Синове и дъщери на синята планета
Изкачете се нагоре, нарушавайки звездите на мира.
Пътят към междузвездното пространство е установен
За спътници, ракети, научни станции.
Руски човек летеше в ракета, Видях цялата земя отгоре.
Гагарин е първият в космоса.
Как ще бъдете?
През 1973 г. работна група на Британското междупланетно общество започва да проектира появата на междузвезден космически кораб, способен да пътува 6 светлинни години в безпилотен режим и да извършва кратко проучване на околностите на звездата на Барнард.
Основната разлика между британския проект и произведенията на научната фантастика бяха първоначалните условия за проектиране: в работата си британските учени разчитаха изключително на реални технологии или технологии от близкото бъдеще, чиято предстояща поява е без съмнение. Фантастичните "антигравитационни", неизвестни "телепортация" и "свръхсветли двигатели" бяха отхвърлени като екзотични и известни невъзможни идеи.
Според условията на проекта, разработчиците трябваше да изоставят дори популярния тогава "фотонен двигател". Въпреки теоретичната възможност за съществуване на реакция на унищожаване на веществото, дори най -смелите физици, които редовно експериментират с халюциногенни канабиноиди, не могат да обяснят как да приложат на практика съхранението на „антиматерия“и как да съберат освободената енергия.
Проектът получи символичното име "Дедал" - в чест на едноименния герой на гръцкия мит, който успя да прелети над морето, за разлика от Икар, който прелетя твърде високо.
Автоматичният междузвезден космически кораб Daedalus имаше двустепенен дизайн.
Значението на проекта Дедал:
Доказателство за възможността за създаване от човечеството на безпилотен космически кораб за изследване на най -близките до Слънцето звездни системи.
Техническа страна на проекта:
Изследване от траекторията на прелитане на звездната система на Барнард (червено джудже от спектрален тип M5V на разстояние 5, 91 светлинни години, едно от най -близките до Слънцето и в същото време "най -бързата" от звездите в земното небе. Перпендикулярният компонент на скоростта на звездата спрямо посоката на видимост на земния наблюдател е 90 km / s, което, съчетано със сравнително „близко“разстояние, превръща „Летящия Барнард“в истинска „комета“). Изборът на целта беше продиктуван от теорията за съществуването на планетарна система при звездата на Барнард (по -късно теорията беше опровергана). В наше време "референтната цел" е най -близката звезда до Слънцето, Проксима Кентавър (разстояние 4, 22 светлинни години).
Преместване на звездата на Барнард в земното небе
Условия на проекта:
Безпилотен космически кораб. Само реалистични технологии в близко бъдеще. Максималното време за полет до звездата е 49 години! Съгласно условията на Project Daedalus, тези, които са създали междузвездния кораб, е трябвало да могат да разберат резултатите от мисията през живота си. С други думи, за да достигне звездата на Барнард след 49 години, космическият кораб ще се нуждае от крейсерска скорост от порядъка на 0,1 пъти от скоростта на светлината.
Първоначални данни:
Британските учени имаха доста впечатляващ "набор" от всички съвременни постижения на човешката цивилизация: ядрена технология, неконтролирана термоядрена реакция, лазери, физика на плазмата, пилотирани космически изстрели на околоземна орбита,технологии за присъединяване и извършване на монтажни работи на големи обекти в космоса, космически комуникационни системи на дълги разстояния, микроелектроника, автоматизация и прецизно инженерство. Това достатъчно ли е, за да „докоснете ръката си“до звездите?
Недалеч оттук - една спирка за таксита
Препълнен със сладки сънища и гордост от постиженията на Човешкия разум, читателят вече тича да си купи билет на междузвезден кораб. Уви, радостта му е преждевременна. Вселената е подготвила ужасяващия си отговор на жалките опити на хората да достигнат до най -близките звезди.
Ако намалите размера на звезда като Слънцето до размера на топка за тенис, цялата Слънчева система ще се побере на Червения площад. Размерите на Земята в този случай обикновено ще бъдат намалени до размера на пясъчно зърно.
В същото време най -близката „топка за тенис“(Proxima Centauri) ще лежи насред Александерплац в Берлин, а малко по -далечна звезда на Барнард - на Пикадили Цирк в Лондон!
Вояджър 1 позиция на 8 февруари 2012 г. Разстояние 17 светлинни часа от Слънцето.
Чудовищните разстояния поставят под съмнение самата идея за междузвездно пътуване. Безпилотната станция "Вояджър 1", стартирана през 1977 г., отне 35 години, за да пресече Слънчевата система (сондата излезе отвъд нея на 25 август 2012 г. - на този ден последните ехота на "слънчевия вятър" се стопиха зад кърмата на станцията, докато интензивност на галактическото излъчване). Отне 35 години, за да полетиш на „Червения площад“. Колко време ще отнеме на Вояджър да лети „от Москва до Лондон“?
Около нас има квадрилиони километри черна бездна - имаме ли шанс да полетим до най -близката звезда поне след половин земен век?
Ще изпратя кораб за вас …
Никой не се съмняваше, че Дедал ще има чудовищни размери - само "полезният товар" може да достигне стотици тонове. В допълнение към сравнително леките астрофизични инструменти, детектори и телевизионни камери, на борда на кораба е необходимо доста голямо отделение за управление на корабните системи, изчислителен център и най -важното - комуникационна система със Земята.
Съвременните радиотелескопи имат огромна чувствителност: предавателят на Вояджър 1, разположен на разстояние от 124 астрономически единици (124 пъти по -далеч от Земята до Слънцето), има мощност само 23 вата - по -малко от крушка в хладилника ви. Изненадващо, това се оказа достатъчно, за да осигури непрекъсната комуникация с устройството на разстояние 18,5 милиарда километра! (предпоставка - позицията на Вояджър в космоса е известна с точност 200 метра)
Звездата на Барнард е на 5,96 светлинни години от Слънцето - 3000 пъти по -далеч от Вояджър. Очевидно в този случай 23 -ватов прехващач не може да бъде изоставен - невероятното разстояние и значителната грешка при определяне на положението на звездния кораб в космоса ще изискват мощност на радиация от стотици киловати. С всички следващи изисквания за размерите на антената.
Британските учени посочиха много категорична цифра: полезният товар на космическия кораб „Дедал“(масата на отделението за управление, научните инструменти и комуникационната система) ще бъде около 450 тона. За сравнение, масата на Международната космическа станция към днешна дата е надвишила 417 тона.
Необходимият полезен товар на звездния кораб е в реалистични граници. Освен това, предвид напредъка в микроелектрониката и космическите технологии през последните 40 години, тази цифра може леко да намалее.
Двигател и гориво. Изключителното потребление на енергия при междузвездното пътуване се превръща в ключова бариера за подобни експедиции.
Британските учени се придържат към проста логика: Кой от известните методи за получаване на енергия е най -продуктивен? Отговорът е очевиден - термоядрен синтез. Можем ли днес да създадем стабилен „термоядрен реактор“? Уви, не, всички опити за създаване на "контролирано термоядрено ядро" завършват с неуспех. Изход? Ще трябва да използваме експлозивна реакция. Космическият кораб "Дедал" се превръща в "взривяване" с импулсен термоядрен ракетен двигател.
Принципът на действие на теория е прост: „мишени“от замразена смес от деутерий и хелий-3 се подават в работната камера. Целта се нагрява от импулс от лазери - следва малка термоядрена експлозия - и, ето, освобождаването на енергия за ускоряване на кораба!
Изчислението показа, че за ефективното ускорение на „Дедал“би било необходимо да се произведат 250 експлозии в секунда - следователно целите трябва да се подават в горивната камера на импулсен термоядрен двигател със скорост 10 km / s!
Това е чиста фантазия - в действителност няма нито една работеща проба от импулсен термоядрен двигател. Нещо повече, уникалните характеристики на двигателя и високите изисквания за неговата надеждност (двигателят на звезден кораб трябва да работи непрекъснато в продължение на 4 години) превръщат разговора за кораба в безсмислена история.
От друга страна, няма нито един елемент в дизайна на импулсен термоядрен двигател, който да не е тестван на практика - свръхпроводящи соленоиди, мощни лазери, електронни оръдия … всичко това отдавна е усвоено от индустрията и е често се довежда до масово производство. Имаме добре развита теория и богати практически разработки в областта на физиката на плазмата - това е просто въпрос на създаване на импулсен двигател, базиран на тези системи.
Приблизителната маса на конструкцията на космическия кораб (двигател, резервоари, поддържащи ферми) е 6170 тона, без горивото. По принцип цифрата звучи реалистично. Без десети градуси и безброй нули. За да се достави такова количество метални конструкции на нискоземна орбита, ще са нужни "само" 44 изстрелвания на мощната ракета "Сатурн-5" (полезен товар 140 тона с тегло на изстрелване 3000 тона).
Свръх тежка ракета-носител Н-1, изстреляно тегло 2735 … 2950 тона
Досега тези цифри теоретично се вписват във възможностите на съвременната индустрия, въпреки че изискват известно развитие на съвременните технологии. Време е да зададете основния въпрос: каква е необходимата маса гориво, за да ускори звездния кораб до 0, 1 скоростта на светлината? Отговорът звучи плашещо и в същото време окуражаващо - 50 000 тона ядрено гориво. Въпреки привидната невероятност на тази цифра, тя е „само“половината от водоизместимостта на американския атомен самолетоносач. Друго нещо е, че съвременната космонавтика все още не е готова да работи с такива обемисти структури.
Но основният проблем беше различен: основният компонент на горивото за импулсен термоядрен двигател е редкият и скъп изотоп Хелий-3. Сегашният обем на производство на хелий-3 не надвишава 500 кг годишно. В същото време 30 000 тона от това специфично вещество ще трябва да се излее в резервоарите на Daedalus.
Коментарите са излишни - няма такова количество хелий -3 на Земята. "Британски учени" (този път заслужено можете да вземете израза в кавички) предложиха да се построи "Дедал" в орбитата на Юпитер и да се зареди с гориво там, като се извлича гориво от горния облачен слой на гигантската планета.
Чист футуризъм, умножен по абсурд.
Въпреки цялостната разочароваща картина, проектът „Дедал“показа, че съществуващите научни познания са достатъчни за изпращане на експедиция до най -близките звезди. Проблемът се крие в мащаба на работа - имаме работещи проби от „токамаци“, свръхпроводящи електромагнити, криостати и съдове на Дюар в идеални лабораторни условия, но нямаме абсолютно никаква представа как ще работят техните хипертрофирани копия с тегло стотици тонове. Как да осигурим непрекъсната работа на тези фантастични структури в продължение на много години - всичко това в суровите условия на космоса, без никаква възможност за ремонт и поддръжка от хора.
Работейки по появата на звездния кораб „Дедал“, учените се сблъскаха с много незначителни, но не по -малко важни проблеми. В допълнение към вече споменатите съмнения относно надеждността на импулсния термоядрен двигател, създателите на междузвездния космически кораб се сблъскаха с проблема за балансиране на гигантския кораб, правилното му ускорение и ориентация в космоса. Имаше и положителни моменти - за 40 -те години, изминали от началото на работата по проекта „Дедал“, проблемът с цифровия изчислителен комплекс на борда на кораба е успешно решен. Колосалният напредък в микроелектрониката, нанотехнологиите, появата на вещества с уникални характеристики - всичко това значително опрости условията за създаване на звезден кораб. Също така, проблемът с комуникацията в дълбокия космос беше успешно решен.
Но досега не е намерено решение на класическия проблем - безопасността на междузвездна експедиция. При скорост 0, 1 от скоростта на светлината, всяка прашинка се превръща в опасно препятствие за кораба, а малък метеорит с размерите на флаш устройство може да бъде краят на цялата експедиция. С други думи, корабът има всички шансове да изгори, преди да достигне целта си. Теорията предлага две решения: първата "линия на защита" - защитен облак от микрочастици, задържан от магнитно поле на сто километра преди курса на кораба. Втората „защитна линия“е метален, керамичен или композитен щит, който отразява фрагменти от разложени метеорити. Ако всичко е повече или по -малко ясно относно дизайна на щита, тогава дори носителите на Нобелова награда по физика не знаят как да приложат на практика „защитен облак от микрочастици“на значително разстояние от кораба. Ясно е, че с помощта на магнитно поле, но ето как точно …
… Корабът плава в ледена пустота. Изминаха 50 години, откакто той напусна Слънчевата система и дълго пътуване се простира зад „Дедал“в продължение на шест светлинни години. Опасният пояс на Кайпер и мистериозният облак на Оорт бяха безопасно пресечени, крехките инструменти издържаха потоците от галактически лъчи и жестокия студ на откритото Космос … Скоро планираното среща с звездната система на Барнард … но какъв е този шанс срещата в средата на безкрайния звезден океан обещава пратеника на далечната Земя? Нови опасности от сблъсък с големи метеорити? Магнитни полета и смъртоносни радиационни пояси в близост до "бягащ Барнард"? Неочаквани изблици на изпъкнали части? Времето ще покаже … "Дедал" след два дни ще се втурне покрай звездата и ще изчезне завинаги в необятността на Космоса.
Дедал срещу 102-етажния Емпайър Стейт Билдинг
Емпайър Стейт Билдинг, ключова забележителност в хоризонта на Ню Йорк. Височина без кула 381 м, височина със шпица 441 метра
Daedalus срещу свръх тежката ракета-носител Saturn V
Сатурн V на стартовата площадка
