Synovia a dcéry modrej planéty
Stúpajte hore a vyrušujte hviezdy mieru.
Cesta do medzihviezdneho priestoru bola stanovená
Pre satelity, rakety, vedecké stanice.
Rusák lietal v rakete, Videl som zhora celú Zem.
Gagarin bol prvý vo vesmíre.
Ako sa budeš mať
V roku 1973 začala pracovná skupina Britskej medziplanetárnej spoločnosti navrhovať vzhľad medzihviezdnej kozmickej lode, ktorá dokáže cestovať 6 svetelných rokov bez posádky, a vykonať krátky prieskum okolia Barnardovej hviezdy.
Zásadným rozdielom medzi britským projektom a dielami sci-fi boli pôvodné podmienky návrhu: Britskí vedci sa pri svojej práci spoliehali výlučne na technológie alebo technológie blízkej budúcnosti v reálnom živote, o ktorých bezprostrednom vzhľade je nepochybné. Fantastické „antigravitačné“, neznáme „teleportácie“a „nadsvetelné motory“boli odmietnuté ako exotické a notoricky nemožné nápady.
Podľa podmienok projektu museli vývojári opustiť aj vtedy populárny „fotónový motor“. Napriek teoretickej možnosti existencie reakcie na zničenie látky ani tí najtrúfalejší fyzici, ktorí pravidelne experimentujú s halucinogénnymi kanabinoidmi, nedokážu vysvetliť, ako zaviesť ukladanie „antihmoty“do praxe a ako zbierať uvoľnenú energiu.
Projekt dostal symbolické meno „Daedalus“- na počesť rovnomenného hrdinu gréckeho mýtu, ktorému sa podarilo preletieť nad morom, na rozdiel od Ikara, ktorý letel príliš vysoko.
Medzihviezdna automatická kozmická loď Daedalus mala dvojstupňový dizajn.
Význam projektu Daedalus:
Dôkaz o možnosti vytvorenia bezpilotnej kozmickej lode ľudstvom na štúdium hviezdnych systémov najbližších k Slnku.
Technická stránka projektu:
Vyšetrovanie preletovej dráhy Barnardovho hviezdneho systému (červený trpaslík spektrálneho typu M5V vo vzdialenosti 5 91 svetelných rokov, jeden z najbližších k Slnku a zároveň „najrýchlejší“z hviezd v zemská obloha. Kolmá zložka rýchlosti hviezdy na smer pohľadu pozemského pozorovateľa je 90 km / s, čo v spojení s relatívne „blízkou“vzdialenosťou zmení „Flying Barnard“na skutočnú „kométu“). Voľba cieľa bola diktovaná teóriou existencie planetárneho systému pri Barnardovej hviezde (teória bola neskôr vyvrátená). V našej dobe je „referenčným cieľom“najbližšia hviezda k Slnku Proxima Centauri (vzdialenosť 4, 22 svetelných rokov).
Pohybujúca sa Barnardova hviezda v pozemskom nebi
Podmienky projektu:
Vesmírna loď bez posádky. Iba realistické technológie blízkej budúcnosti. Maximálny čas letu k hviezde je 49 rokov! Podľa podmienok projektu Daedalus tí, ktorí vytvorili medzihviezdnu loď, mali byť schopní zistiť výsledky misie počas svojho života. Inými slovami, na dosiahnutie Barnardovej hviezdy za 49 rokov by vesmírna loď potrebovala cestovnú rýchlosť rádovo 0,1 -násobku rýchlosti svetla.
Počiatočné údaje:
Britskí vedci mali dosť pôsobivý „súbor“všetkých moderných výdobytkov ľudskej civilizácie: jadrovú technológiu, nekontrolovanú termonukleárnu reakciu, lasery, fyziku plazmy, vesmírne lety s posádkou na obežnú dráhu Zeme,technológie na spájanie a vykonávanie montážnych prác veľkých objektov vo vesmíre, vesmírnych komunikačných systémov na veľké vzdialenosti, mikroelektroniky, automatizácie a presného inžinierstva. Stačí to „dotknúť sa ruky“hviezd?
Neďaleko odtiaľto - jedna zastávka taxíka
Čitateľ preplnený sladkými snami a hrdosťou na úspechy ľudskej mysle už beží a kupuje si lístok na medzihviezdnu loď. Bohužiaľ, jeho radosť je predčasná. Vesmír pripravil svoju desivú odpoveď na úbohé pokusy ľudí dostať sa k najbližším hviezdam.
Ak zmenšíte veľkosť hviezdy ako Slnko na veľkosť tenisovej loptičky, celá slnečná sústava sa zmestí na Červené námestie. Rozmery Zeme sa v tomto prípade spravidla zmenšia na veľkosť zrnka piesku.
Zároveň bude najbližšia „tenisová loptička“(Proxima Centauri) ležať uprostred berlínskeho námestia Alexanderplatz a o niečo vzdialenejšia Barnardova hviezda - na londýnskom Piccadilly Circus!
Poloha sondy Voyager 1 8. februára 2012. Vzdialenosť 17 svetelných hodín od Slnka.
Obrovské vzdialenosti spochybňujú samotnú myšlienku medzihviezdneho cestovania. Bezpilotnej stanici Voyager 1, spustenej v roku 1977, trvalo 35 rokov, kým prešla slnečnou sústavou (sonda ju prekročila 25. augusta 2012 - v ten deň sa za zádi stanice roztopili posledné ozveny „slnečného vetra“, pričom intenzita galaktického žiarenia). Let na „Červené námestie“trval 35 rokov. Ako dlho bude lietať Voyageru „z Moskvy do Londýna“?
Okolo nás je štyri milióny kilometrov čiernej priepasti - máme šancu letieť k najbližšej hviezde najmenej v polovici pozemského storočia?
Pošlem vám loď …
Nikto nepochyboval, že Daedalus bude mať obludné rozmery - iba „užitočné zaťaženie“mohlo dosiahnuť stovky ton. Okrem pomerne ľahkých astrofyzikálnych prístrojov, detektorov a televíznych kamier je na palube lode potrebný pomerne veľký priestor na ovládanie lodných systémov, výpočtové stredisko a hlavne komunikačný systém so Zemou.
Moderné rádioteleskopy majú obrovskú citlivosť: vysielač sondy Voyager 1, umiestnený vo vzdialenosti 124 astronomických jednotiek (124 -krát ďalej od Zeme k Slnku), má výkon iba 23 wattov - menej ako žiarovka vo vašej chladničke. Na prekvapenie sa ukázalo, že to stačilo na zabezpečenie nepretržitej komunikácie so zariadením na vzdialenosť 18,5 miliardy kilometrov! (predpoklad - poloha sondy Voyager vo vesmíre je známa s presnosťou 200 metrov)
Barnardova hviezda je od Slnka 5,96 svetelného roka - 3 000 -krát ďalej ako Voyager. V tomto prípade nie je možné upustiť od 23 -wattového interceptora - neuveriteľná vzdialenosť a významná chyba pri určovaní polohy hviezdnej lode vo vesmíre si budú vyžadovať radiačnú silu stoviek kilowattov. So všetkými nasledujúcimi požiadavkami na rozmery antény.
Britskí vedci pomenovali veľmi presný údaj: užitočné zaťaženie kozmickej lode Daedalus (hmotnosť riadiaceho oddelenia, vedeckých prístrojov a komunikačného systému) bude asi 450 ton. Na porovnanie, hmotnosť Medzinárodnej vesmírnej stanice k dnešnému dňu presiahla 417 ton.
Požadované užitočné zaťaženie hviezdnej lode je v realistických medziach. Navyše, vzhľadom na pokrok v mikroelektronike a vesmírnych technológiách za posledných 40 rokov sa tento údaj môže mierne znížiť.
Motor a palivo. Extrémna spotreba energie medzihviezdneho cestovania sa stáva kľúčovou prekážkou takýchto expedícií.
Britskí vedci sa držali jednoduchej logiky: Ktorá zo známych metód získavania energie je najproduktívnejšia? Odpoveď je zrejmá - termonukleárna fúzia. Sme schopní dnes vytvoriť stabilný „termonukleárny reaktor“? Žiaľ, nie, všetky pokusy o vytvorenie „riadeného termonukleárneho jadra“sa skončia neúspechom. Výkon? Budeme musieť použiť výbušnú reakciu. Vesmírna loď „Daedalus“sa pomocou pulzného termonukleárneho raketového motora zmení na „výbuch“.
Princíp činnosti je teoreticky jednoduchý: „ciele“zo zmrazenej zmesi deutéria a hélia-3 sa zavádzajú do pracovnej komory. Cieľ sa zahrieva pulzom laserov - nasleduje malý termonukleárny výbuch - a, voilá, uvoľnenie energie na urýchlenie lode!
Výpočet ukázal, že na účinné zrýchlenie Daedalu by bolo potrebné vyrobiť 250 výbuchov za sekundu - ciele sa preto musia privádzať do spaľovacej komory pulzného termonukleárneho motora rýchlosťou 10 km / s!
Toto je čistá fantázia - v skutočnosti neexistuje ani jedna funkčná vzorka impulzného termonukleárneho motora. Jedinečné vlastnosti motora a vysoké požiadavky na spoľahlivosť (motor hviezdnej lode musí nepretržite fungovať 4 roky) navyše premieňajú rozhovor o hviezdnej lodi na nezmyselný príbeh.
Na druhej strane v konštrukcii impulzného termonukleárneho motora nie je ani jeden prvok, ktorý by nebol v praxi testovaný - supravodivé solenoidy, vysokovýkonné lasery, elektrónové delá … to všetko priemysel už dávno zvláda a je často uvádzané do sériovej výroby. Máme rozvinutú teóriu a bohatý praktický vývoj v oblasti fyziky plazmy - ide len o to, vytvoriť pulzný motor založený na týchto systémoch.
Odhadovaná hmotnosť konštrukcie kozmickej lode (motor, nádrže, nosné väzníky) je 6170 ton, bez paliva. V zásade postava znie realisticky. Žiadne desatiny stupňov a nespočetné nuly. Na dodanie takého množstva kovových štruktúr na obežnú dráhu Zeme by bolo potrebných „iba“44 štartov mocnej rakety Saturn-5 (užitočné zaťaženie 140 ton s hmotnosťou štartu 3000 ton).
Superťažká nosná raketa H-1, nosná hmotnosť 2735 … 2950 ton
Doteraz tieto údaje teoreticky zapadali do schopností moderného priemyslu, aj keď vyžadovali určitý rozvoj moderných technológií. Je načase položiť si hlavnú otázku: aká je potrebná hmotnosť paliva na zrýchlenie vesmírnej lode na 0, 1 rýchlosť svetla? Odpoveď znie desivo a zároveň povzbudivo - 50 000 ton jadrového paliva. Napriek zdanlivej nepravdepodobnosti tohto obrázku je to „len“polovica výtlaku americkej jadrovej lietadlovej lode. Ďalšou vecou je, že moderná kozmonautika ešte nie je pripravená pracovať s takýmito objemnými štruktúrami.
Hlavný problém bol však iný: hlavnou zložkou paliva pre pulzný termonukleárny motor je vzácny a drahý izotop Helium-3. Súčasný objem výroby hélia-3 nepresahuje 500 kg za rok. Súčasne bude potrebné do nádrží Daedalus naliať 30 000 ton tejto špecifickej látky.
Pripomienky sú nadbytočné - na Zemi nie je také množstvo hélia -3. „Britskí vedci“(tentoraz si môžete zaslúžene vziať výraz v úvodzovkách) navrhli postaviť „Daedalus“na obežnej dráhe Jupitera a doplniť palivo tam, extrahovaním paliva z hornej oblačnej vrstvy obrej planéty.
Čistý futurizmus znásobený absurditou.
Napriek celkovému neuspokojivému obrazu projekt Daedalus ukázal, že existujúce vedecké poznatky sú dostatočné na vyslanie expedície k najbližším hviezdam. Problém spočíva v rozsahu práce - máme k dispozícii pracovné vzorky „Tokamakov“, supravodivých elektromagnetov, kryostatov a Dewarových nádob v ideálnych laboratórnych podmienkach, ale absolútne netušíme, ako budú fungovať ich hypertrofované kópie vážiace stovky ton. Ako zabezpečiť nepretržitú prevádzku týchto fantastických štruktúr po mnoho rokov - to všetko v drsných podmienkach vesmíru, bez akejkoľvek možnosti opravy a údržby ľuďmi.
Pri práci na vzhľade hviezdnej lode „Daedalus“vedci čelili mnohým menším, ale nemenej dôležitým problémom. Okrem už spomínaných pochybností o spoľahlivosti pulzného termonukleárneho motora stáli tvorcovia medzihviezdnej kozmickej lode aj s problémom vyváženia obrovskej lode, jej správneho zrýchlenia a orientácie v priestore. Vyskytli sa aj pozitívne momenty - za 40 rokov, ktoré uplynuli od začiatku prác na projekte Daedalus, bol problém s komplexom digitálnych počítačov na palube lode úspešne vyriešený. Kolosálny pokrok v mikroelektronike, nanotechnológiách, vznik látok s unikátnymi vlastnosťami - to všetko výrazne zjednodušilo podmienky pre vytvorenie hviezdnej lode. Tiež bol úspešne vyriešený problém komunikácie v hlbokom vesmíre.
Ale až doteraz sa nenašlo riešenie klasického problému - bezpečnosť medzihviezdnej expedície. Pri rýchlosti 0, 1 rýchlosti svetla sa akákoľvek čiastočka prachu stane pre loď nebezpečnou prekážkou a malý meteorit veľkosti flash disku môže byť koncom celej expedície. Inými slovami, loď má každú šancu, že sa spáli, než dosiahne svoj cieľ. Teória navrhuje dve riešenia: prvú „obrannú líniu“- ochranný oblak mikročastíc držaný magnetickým poľom sto kilometrov pred kurzom lode. Druhá „obranná línia“je kovový, keramický alebo kompozitný štít, ktorý odráža fragmenty rozpadnutých meteoritov. Ak je ohľadom konštrukcie štítu všetko viac -menej jasné, potom ani nositelia Nobelovej ceny za fyziku nevedia, ako v praxi implementovať „ochranný oblak mikročastíc“v značnej vzdialenosti od lode. Je zrejmé, že pomocou magnetického poľa, ale takto presne …
… Loď sa plaví v ľadovej prázdnote. Je to už 50 rokov, čo opustil slnečnú sústavu a za „Daedalom“sa tiahne dlhá cesta šesť svetelných rokov. Nebezpečný Kuiperov pás a tajomný Oortov mrak boli bezpečne prekročené, krehké prístroje odolali prúdom galaktických lúčov a krutému chladu otvoreného vesmíru … Čoskoro plánované stretnutie s Barnardovým hviezdnym systémom … ale akú má túto šancu šancu stretnutie uprostred nekonečného hviezdneho oceánu sľubuje posol vzdialenej Zeme? Nové nebezpečenstvo zrážky s veľkými meteoritmi? Magnetické polia a smrtiace radiačné pásy v okolí „bežiaceho Barnarda“? Neočakávané výbuchy protruberanov? Čas ukáže … „Daedalus“za dva dni sa rúti okolo hviezdy a navždy zmizne v rozľahlosti vesmíru.
Daedalus verzus 102-poschodová Empire State Building
Empire State Building, kľúčový medzník v panoráme New Yorku. Výška bez veže 381 m, výška s vežou 441 metrov
Daedalus verzus superťažká nosná raketa Saturn V.
Saturn V na štartovacej ploche
