Sønner og døtre på den blå planeten
Sveve oppover, forstyrre fredens stjerner.
Veien til det interstellare rommet er etablert
For satellitter, raketter, vitenskapelige stasjoner.
En russisk fyr fløy i en rakett, Jeg så hele jorden ovenfra.
Gagarin var den første i verdensrommet.
Hvordan vil du ha det?
I 1973 begynte en arbeidsgruppe i British Interplanetary Society å designe utseendet til et interstellært romskip som var i stand til å reise 6 lysår i ubemannet modus og utføre en kort utforskning av nærheten til Barnard's Star.
Den grunnleggende forskjellen mellom det britiske prosjektet og science fiction-verkene var de opprinnelige designforholdene: I sitt arbeid stolte britiske forskere utelukkende på virkelige teknologier eller teknologier i nær fremtid, hvis forestående utseende er hevet over tvil. Fantastiske "anti-tyngdekraft", ukjente "teleportasjon" og "superluminalmotorer" ble avfeid som eksotiske og notorisk umulige ideer.
I henhold til vilkårene for prosjektet måtte utviklerne forlate selv den da populære "fotonmotoren". Til tross for den teoretiske muligheten for eksistensen av en stoffødeleggelsesreaksjon, er selv de mest vågale fysikerne som regelmessig eksperimenterer med hallusinogene cannabinoider ikke i stand til å forklare hvordan de skal lagre "antimateriale" i praksis og hvordan de skal samle den frigjorte energien.
Prosjektet fikk det symbolske navnet "Daedalus" - til ære for den eponyme helten i den greske myten, som klarte å fly over havet, i motsetning til Icarus, som fløy for høyt.
Daedalus automatiske interstellare romskip hadde en to-trinns design.
Betydningen av Daedalus -prosjektet:
Bevis på muligheten for opprettelse av et ubemannet romskip av menneskeheten for å studere stjernesystemene nærmest solen.
Teknisk side av prosjektet:
Undersøkelse fra flybybanen til Barnards stjernesystem (en rød dverg av spektral type M5V i en avstand på 5, 91 lysår, en av de nærmeste til Sola og samtidig den "raskeste" av stjernene i Jordens himmel. Den vinkelrette komponenten i stjernens hastighet til sikteretningen til den jordiske observatøren er 90 km / s, som, kombinert med en relativt "nær" avstand, gjør "Flying Barnard" til en ekte "komet"). Valget av målet ble diktert av teorien om eksistensen av et planetsystem ved Barnards stjerne (teorien ble senere tilbakevist). I vår tid er "referansemål" den nærmeste stjernen til Solen, Proxima Centauri (avstand 4, 22 lysår).
Flytter Barnards stjerne i de jordiske himmelen
Prosjektforhold:
Ubemannet romskip. Bare realistisk teknologi i nær fremtid. Maksimal flytid til stjernen er 49 år! I henhold til vilkårene i Project Daedalus burde de som skapte det interstellare skipet ha kunnet finne ut resultatene av oppdraget i løpet av livet. Med andre ord, for å nå Barnards stjerne på 49 år, ville romskipet trenge en marsjfart i størrelsesorden 0,1 ganger lysets hastighet.
Innledende data:
Britiske forskere hadde et ganske imponerende "sett" av alle moderne prestasjoner innen menneskelig sivilisasjon: atomteknologi, ukontrollert termonukleær reaksjon, lasere, plasmafysikk, bemannede romoppskytninger i bane nær jord,teknologier for sammenføyning og utførelse av monteringsarbeid av store objekter i verdensrommet, langdistanse romkommunikasjonssystemer, mikroelektronikk, automatisering og presisjonsteknikk. Er dette nok til å "røre hånden din" til stjernene?
Ikke langt herfra - ett drosjeholdeplass
Overfylt med søte drømmer og stolthet over det menneskelige sinnets prestasjoner, løper leseren allerede for å kjøpe billett på et interstellært skip. Akk, gleden hans er for tidlig. Universet har forberedt sitt skremmende svar på menneskets patetiske forsøk på å nå de nærmeste stjernene.
Hvis du reduserer størrelsen på en stjerne som Solen til størrelsen på en tennisball, vil hele solsystemet passe på Den røde plass. Jordens dimensjoner, i dette tilfellet, vil vanligvis bli redusert til størrelsen på et sandkorn.
Samtidig vil den nærmeste "tennisballen" (Proxima Centauri) ligge midt på Alexanderplatz i Berlin, og litt mer fjern Barnards stjerne - på Piccadilly Circus i London!
Voyager 1 -posisjon 8. februar 2012. Avstand 17 lys timer fra Solen.
De uhyrlige avstandene tviler på selve ideen om interstellare reiser. Den ubemannede stasjonen Voyager 1, som ble lansert i 1977, tok 35 år å krysse solsystemet (sonden gikk utover det 25. august 2012 - den dagen smeltet de siste ekkoene av "solvinden" bak stasjonen akterenden, mens intensitet galaktisk stråling). Det tok 35 år å fly "Den røde plass". Hvor lang tid tar det før Voyager flyr "fra Moskva til London"?
Rundt oss er kvadrillion kilometer med svart avgrunn - har vi en sjanse til å fly til nærmeste stjerne i minst et halvt jordisk århundre?
Jeg sender et skip for deg …
Ingen tvilte om at Daedalus ville ha uhyrlige dimensjoner - bare "nyttelasten" kunne nå hundrevis av tonn. I tillegg til relativt lette astrofysiske instrumenter, detektorer og fjernsynskameraer, er det nødvendig med et ganske stort rom for styring av skipets systemer, et datasenter og, viktigst, et kommunikasjonssystem med jorden ombord på skipet.
Moderne radioteleskoper har en enorm følsomhet: senderen til Voyager 1, som ligger i en avstand på 124 astronomiske enheter (124 ganger lenger fra jorden til solen), har en effekt på bare 23 watt - mindre enn en lyspære i kjøleskapet. Overraskende nok viste dette seg å være nok til å sikre uavbrutt kommunikasjon med enheten i en avstand på 18,5 milliarder kilometer! (en forutsetning - posisjonen til Voyager i verdensrommet er kjent med en nøyaktighet på 200 meter)
Barnards stjerne er 5,96 lysår fra solen - 3000 ganger lenger enn Voyager. I dette tilfellet er det åpenbart ikke mulig å unngå en 23 -watts interceptor - den utrolige avstanden og betydelige feilen ved å bestemme posisjonen til stjerneskipet i rommet vil kreve en strålingsevne på hundrevis av kilowatt. Med alle de påfølgende kravene til dimensjonene til antennen.
Britiske forskere har nevnt en veldig bestemt figur: nyttelasten til Daedalus -romfartøyet (massen i kontrollrommet, vitenskapelige instrumenter og kommunikasjonssystem) vil være omtrent 450 tonn. Til sammenligning har massen til den internasjonale romstasjonen til dags dato oversteg 417 tonn.
Den nødvendige nyttelasten til stjerneskipet er innenfor realistiske grenser. I tillegg, gitt utviklingen innen mikroelektronikk og romteknologi de siste 40 årene, kan dette tallet avta noe.
Motor og drivstoff. Det ekstreme energiforbruket til interstellare reiser blir en sentral barriere for slike ekspedisjoner.
Britiske forskere holdt seg til en enkel logikk: Hvilken av de kjente metodene for å skaffe energi er den mest produktive? Svaret er åpenbart - termonukleær fusjon. Er vi i stand til å lage en stabil "termonukleær reaktor" i dag? Akk, nei, alle forsøk på å lage en "kontrollert termonukleær kjerne" ender med feil. Produksjon? Vi må bruke en eksplosiv reaksjon. Romskipet "Daedalus" blir til "eksplodere" med en pulserende termonukleær rakettmotor.
Teoriprinsippet er enkelt: "mål" fra en frossen blanding av deuterium og helium-3 mates inn i arbeidskammeret. Målet blir oppvarmet av en puls av lasere - en liten termonukleær eksplosjon følger - og voila, frigjøring av energi for å akselerere skipet!
Beregningen viste at for effektiv akselerasjon av Daedalus ville det være nødvendig å produsere 250 eksplosjoner per sekund - derfor må målene mates inn i forbrenningskammeret til en pulserende termonukleær motor med en hastighet på 10 km / s!
Dette er ren fantasi - i virkeligheten er det ikke en enkelt gjennomførbar prøve av en pulserende termonukleær motor. Dessuten gjør motorens unike egenskaper og de høye kravene til pålitelighet (motoren til et stjerneskip må fungere kontinuerlig i 4 år) samtalen om stjerneskipet til en meningsløs historie.
På den annen side er det ikke et eneste element i utformingen av en pulserende termonukleær motor som ikke har blitt testet i praksis - superledende solenoider, lasere med høy effekt, elektronkanoner … alt dette har lenge blitt mestret av industrien og er ofte brakt til masseproduksjon. Vi har en velutviklet teori og rik praktisk utvikling innen plasmafysikk - det er bare å lage en pulsmotor basert på disse systemene.
Den anslåtte massen av romfartøyets struktur (motor, tanker, støttestoler) er 6170 tonn, unntatt drivstoff. I utgangspunktet høres figuren realistisk ut. Ingen tideler av grader og utallige nuller. For å levere en slik mengde metallkonstruksjoner til bane med lav jord, ville det "bare" ta 44 oppskytninger av den mektige Saturn-5-raketten (nyttelast 140 tonn med en lanseringsvekt på 3000 tonn).
Supertungt lanseringskjøretøy H-1, lanseringsvekt 2735 … 2950 tonn
Frem til nå passer disse tallene teoretisk inn i den moderne industriens evner, selv om de krevde en viss utvikling av moderne teknologi. Det er på tide å stille hovedspørsmålet: hva er den nødvendige drivstoffmassen for å akselerere stjerneskipet til 0, 1 lysets hastighet? Svaret høres skremmende og samtidig oppmuntrende ut - 50 000 tonn atombrensel. Til tross for den tilsynelatende usannsynligheten til dette tallet, er det "bare" halvparten av forskyvningen til det amerikanske atomflyskipet. En annen ting er at moderne kosmonautikk ennå ikke er klar til å arbeide med slike omfangsrike strukturer.
Men hovedproblemet var annerledes: Hovedkomponenten i drivstoffet til en pulserende termonukleær motor er den sjeldne og dyre isotopen Helium-3. Det nåværende produksjonsvolumet av helium-3 overstiger ikke 500 kg per år. Samtidig må 30 000 tonn av dette spesifikke stoffet helles i Daedalus -tankene.
Kommentarer er overflødige - det er ikke så mye helium -3 på jorden. "Britiske forskere" (denne gangen kan du fortjent ta uttrykket i anførselstegn) foreslo å bygge "Daedalus" i Jupiters bane og fylle bensin der, og utvinne drivstoff fra det øvre skylaget på den gigantiske planeten.
Ren futurisme multiplisert med absurditet.
Til tross for det generelle skuffende bildet, viste Daedalus -prosjektet at den eksisterende vitenskapelige kunnskapen er tilstrekkelig til å sende en ekspedisjon til de nærmeste stjernene. Problemet ligger i omfanget av arbeidet - vi har arbeidsprøver av "Tokamaks", superledende elektromagneter, kryostater og Dewar -fartøyer under ideelle laboratorieforhold, men vi har absolutt ingen anelse om hvordan deres hypertrofierte kopier som veier hundrevis av tonn vil fungere. Hvordan sikre kontinuerlig drift av disse fantastiske strukturene i mange år - alt dette under de tøffe forholdene i verdensrommet, uten mulighet for reparasjon og vedlikehold av mennesker.
Mens de jobbet med utseendet til stjerneskipet "Daedalus", møtte forskere mange mindre, men ikke mindre viktige problemer. I tillegg til den allerede nevnte tvilen om påliteligheten til den pulserende termonukleære motoren, sto skaperne av det interstellare romfartøyet med problemet med å balansere det gigantiske skipet, dets riktige akselerasjon og orientering i verdensrommet. Det var også positive øyeblikk - i løpet av de 40 årene som har gått siden arbeidet med Daedalus -prosjektet startet, har problemet med det digitale databehandlingskomplekset om bord på skipet blitt løst. Den kolossale fremgangen innen mikroelektronikk, nanoteknologi, fremveksten av stoffer med unike egenskaper - alt dette forenklet betingelsene for å lage et stjerneskip betydelig. Problemet med dypromkommunikasjon ble også løst med hell.
Men til nå er det ikke funnet noen løsning på det klassiske problemet - sikkerheten til en interstellar ekspedisjon. Med en hastighet på 0, 1 av lysets hastighet blir enhver støvflekker et farlig hinder for skipet, og en liten meteoritt på størrelse med en flash -stasjon kan være slutten på hele ekspedisjonen. Med andre ord har skipet alle muligheter for å bli brent opp før det når målet. Teorien foreslår to løsninger: den første "forsvarslinjen" - en beskyttende sky av mikropartikler som holdes av et magnetfelt hundre kilometer foran skipets kurs. Den andre "forsvarslinjen" er et metall-, keramikk- eller komposittskjerm som reflekterer fragmenter av forfallne meteoritter. Hvis alt er mer eller mindre klart om utformingen av skjoldet, vet ikke selv nobelprisvinnerne i fysikk hvordan de i praksis skal implementere en "beskyttende sky av mikropartikler" i betydelig avstand fra skipet. Det er klart at ved hjelp av et magnetfelt, men her er hvordan akkurat …
… skipet seiler i et isete tomrom. Det er 50 år siden han forlot solsystemet og en lang reise strekker seg bak "Daedalus" i seks lysår. Det farlige Kuiper -beltet og den mystiske Oort -skyen har blitt krysset trygt, skjøre instrumenter har motstått strømmen av galaktiske stråler og den grusomme kulden i det åpne rom … Det snart planlagte møtet med Barnards stjernesystem … men hva gjør denne sjansen møte midt i det endeløse stjernehavet lover budbringeren på den fjerne jorden? Nye farer ved å kollidere med store meteoritter? Magnetfelt og dødelige strålingsbelter i nærheten av "running Barnard"? Uventede utbrudd av protruberans? Tiden vil vise … "Daedalus" om to dager vil skynde seg forbi stjernen og forsvinne for alltid i kosmosens storhet.
Daedalus kontra 102-etasjers Empire State Building
Empire State Building, et viktig landemerke i New Yorks skyline. Høyde uten spir 381 m, høyde med spir 441 meter
Daedalus kontra Saturn V supertunge lanseringskjøretøy
Saturn V på lanseringsplaten
