Sinovi in hčere modrega planeta
Vzpnite se navzgor in motite zvezde miru.
Pot do medzvezdnega prostora je vzpostavljena
Za satelite, rakete, znanstvene postaje.
Rus je letel v raketi, Od zgoraj sem videl vso zemljo.
Gagarin je bil prvi v vesolju.
Kako boste?
Leta 1973 je delovna skupina Britanskega medplanetarnega društva začela oblikovati videz medzvezdnega vesoljskega plovila, ki lahko potuje 6 svetlobnih let v brezpilotnem načinu in na kratko raziskuje bližino Barnardove zvezde.
Temeljna razlika med britanskim projektom in deli znanstvene fantastike so bili prvotni pogoji oblikovanja: britanski znanstveniki so se pri svojem delu opirali izključno na resnične tehnologije ali tehnologije bližnje prihodnosti, katerih skorajšnji videz ni dvoma. Fantastična "proti gravitacija", neznana "teleportacija" in "superluminalni motorji" so bili zavrnjeni kot eksotične in zloglasno nemogoče ideje.
V skladu s pogoji projekta so morali razvijalci opustiti celo takrat priljubljen "fotonski motor". Kljub teoretični možnosti obstoja reakcije uničenja snovi, tudi najbolj drzni fiziki, ki redno eksperimentirajo s halucinogenimi kanabinoidi, ne znajo razložiti, kako v praksi shraniti "antimaterijo" in kako zbrati sproščeno energijo.
Projekt je dobil simbolično ime "Daedalus" - v čast istoimenskemu junaku grškega mita, ki mu je uspelo preleteti morje, v nasprotju z Ikarom, ki je letel previsoko.
Avtomatsko medzvezdno vesoljsko plovilo Daedalus je imelo dvostopenjsko zasnovo.
Pomen projekta Daedalus:
Dokaz o možnosti, da je človeštvo ustvarilo vesoljsko plovilo brez posadke za preučevanje zvezdnih sistemov, ki so najbližje Soncu.
Tehnična stran projekta:
Raziskava iz poti preleta Barnardovega zvezdnega sistema (rdeči pritlikavec spektralnega tipa M5V na razdalji 5, 91 svetlobnih let, eden najbližjih Soncu in hkrati "najhitrejša" zvezda v zemeljsko nebo. Pravokotna komponenta hitrosti zvezde na smer pogleda zemeljskega opazovalca je 90 km / s, kar skupaj z relativno "bližnjo" razdaljo spremeni "Letečega Barnarda" v pravi "komet"). Izbor cilja je narekovala teorija o obstoju planetarnega sistema pri Barnardovi zvezdi (teorijo so kasneje ovrgli). V našem času je "referenčna tarča" najbližja Soncu zvezda, Proxima Centauri (razdalja 4, 22 svetlobnih let).
Premikanje Barnardove zvezde na zemeljskem nebu
Pogoji projekta:
Vesoljska ladja brez posadke. Samo realne tehnologije bližnje prihodnosti. Najdaljši čas leta do zvezde je 49 let! V skladu s pogoji projekta Daedalus bi morali tisti, ki so ustvarili medzvezdno ladjo, v življenju izvedeti rezultate misije. Z drugimi besedami, za dosego Barnardove zvezde v 49 letih bi vesoljska ladja potrebovala potovalno hitrost približno 0,1 -kratne hitrosti svetlobe.
Začetni podatki:
Britanski znanstveniki so imeli precej impresiven "sklop" vseh sodobnih dosežkov človeške civilizacije: jedrsko tehnologijo, nenadzorovano termonuklearno reakcijo, laserje, fiziko plazme, vesoljske izstreljevanja ljudi v skoraj zemeljsko orbito,tehnologije za združevanje in izvajanje montažnih del velikih objektov v vesolju, vesoljskih komunikacijskih sistemov velikega dosega, mikroelektronike, avtomatizacije in natančnega inženiringa. Je to dovolj, da se "dotaknete roke" do zvezd?
Nedaleč stran - ena postaja taksija
Preplavljen s sladkimi sanjami in ponosom na dosežke Človeškega uma, bralec že teče kupiti vozovnico na medzvezdni ladji. Žal, njegovo veselje je prezgodnje. Vesolje je pripravilo svoj grozljiv odziv na patetične poskuse ljudi, da bi dosegli najbližje zvezde.
Če velikost zvezde, kot je Sonce, zmanjšate na velikost teniške žogice, bo celoten sončni sistem ustrezal Rdečemu trgu. Dimenzije Zemlje bodo v tem primeru na splošno zmanjšane na velikost zrna peska.
Hkrati bo najbližja »teniška žogica« (Proxima Centauri) ležala sredi Alexanderplatza v Berlinu, malo bolj oddaljena Barnardova zvezda - na Piccadilly Circusu v Londonu!
Voyager 1 položaj 8. februarja 2012. Oddaljenost 17 svetlobnih ur od Sonca.
Pošastne razdalje postavljajo dvom v samo idejo medzvezdnega potovanja. Postaja brez posadke Voyager 1, ki je bila lansirana leta 1977, je potrebovala 35 let, da je prestopila sončni sistem (sonda je 25. avgusta 2012 presegla to mejo - na ta dan so se zadnji odmevi "sončnega vetra" stopili za krmo postaje, medtem ko je intenzivnost galaktičnega sevanja). Letenje na "Rdečem trgu" je trajalo 35 let. Koliko časa bo trajalo, da bo Voyager letel "iz Moskve v London"?
Okrog nas je kvadrilion kilometrov črnega brezna - ali imamo možnost, da čez vsaj pol zemeljskega stoletja odletimo do najbližje zvezde?
Zate bom poslal ladjo …
Nihče ni dvomil, da bi imel Dedal pošastne dimenzije - le "nosilnost" bi lahko dosegla stotine ton. Poleg relativno lahkih astrofizičnih instrumentov, detektorjev in televizijskih kamer je na krovu ladje potreben precej velik predel za nadzor ladijskih sistemov, računalniški center in, kar je najpomembneje, komunikacijski sistem z Zemljo.
Sodobni radijski teleskopi imajo izjemno občutljivost: oddajnik Voyagerja 1, ki se nahaja na razdalji 124 astronomskih enot (124 -krat dlje od Zemlje do Sonca), ima moč le 23 vatov - manj kot žarnica v vašem hladilniku. Presenetljivo se je izkazalo, da je to dovolj za zagotovitev nemotene komunikacije z napravo na razdalji 18,5 milijard kilometrov! (predpogoj - položaj Voyagerja v vesolju je znan z natančnostjo 200 metrov)
Barnardova zvezda je od Sonca 5,96 svetlobnih let - 3000 -krat daljša od Voyagerja. Očitno v tem primeru ni mogoče odmisliti 23 -vatnega prestreznika - za neverjetno razdaljo in veliko napako pri določanju položaja zvezdne ladje v vesolju bo potrebna moč sevanja več sto kilovatov. Z vsemi posledičnimi zahtevami glede dimenzij antene.
Britanski znanstveniki so imenovali zelo določeno številko: koristna obremenitev vesoljskega plovila Daedalus (masa kontrolnega prostora, znanstvenih instrumentov in komunikacijskega sistema) bo okoli 450 ton. Za primerjavo: masa Mednarodne vesoljske postaje je do danes presegla 417 ton.
Zahtevana nosilnost zvezdne ladje je v realnih mejah. Poleg tega se lahko glede na napredek mikroelektronike in vesoljske tehnologije v zadnjih 40 letih ta številka nekoliko zmanjša.
Motor in gorivo. Izjemna poraba energije medzvezdnih potovanj postaja ključna ovira za take odprave.
Britanski znanstveniki so se držali preproste logike: Katera od znanih metod pridobivanja energije je najbolj produktivna? Odgovor je očiten - termonuklearna fuzija. Ali lahko danes ustvarimo stabilen "termonuklearni reaktor"? Žal, ne, vsi poskusi ustvarjanja "nadzorovanega termonuklearnega jedra" se končajo z neuspehom. Izhod? Morali bomo uporabiti eksplozivno reakcijo. Vesoljska ladja "Daedalus" se s impulznim termonuklearnim raketnim motorjem spremeni v "eksplozijo".
Načelo delovanja v teoriji je preprosto: "tarče" iz zamrznjene mešanice devterija in helija-3 se dovajajo v delovno komoro. Cilj segreva impulz laserjev - sledi drobna termonuklearna eksplozija - in, voila, sproščanje energije za pospešitev ladje!
Izračun je pokazal, da bi bilo za učinkovito pospeševanje Daedalusa potrebno proizvesti 250 eksplozij na sekundo - zato je treba cilje dovajati v zgorevalno komoro impulznega termonuklearnega motorja s hitrostjo 10 km / s!
To je čista fantazija - v resnici ni niti enega primernega vzorca impulznega termonuklearnega motorja. Poleg tega edinstvene lastnosti motorja in visoke zahteve po njegovi zanesljivosti (motor zvezdne ladje mora neprekinjeno delovati 4 leta) pretvorijo pogovor o zvezdni ladji v nesmiselno zgodbo.
Po drugi strani pa pri oblikovanju impulznega termonuklearnega motorja ni enega samega elementa, ki v praksi ni bil preizkušen - superprevodni solenoidi, laserji z veliko močjo, elektronske puške … vse to je že dolgo obvladala industrija in je pogosto pripeljali v množično proizvodnjo. Imamo dobro razvito teorijo in bogat praktični razvoj na področju fizike plazme - samo stvar je ustvariti impulzni motor na podlagi teh sistemov.
Ocenjena masa konstrukcije vesoljskega plovila (motor, rezervoarji, nosilne rešetke) je 6170 ton brez goriva. V bistvu se sliši realno. Brez desetin stopinj in neštetih ničel. Za dostavo take količine kovinskih konstrukcij na nizko zemeljsko orbito bi bilo potrebno "le" 44 izstrelkov mogočne rakete Saturn-5 (nosilnost 140 ton z izstrelitveno maso 3000 ton).
Super težka izstrelitvena naprava H-1, izstrelitvena teža 2735 … 2950 ton
Doslej so se te številke teoretično ujemale z zmožnostmi sodobne industrije, čeprav so zahtevale določen razvoj sodobnih tehnologij. Čas je, da postavimo glavno vprašanje: kakšna je potrebna masa goriva za pospešitev zvezdne ladje na 0,1, svetlobne hitrosti? Odgovor zveni zastrašujoče in hkrati spodbudno - 50.000 ton jedrskega goriva. Kljub navidezni neverjetnosti te številke je to "le" polovica izpodrivanja ameriške jedrske letalske ladje. Druga stvar je, da sodobna kozmonavtika še ni pripravljena delati s tako obsežnimi strukturami.
Toda glavni problem je bil drugačen: glavna sestavina goriva za impulzni termonuklearni motor je redek in drag izotop Helij-3. Trenutni obseg proizvodnje helija-3 ne presega 500 kg na leto. Hkrati bo treba v rezervoarje Daedalus vliti 30.000 ton te posebne snovi.
Komentarji so odveč - takšne količine helija -3 na Zemlji ni. "Britanski znanstveniki" (tokrat lahko zasluženo vzamete izraz v narekovajih) so predlagali, da bi v orbiti Jupitra zgradili "Dedal" in ga tam napolnili z gorivom, pri čemer bi črpali gorivo iz zgornje oblačne plasti velikanskega planeta.
Čisti futurizem, pomnožen z absurdom.
Kljub splošni razočarani sliki je projekt Daedalus pokazal, da obstoječe znanstveno znanje zadostuje za pošiljanje odprave na najbližje zvezde. Težava je v obsegu dela - imamo delovne vzorce "tokamakov", superprevodnih elektromagnetov, kriostatov in Dewarjevih posod v idealnih laboratorijskih pogojih, vendar se nam popolnoma ne sanja, kako bodo delovale njihove hipertrofirane kopije, težke več sto ton. Kako zagotoviti neprekinjeno delovanje teh fantastičnih struktur več let - vse to v težkih razmerah vesolja, brez možnosti popravila in vzdrževanja s strani ljudi.
Med delom na videzu zvezdne ladje "Daedalus" so se znanstveniki soočili s številnimi manjšimi, a nič manj pomembnimi težavami. Poleg že omenjenih dvomov o zanesljivosti impulznega termonuklearnega motorja so se ustvarjalci medzvezdnega vesoljskega plovila soočili s problemom uravnoteženja velikanske ladje, njenega pravilnega pospeševanja in orientacije v vesolju. Bili so tudi pozitivni trenutki - v 40 letih, ki so minili od začetka dela na projektu Daedalus, je bil problem z digitalnim računalniškim kompleksom na ladji uspešno rešen. Kolosalni napredek v mikroelektroniki, nanotehnologiji, pojav snovi z edinstvenimi lastnostmi - vse to je bistveno poenostavilo pogoje za ustvarjanje zvezdne ladje. Uspešno je bil rešen tudi problem komunikacije v vesolju.
Toda do zdaj ni bilo mogoče najti rešitve za klasičen problem - varnost medzvezdne odprave. S hitrostjo 0,1 svetlobne hitrosti vsaka zrnca prahu postane nevarna ovira za ladjo, droben meteorit velikosti bliskovnega pogona pa je lahko konec celotne odprave. Z drugimi besedami, ladja ima vse možnosti, da pogore, preden doseže cilj. Teorija predlaga dve rešitvi: prvo "obrambno linijo" - zaščitni oblak mikrodelcev, ki jih magnetno polje drži sto kilometrov pred ladjo. Druga "obrambna črta" je kovinski, keramični ali sestavljeni ščit, ki odraža drobce razpadlih meteoritov. Če je glede zasnove ščita vse bolj ali manj jasno, potem tudi dobitniki Nobelove nagrade za fiziko ne vedo, kako v praksi uresničiti "zaščitni oblak mikrodelcev" na precejšnji razdalji od ladje. Jasno je, da s pomočjo magnetnega polja, ampak tukaj je, kako natančno …
… Ladja pluje v ledeni praznini. Minilo je 50 let, odkar je zapustil sončni sistem, in dolga pot se razteza za "Daedalusom" šest svetlobnih let. Nevarni Kuiperjev pas in skrivnostni Oortov oblak sta bila varno prečkana, krhki instrumenti so zdržali tokove galaktičnih žarkov in kruti mraz odprtega vesolja … Kmalu načrtovani srečanje z Barnardovim zvezdniškim sistemom … toda kakšna je ta priložnost srečanje sredi neskončnega zvezdnega oceana obljublja glasnika oddaljene Zemlje? Nove nevarnosti zaradi trčenja z velikimi meteoriti? Magnetna polja in smrtonosni sevalni pasovi v bližini "teče Barnard"? Nepričakovani izpadi protruberanov? Čas bo pokazal … "Dedal" bo v dveh dneh hitel mimo zvezde in za vedno izginil v prostranosti kozmosa.
Daedalus proti 102-nadstropni Empire State Building
Empire State Building, ključna znamenitost newyorškega obzorja. Višina brez tornja 381 m, višina s konico 441 metrov
Daedalus proti super težki lansirni napravi Saturn V.
Saturn V na izstrelitveni ploščadi
