Ik pa laikam uzzinām, ka kosmosā palaists kāds satelīts vai cita veida izpētes rīks, un dažkārt mūs pārsteidz kādi uz Zemes nokrituši kosmosa atkritumi. Līdzās tam, ka kosmosa pētniecības instrumenti veic kādu svarīgu uzdevumu, ne mazāk būtiski ir tas, kā tie vispār spēj sevi apgādāt ar enerģiju, cik ilgi tie var darboties un kā šajā jomā attīstās tehnoloģijas, lai tas, ko palaižam prom no Zemes, savu uzdevumu izplatījumā veiktu pēc iespējas ilgāk un labāk.
Izpētes rīkus kosmosā var iedalīt atkarībā no to atrašanās vietas. Zemes orbītā, piemēram, atrodas dažādi satelīti, bet kosmiskie kuģi mūsdienās dodas krietni tālāk Saules sistēmā. Viss, kas notiek tuvāk Zemei, ir salīdzinoši vienkāršāk īstenojams, taču vienlaikus gan vieniem, gan otriem nepieciešams pašiem sevi apgādāt ar enerģiju.
"Arī zemajā Zemes orbītā kosmiskajiem aparātiem, satelītiem ir jālieto dzinējsistēmas. Piemēram, viens tipisks pielietojums būtu Zemes novērošana, un tur ir jānotur tā orbīta tā, lai satelīts regulāri vienā un tajā pašā laikā vai ar to pašu frekvenci pārlidotu pāri kādai vietai uz Zemes. Lai orbītu tā noturētu, jāizmanto dzinējsistēmas. Vēl mums ir ģeostacionārie satelīti, kuriem jābūt konkrētā vietā virs zemes, un vieta ir jānotur, jo blakus ir citi satelīti. Ja tie nespēs vietu noturēt, tie apdraudēs citus satelītus," piemērus minēja Slavinskis.
Dodoties dziļāk kosmosā ar kosmosa kuģiem, jāizmanto jau daudz spēcīgākas dzinējsistēmas, lai pārvarētu orbitālās maiņas.
"Dzinējsistēmu gadījumā mēs nerunājam tik daudz par attālumiem, kā par to, cik atšķirīgas ir orbītas un cik daudz enerģijas mums vajag, lai pārietu no vienas orbītas uz otru," norādīja Slavinskis.
Savukārt Dalbiņš skaidroja: "Raķetes palīdz mums pārvarēt Zemes gravitācijas spēku un nogādāt satelītus kosmosā. Tad, kad esam tikuši Zemes orbītā vai tālāk, iespējams izmantot daudzus dažādus pārvietošanās veidus, piemēram, mazāka spēka tipa raķetes, kas saistītas ar aukstajām gāzēm, tīri ar gāzes spiediena palīdzību. Vai paātrinājuma palīdzību, piemēram, elektriskie dzinēji, kas var vai nu uzsildīt gāzi vai ar elektromagnētisko impulsu paātrināt gāzes."
Jaunais dzinējs
Zinātnieki, tostarp arī Dalbiņš un Slaviniskis, šobrīd pēta arī pavisam jauna veida dzinēju – elektrisko Saules vēja buru. Pētnieki cer, ka ar šo inovāciju ar nelieliem līdzekļiem varēs ceļot pa visu Saules sistēmu. Mūsdienās arvien lielāka uzmanība pievērsta veidiem, kā kosmosā izmantot Saules enerģiju.
"Mēs varam visu enerģijas izmantošanu iedalīt trīs kastītēs. Pirmā ir – mums vajag tikt vaļā no Zemes, proti, pārvarēt gravitāciju. Otrā – mums vajag ceļot kosmosā, ja tas nav tīri pa orbītu, jo uz orbītas enerģiju nevajag, tu vienkārši griezies, bet, ja vajag manevrēt vai ceļot kaut kur tālāk, tā ir vēl viena enerģija, kas vajadzīga. Trešā nepieciešamība ir, ka nu jau tie kosmiskie kuģi vai satelīti tur atrodas ne jau vienkārši tāpat, tiem kaut kas ir jādara. Ja tā ir kamera vai kaut kādi aparāti, to visu vajag darbināt ar elektroenerģiju. Tas nozīmē, ka elektroenerģiju nepieciešams ražot tur uz vietas," skaidroja uzņēmuma "Deepspaceenergy" dibinātājs un vadītājs Mihails Ščepanskis.
Kosmosā nav nedz fosilo resursu, kurus varētu sadedzināt enerģijas ieguvei, nedz upju, uz kurām uzbūvēt hidroelektrostacijas, kas ražotu elektrību, līdz ar to vienīgais resurss, ko izmantot enerģijas ieguvei, ir Saule.
"Paskatoties uz transportu un elektroenerģētiku kosmosā, visu, ko šeit uz Zemes zinām, varam aizmirst. Mums ir jāsāk pilnīgi viss no jauna, un tas ir ļoti aizraujoši," vērtēja Ščepanskis.
Kad tika būvēti pirmie kosmiskie kuģi ar domu, ka tiem būs jāpārvietojas kosmosā, zinātniekiem drošāk šķita paņemt darbvielu līdzi, taču tas aizņem ārkārtīgi daudz vietas, rada papildus smagumu. Tāpēc mūsdienās zinātne savu virzienu mainījusi, meklējot veidus, kā enerģiju iegūt uz vietas.
"Jau no Žila Verna laikiem cilvēki ir sapņojuši, ka viņi varētu burāt kosmosā. Principā gaismas bura [dzinējs, kas enerģijai izmanto Saules gaismu] ir pirmā tāda veida ideja, bet tagad mums ar Jāni ir tāda gandrīz privilēģija strādāt ar somu zinātnieku Peka Janhunenu, kurš izgudroja elektrisko Saules vēja buru, ar kuru mēs varam principā izmantot to, ka no Saules nāk ne tikai gaisma, bet arī plazma, plazmas plūsma. Ja mēs tajā plazmas plūsmā ieliekam pavedienu, kurš ir uzlādēts, ap to izveidojas elektrostatiskais lauks, un tajā Saules vēja daļiņas maina savu lidošanas trajektoriju, tādā veidā atstājot daļu savas enerģijas sistēmā. Galvenais ieguvums no tā ir, ka mums nav jāņem līdzi darbviela," skaidroja Slavinskis.
"Par katru [kosmosā aizsūtīto] kilogramu mēs maksājam. Labums no elektriskām burām ir tāds, ka tās ir ļoti vieglas, ļoti mazas. Teiksim, elektriskā Saules vēja bura ir diegs. Cilvēkiem viegli iedomāties – diegs ar spoli nesver daudz. Tādā veidā mēs varam lēti nogādāt šo kosmosa kuģi kosmosā, un tad mums ir bezgalīga apjoma enerģija, ko dod Saule," norādīja Dalbiņš.
