Sinisen planeetan pojat ja tyttäret
Nouse ylöspäin ja häiritse rauhan tähtiä.
Polku tähtienväliseen avaruuteen on luotu
Satelliiteille, raketteille, tieteellisille asemille.
Venäläinen kaveri lensi raketissa, Näin koko maan ylhäältä.
Gagarin oli ensimmäinen avaruudessa.
Miten voit?
Vuonna 1973 British Interplanetary Societyn työryhmä alkoi suunnitella tähtienvälisen avaruusaluksen ulkonäköä, joka kykenee kulkemaan 6 valovuoden ajan miehittämättömässä tilassa, ja suoritti lyhyen tutkimuksen Barnardin tähden läheisyydestä.
Perusero brittiläisen projektin ja tieteiskirjallisuuden välillä oli alkuperäiset suunnitteluehdot: brittiläiset tutkijat luottivat työssään yksinomaan tosielämän tekniikoihin tai lähitulevaisuuden tekniikoihin, joiden uhkaava ulkonäkö on kiistaton. Fantastiset "painovoiman vastaiset", tuntemattomat "teleportaatiot" ja "superluminaaliset moottorit" hylättiin eksoottisina ja tunnetusti mahdottomina ajatuksina.
Hankkeen ehtojen mukaan kehittäjät joutuivat luopumaan jopa tuolloin suositusta "fotonimoottorista". Huolimatta teoreettisesta mahdollisuudesta aineen tuhoamisreaktion olemassaoloon, eivät edes rohkeimmat fyysikot, jotka kokeilevat säännöllisesti hallusinogeenisia kannabinoideja, eivät pysty selittämään, miten "antimateriaalin" varastointi voidaan toteuttaa käytännössä ja miten vapautettu energia kerätään.
Projekti sai symbolisen nimen "Daedalus" - kreikkalaisen myytin samannimisen sankarin kunniaksi, joka onnistui lentämään meren yli, toisin kuin Icarus, joka lensi liian korkealle.
Daedalus-tähtienvälinen avaruusalus oli kaksivaiheinen.
Daedalus -projektin tarkoitus:
Todiste mahdollisuudesta luoda ihmiskunta miehittämätön avaruusalus tutkimaan Aurinkoa lähimpänä olevia tähtijärjestelmiä.
Projektin tekninen puoli:
Tutkimus Barnardin tähtijärjestelmän (punainen kääpiö, spektrityyppi M5V 5, 91 valovuoden etäisyydellä, yksi lähimmistä auringosta ja samalla "nopein" Tähden nopeuden kohtisuora komponentti maanpäällisen tarkkailijan näköyhteyteen on 90 km / s, mikä yhdessä suhteellisen "lähellä" olevan etäisyyden kanssa muuttaa "Lentävän Barnardin" todelliseksi "komeetaksi"). Kohteen valinta määräytyi Barnardin tähdellä olevan planetaarisen järjestelmän olemassaolon teorian perusteella (teoria kumottiin myöhemmin). Meidän aikanamme "vertailukohde" on aurinkoa lähin tähti, Proxima Centauri (etäisyys 4, 22 valovuotta).
Barnardin tähden siirtäminen maanpäällisellä taivaalla
Hankkeen ehdot:
Miehittämätön avaruusalus. Vain realistisia tekniikoita lähitulevaisuudessa. Pisin lentoaika tähtiin on 49 vuotta! Daedalus -hankkeen ehtojen mukaan tähtienvälisen aluksen luoneiden olisi pitänyt saada selville tehtävän tulokset elämänsä aikana. Toisin sanoen, jotta avaruusalus saavuttaisi Barnardin tähden 49 vuodessa, se tarvitsisi suunnilleen 0,1 -kertaisen valonopeuden.
Lähtötiedot:
Brittiläisillä tiedemiehillä oli melko vaikuttava "joukko" kaikista ihmiskunnan sivilisaation nykyaikaisista saavutuksista: ydinteknologia, hallitsematon ydinreaktio, laserit, plasmafysiikka, miehitetty avaruuslasku maanläheiselle kiertoradalle,teknologioita suurikokoisten esineiden liittämiseksi ja suorittamiseksi ulkoavaruudessa, pitkän kantaman avaruusviestintäjärjestelmiä, mikroelektroniikkaa, automaatiota ja tarkkuustekniikkaa. Riittääkö tämä "koskettamaan kättäsi" tähtiin?
Ei kaukana täältä - yksi taksipysäkki
Lukija on jo täynnä makeita unia ja ylpeyttä ihmismielen saavutuksista ja juoksee jo ostamaan lipun tähtienvälisestä aluksesta. Valitettavasti hänen ilonsa on ennenaikaista. Maailmankaikkeus on valmistanut kauhistuttavan vastauksensa ihmisten säälittäviin yrityksiin saavuttaa lähimmät tähdet.
Jos pienennät auringon kaltaisen tähden koon tennispallon kokoiseksi, koko aurinkokunta mahtuu Punaiselle torille. Maan mitat, tässä tapauksessa, yleensä pienennetään hiekanjyvän kokoon.
Samaan aikaan lähin "tennispallo" (Proxima Centauri) sijaitsee Berliinin Alexanderplatzin keskellä ja hieman kauempana Barnardin tähti - Piccadilly Circusilla Lontoossa!
Voyager 1 -asema 8. helmikuuta 2012. Etäisyys 17 valotuntia auringosta.
Hirveät etäisyydet asettavat epäilykseen tähtienvälisen matkan idean. Miehittämätön Voyager 1 -asema, joka käynnistettiin vuonna 1977, kesti 35 vuotta aurinkokunnan ylittämiseen (luotain meni sen ulkopuolelle 25. elokuuta 2012 - sinä päivänä viimeiset "aurinkotuulen" kaiut sulasivat aseman perässä, kun taas voimakkuuden galaktista säteilyä). Punaisen torin lentäminen kesti 35 vuotta. Kuinka kauan kestää, että Voyager lentää Moskovasta Lontooseen?
Ympärillämme on neljä miljardia kilometriä mustaa kuilua - onko meillä mahdollisuus lentää lähimpään tähtiin vähintään puolen maallisen vuosisadan aikana?
Lähetän sinulle laivan …
Kukaan ei epäillyt, että Daedalusilla olisi hirvittävät mitat - vain "hyötykuorma" voisi nousta satoihin tonneihin. Suhteellisen kevyiden astrofyysisten instrumenttien, ilmaisimien ja televisiokameroiden lisäksi aluksella tarvitaan melko suuri osasto aluksen järjestelmien ohjaamiseen, tietokonekeskus ja mikä tärkeintä, viestintäjärjestelmä maan kanssa.
Nykyaikaisilla radioteleskoopeilla on valtava herkkyys: Voyager 1 -lähettimen, joka sijaitsee 124 tähtitieteellisen yksikön etäisyydellä (124 kertaa kauempana maasta aurinkoon), teho on vain 23 wattia - vähemmän kuin hehkulamppu jääkaapissasi. Yllättäen tämä osoittautui riittäväksi varmistamaan keskeytymätön yhteys laitteen kanssa 18,5 miljardin kilometrin etäisyydellä! (edellytys - Voyagerin sijainti avaruudessa tiedetään 200 metrin tarkkuudella)
Barnardin tähti on 5,96 valovuoden päässä Auringosta - 3000 kertaa kauempana kuin Voyager. On selvää, että tässä tapauksessa 23 watin sieppaajaa ei voida luopua - uskomaton etäisyys ja merkittävä virhe tähtialuksen sijainnin määrittämisessä avaruudessa vaativat satojen kilowattien säteilytehon. Kaikki antennin mittoja koskevat vaatimukset.
Brittiläiset tiedemiehet ovat nimenneet erittäin varman luvun: Daedalus -avaruusaluksen hyötykuorma (ohjausosaston, tieteellisten instrumenttien ja viestintäjärjestelmän massa) on noin 450 tonnia. Vertailun vuoksi kansainvälisen avaruusaseman massa on tähän mennessä ylittänyt 417 tonnia.
Tähtialuksen vaadittu hyötykuorma on realistisissa rajoissa. Lisäksi kun otetaan huomioon mikroelektroniikan ja avaruusteknologian edistyminen viimeisten 40 vuoden aikana, tämä luku voi laskea hieman.
Moottori ja polttoaine. Tähtienvälisten matkojen äärimmäisestä energiankulutuksesta on tulossa keskeinen este tällaisille retkille.
Brittiläiset tiedemiehet noudattivat yksinkertaista logiikkaa: Mikä tunnetuista menetelmistä energian saamiseksi on tuottavin? Vastaus on ilmeinen - ydinfuusio. Pystymmekö luomaan vakaan "ydinreaktorin" tänään? Valitettavasti ei, kaikki yritykset luoda "hallittu ydinydin" päättyvät epäonnistumiseen. Lähtö? Meidän on käytettävä räjähtävää reaktiota. Avaruusalus "Daedalus" muuttuu "räjähtäväksi" pulssi -ydinvoimarakettimoottorilla.
Toimintaperiaate teoriassa on yksinkertainen: "kohteet" deuteriumin ja helium-3: n jäädytetystä seoksesta syötetään työkammioon. Tavoite kuumenee lasersäteellä - seuraa pieni lämpöydinräjähdys - ja voila, energian vapautuminen aluksen kiihdyttämiseksi!
Laskelma osoitti, että Daedaluksen tehokkaan kiihtyvyyden saavuttamiseksi on välttämätöntä tuottaa 250 räjähdystä sekunnissa - siksi kohteet on syötettävä pulssitason ydinmoottorin polttokammioon nopeudella 10 km / s!
Tämä on puhdasta fantasiaa - todellisuudessa ei ole yhtä toimivaa näytettä pulssi -ydinmoottorista. Lisäksi moottorin ainutlaatuiset ominaisuudet ja sen luotettavuutta koskevat suuret vaatimukset (tähtilaivan moottorin on toimittava jatkuvasti 4 vuoden ajan) muuttavat keskustelun tähtialuksesta merkityksettömäksi tarinaksi.
Toisaalta pulssi -ydinmoottorin suunnittelussa ei ole yhtä elementtiä, jota ei ole käytännössä testattu - suprajohtavat solenoidit, suuritehoiset laserit, elektronipistoolit … kaikki tämä on jo pitkään hallittu teollisuudessa ja usein tuotettu massatuotantoon. Meillä on hyvin kehittynyt teoria ja runsaasti käytännön kehitystä plasmafysiikan alalla - kyse on vain pulssimoottorin luomisesta näihin järjestelmiin.
Avaruusaluksen rakenteen (moottori, säiliöt, tukiristikot) arvioitu massa on 6170 tonnia ilman polttoainetta. Pohjimmiltaan luku kuulostaa realistiselta. Ei kymmenyksiä astetta ja lukemattomia nollia. Tällaisen määrän metallirakenteiden toimittamiseksi matalan maan kiertoradalle tarvittaisiin "vain" 44 laukaisua mahtavasta Saturn-5-raketista (hyötykuorma 140 tonnia ja laukaisupaino 3000 tonnia).
Erittäin raskas kantoraketti H-1, laukaisupaino 2735 … 2950 tonnia
Tähän asti nämä luvut sopivat teoriassa nykyaikaisen teollisuuden kykyihin, vaikka ne vaativat jonkin verran nykyaikaisen teknologian kehittämistä. On aika kysyä pääkysymys: mikä on tarvittava polttoainemäärä kiihdyttämään tähtialuksen 0, 1 valonnopeuteen? Vastaus kuulostaa pelottavalta ja samalla rohkaisevalta - 50000 tonnia ydinpolttoainetta. Huolimatta tämän luvun näennäiseltä epätodennäköisyydeltä, se on "vain" puolet amerikkalaisen ydinkoneen kuljettimesta. Toinen asia on, että nykyaikainen kosmonautia ei ole vielä valmis työskentelemään tällaisten suurikokoisten rakenteiden kanssa.
Mutta pääongelma oli erilainen: pulssi-ydinmoottorin polttoaineen pääkomponentti on harvinainen ja kallis isotooppi Helium-3. Helium-3: n nykyinen tuotantomäärä ei ylitä 500 kg vuodessa. Samaan aikaan 30000 tonnia tätä ainetta on kaadettava Daedalus -säiliöihin.
Kommentit ovat tarpeettomia - maapallolla ei ole sellaista määrää helium -3: ta. "Brittiläiset tiedemiehet" (tällä kertaa voit ansaita ilmaisun lainausmerkeissä) ehdottivat "Daedaluksen" rakentamista Jupiterin kiertoradalle ja tankkaamista siellä ja polttoaineen ottamista jättiläisplaneetan ylemmästä pilvikerroksesta.
Puhdas futurismi kerrottuna järjettömyydellä.
Yleisestä pettymyksestä huolimatta Daedalus -projekti osoitti, että olemassa oleva tieteellinen tieto riittää lähettämään tutkimusretken lähimpiin tähtiin. Ongelma on työn laajuudessa - meillä on toimivia näytteitä "Tokamaksista", suprajohtavista sähkömagneeteista, kryostaateista ja Dewar -astioista ihanteellisissa laboratorio -olosuhteissa, mutta meillä ei ole aavistustakaan kuinka niiden satoja tonneja painavat hypertrofioidut kopiot toimivat. Kuinka varmistaa näiden fantastisten rakenteiden jatkuva toiminta monien vuosien ajan - kaikki tämä ulkoavaruuden ankarissa olosuhteissa ilman mahdollisuutta korjata ja huoltaa ihmisiä.
Työskennellessään tähtialuksen "Daedalus" ulkonäön parissa tutkijat kohtasivat monia pieniä, mutta yhtä tärkeitä ongelmia. Jo mainittujen epäilyjen lisäksi pulssi -ydinmoottorin luotettavuudesta tähtienvälisen avaruusaluksen luojat kohtasivat jättialuksen tasapainottamisen, sen oikean kiihtyvyyden ja avaruudessa suuntautumisen ongelman. Oli myös myönteisiä hetkiä - Daedalus -projektin aloittamisesta kuluneen 40 vuoden aikana aluksen digitaalisen tietojenkäsittelykompleksin ongelma on ratkaistu onnistuneesti. Mikroelektroniikan, nanoteknologian valtava edistysaskel, ainutlaatuisten ominaisuuksien omaavien aineiden ilmaantuminen - kaikki tämä yksinkertaisti merkittävästi tähtialuksen luomisen edellytyksiä. Myös syvän avaruuden viestinnän ongelma ratkaistiin onnistuneesti.
Mutta tähän asti ratkaisua klassiseen ongelmaan - tähtienvälisen tutkimusmatkan turvallisuuteen - ei ole löydetty. Nopeudella 0, 1 valon nopeudesta mistä tahansa pölystä tulee vaarallinen este alukselle, ja pieni flash -aseman kokoinen meteoriitti voi olla koko retkikunnan loppu. Toisin sanoen aluksella on kaikki mahdollisuudet polttaa ennen kuin se saavuttaa tavoitteensa. Teoria ehdottaa kahta ratkaisua: ensimmäinen "puolustuslinja" - suojaava pilvi mikrohiukkasia, joita magneettikenttä pitää sata kilometriä ennen aluksen kurssia. Toinen "puolustuslinja" on metalli-, keraaminen tai komposiittisuoja, joka heijastaa hajoavien meteoriittien palasia. Jos kaikki on enemmän tai vähemmän selvää kilven suunnittelusta, niin edes fysiikan Nobel -palkinnon saajat eivät tiedä kuinka toteuttaa käytännössä "suojaavaa mikrohiukkasten pilveä" huomattavalla etäisyydellä aluksesta. On selvää, että magneettikentän avulla, mutta tässä on kuinka …
… Alus purjehtii jäässä. On kulunut 50 vuotta siitä, kun hän lähti aurinkokunnasta, ja pitkä matka ulottuu "Daedaluksen" taakse kuuden valovuoden ajan. Vaarallinen Kuiper -vyö ja salaperäinen Oort -pilvi on ylitetty turvallisesti, hauraat instrumentit ovat kestäneet galaktisten säteiden virtaa ja avaruuden julmaa pakkasta … Pian suunniteltu tapaaminen Barnardin tähtijärjestelmän kanssa … mutta mitä tämä mahdollisuus tekee tapaaminen loputtoman tähtien valtameren keskellä lupaa kaukaisen maan lähettilään? Uusia vaaroja törmäyksessä suuriin meteoriitteihin? Magneettikentät ja tappavat säteilyvyöt "juoksevan Barnardin" läheisyydessä? Odottamaton protruberaanien puhkeaminen? Aika näyttää … "Daedalus" parissa päivässä kiiruhtaa tähtien ohi ja katoaa ikuisesti maailmankaikkeuden laajuuteen.
Daedalus vastaan 102-kerroksinen Empire State Building
Empire State Building, New Yorkin horisontin keskeinen maamerkki. Korkeus ilman tornia 381 m, korkeus piikin kanssa 441 metriä
Daedalus vastaan Saturn V: n superraskas kantoraketti
Saturn V laukaisualustalla
