Spirit, Opportunity og andre ubemandede Mars-sonder har været store succeser, men de har aldrig kunne køre mere end et par kilometer væk fra landingsstedet.
Men nu har Hugo Williams og hans kolleger på University of Leicester fundet ud af, hvordan man med fordel kan lave et hoppende ubemandet rumfartøj.
Et sådant fartøj vil kunne tilbagelægge en kilometer i hvert spring, og med et radioaktivt stof som en varmekilde vil den kunne blive ved med at hoppe i årevis.
Forbrænding i almindelige raketter
Dette kan lade sig gøre, fordi spring-sonden ikke gør brug af en almindelig raket-motor. De konventionelle raketter fungerer ved at skabe varme igennem afbrænding af brændstoffet, som får udstødningsgasser til at udvide sig i forbrændingskammeret. Det presser gasserne ud gennem en dysse bagerst i raketten, der skaber en modkraft eller reaktionskraft, som skubber raketten opad.
Raketmotoren i Mars-hopperen skal fungere på nogenlunde samme vis, med én vigtig undtagelse: Der er ingen forbrænding. Varmekilden er et radioaktivt stof, der opvarmer gassen i stedet.
Sparer brændstof
Denne gas er ikke et brændstof, men et drivmedium, og det behøver ikke at være brændbart.
Williams og hans kolleger foreslår at bruge et drivmedium, der eksisterer i næsten ubegrænsede mængder på planeten: nemlig planetens tynde atmosfære af kuldioxid.
Dermed vil raketten ikke skulle have brændstof med sig fra Jorden. Det sparer en masse vægt, som i stedet kan bruges til videnskabelige instrumenter.
Særlige forholdsregler må overvejes i brugen af den type radioaktive materialer, men ideen er langt fra ny for rumfartsvidenskaben.
Radioaktiv strømforsyning
Den atmosfæriske kuldioxid er tidligere blevet brugt til at producere elektricitet i for eksempel Cassini rum-sonden.
I 2004 fløj den hele vejen til iskolde Saturn, hvor dens solpaneler ikke ville kunne have produceret tilstrækkelig strøm.
Endvidere har Mars’ radioaktive stoffer skabt strøm til Viking-sonderne, der landede på planeten i 1976.
Men det at bruge radioaktive stoffer i raketter er tidligere kun foreslået til projekter langt ude i fremtiden, så som til rumfartøjer, der skal rejse til andre stjerner.
Højere temperaturer giver længere hop
De britiske forskeres forslag til motoren peger på først at bruge varmeenergien fra de radioaktive stoffer til at forsyne en elektrisk kompressor, som skal suge kuldioxid fra Mars’ atmosfære ind i en tank.
Herefter frigives kuldioxiden, altså drivmediet, til et kammer, hvor det radioaktive materiale er opbevaret. Kuldioxiden tilsættes ikke i dets rene form, med sammen med et keramisk materiale, som kan lagre store varmemængder og som tåler høje temperaturer uden at smelte.
Det sker ved, at drivmediet passerer igennem tynde kanaler side om side med runde kugler af det varme keramiske materiale og bliver dermed opvarmet på vejen mod dyssen i enden af varmekammeret.
»De mest almindelige radioaktive stof i rumfartøjer indtil nu har været Plutonium-238. Dette stofs radioaktivitet halveres efter 88 år, og det er interessant at bemærke, at rumsonden Voyager 1 fortsat sender data. Det blev skudt ud i rummet i 1977,« skriver forskeren bag projektet, Hugo Williams, i en e-mail til forskning.no.
Højere temperaturer vil resultere i længere hop, men selve rumfartøjets fysiske rammer vil være en begrænsning. Dog mener forskerne, at den radioaktive motor er robust og enkel, og at den vil lede til store akademiske gevinster, f.eks. at Mars’ overflade vil kunne blive fuldstændig kortlagt.
