räjähdysmäisen nopeasti ja toimii suppilosta poistuessaan raketin suihkun tavoin. Jos systeemillä voisi nostaa suuria painoja kiertoradalle, kustannukset alenisivat 1:1000:een.^lähde? 2. lokakuuta vuonna 2000 Lightcraft Technologies, Inc. (LTI) ja U.S. Air Force Research Laboratory järjestivät Leik Myrabon ja Franklin B. Meadin johdolla kokeen, jossa maassa oleva laser nosti 51 gramman massaisen kappaleen 71 metrin korkeuteen. Koetta on verrattu Robert Goddardin ensimmäiseen nesterakettiin. 100 kilowatin laserilla uskotaan päästävän jo 30 km:n korkeuteen. Myrabon LTI-yritys tähtää kilogramman massaisen mikrosatelliitin nostoon kiertoradalle megawatin laserilla.

Maserilla toimiva säderaketti

Myös pieniä mikroaalloilla toimivia systeemejä on tutkittu eri tahoilla. Maserilla toimiva säderaketti on lyhyillä etäisyyksillä halvempi ja energiataloudellisempi kuin laser. Tätä vaihtoehtoa tutkivat muun muassa Jordin Karen Lasermotive-yrityksestä ja Kevin Parkin. Laserin edut tulevat esiin pienillä hyötykuormilla ja pitkillä etäisyyksillä.

Säderaketin lajeja

Joitakin säderaketin lajeja:

• Ablatiivinen valopurje: (kuluva valopurje) on säderaketti, jossa laser tai maser tulee valopurjeeseen kaukaa kiinteältä maa-asemalta tai muusta vastaavasta paikasta. Purjeen ohut pintakerros haihtuu säteilyn kuumennuksen takia pois ja tällöin purje työntää alusta eteenpäin kemiallisen raketin tavoin.

• Säteily toimii sähköraketin voimanlähteenä: Laserin tai maserin energia muutetaan aurinkokennojen tai vastaanottoantennien välityksellä sähköksi, mikä toimii esimerkiksi ioniraketin voimanlähteenä.

• Säde työntää suoraan alusta: Säteilyä voidaan ehkä käyttää suoraan aurinkopurjeen tai magneettipurjeen avulla. Tällöin säde tai hiukkassäde työntää suoraan alusta. NASA tutkii vuonna 2011 satelliittien laukaisemista laser- tai mikroaaltosäteilyn avulla. Tekniikka kuitenkin vaatii kymmenien miljardien wattien jatkuvaa lasertehoa, jonka teknologisen tason arvioidaan olevan käytettävissä 50 vuoden päästä. Tällaisella teknologialla voi olla negatiivisia vaikutuksia ilmakehään.

Aiheesta muualla

• http://cnn.com: Beam me up? - "Star Wars" lasers could make light work of launching future satellites (englanniksi)
• How Stuff Works: How Light Propulsion Will Work (englanniksi)
• Centauri-dreams.org: Fine-Tuning the Interstellar Lightsail (englanniksi)