Tanka på andra planeter

Det finns mycket gaser som kan användas till att driva rymdfarkoster på andra platser än på Jorden. Dess låga atomvikt gör väte till den bästa drivgasen, och den finns det gott om i Jupiters, Saturnus, Uranus och Neptunus atmosfärer. Jupiter försvåras dock av sin gravitation och sina strålningsbälten. Även Saturnus måne Titan har väte i sin atmosfär (0,2 procent, men det kan utvinnas). Kväve och koldioxid är sämre, men kan användas. Båda finns i Venus och Mars atmosfärer (kväve finns det gott om i Titans också, men där finns även det mycket bättre vätet). Med sin mindre gravitation (en sjundedel av Jordens) är Titan den bästa tankplatsen, men även andra platser kan till nöds användas. Sämre gaser kan användas under expeditioner där de tas direkt ur atmosfären (exempelvis koldioxid på Mars) medan vätet sparas till resorna mellan planeterna. Med elektrolys (som drar ström) kan väte framställas tillsammans med syre (som går att andas) ur vatten eller dess fasta form vattenis (eller vattenånga). Allt bränsle måste alltså inte tas med från Jorden.

Gäller tidsdilation i ett runt Universum?

I den speciella relativitetsteorins tvillingparadox, att en astronaut som färdas nära ljusets hastighet på grund av tidsdilation åldras mycket långsammare än sin tvilling på Jorden, påpekas att skillnaden mellan situationerna (att det inte går att säga att Jorden rör sig lika mycket bort från farkosten som tvärtom) är för att farkosten måste ändra sin färdriktning för att komma hem igen. Men om det stämmer avgörs av kosmologin. Om Universum har sådan form att det går att komma tillbaka till samma punkt utan att ändra färdriktning (en kosmologisk motsvarighet till Jordens rondör, för hela Universum), då gäller inte argumentet om ändrad färdriktning. Om farkosten färdades så nära ljusets hastighet och fick en sådan tidsdilation att farkosten kunde färdas alla miljarderna ljusår runt ett runt Universum (vilket vi för tankeexperimentets skull utgår från att det är), skulle astronauten då träffa sin tvilling i livet (för att farkosten inte bytte riktning), eller finns det någon annan anledning till att astronauten bara skulle komma "hem" till en död djupfryst Jord i omloppsbana runt en falnande vit dvärgstjärna till Sol?

Höj avgashastigheten och gasa på!

Anledningen till att resor inom solsystemet tar lång tid är att kemiska raketer skickar ut sina avgaser i låg hastighet och därmed gör slut på mycket bränsle till måttlig acceleration. Det tvingar dem att ta omvägar och använda andra planeters gravitation till att ändra kurs och ta rörelseenergi från planeternas rotation. Med högre avgashastighet (gärna nära ljushastigheten) blir bränsleekonomin mycket effektivare. Då är det bara att gasa på "rakt" mot destinationen (med vissa modifikationer för att planeterna rör sig hela tiden) utan tidsödande omvägar. Jonmotorer, plasmamotorer, VASIMR... och som energikälla går både solceller och kärnkraft att använda. Förbränningsraketer är stenålder!

Tanka på vägen upp!

Anledningen till att rymdfarten är vansinnigt dyr är att det mesta av bränslet vid uppskjutningarna går åt till att skjuta upp annat bränsle som ska brännas lite senare under uppskjutningen. En lösning är att tanka på vägen upp. Det kan åstadkommas genom att placera solceller på några av de små asteroider som går i bana runt Jorden som extra minimånar och använda strömmen till att elektrolysera det frusna vattnet på de minivärldarna till väte och syre. Väte och syre kan användas som bränsle. Det paketeras sedan i tankar som skickas att möta den uppåtgående raketen i en lämplig bana, lika noggrant planerad som vid vilken dockning som helst, och plockas då upp av raketen. Därmed görs massor av bränslebesparingar. Eftersom det är effektivast med små atomer och hög utflödeshastighet är en "fet" blandning med mer väte och mindre syre än i H2O att föredra för raketbruk, men det betyder bara att det blir syre över vid bränsletillverkningen. Det extra syret kan sparas till astronauter att andas. Och snacka inte om att "det sker för få uppskjutningar för att det ska vara lönsamt": det är just att uppskjutningar just nu är dyra som är orsaken till att det sker så få, och rymdfarten skulle växa explosionsartat med billigare uppskjutningar. Det skulle faktiskt löna sig att vänta lite med uppskjutningar av annat, och istället börja med att skjuta upp sådana bränslestationer för att sedan utnyttja dem vid uppskjutningarna av de andra sakerna.