Sønner og døtre på den blå planet
Svæve opad og forstyrre fredens stjerner.
Stien til det interstellare rum er etableret
Til satellitter, raketter, videnskabelige stationer.
En russisk fyr fløj i en raket, Jeg så hele jorden ovenfra.
Gagarin var den første i rummet.
Hvordan vil du have det?
I 1973 begyndte en arbejdsgruppe fra British Interplanetary Society at designe udseendet af et interstellært rumskib, der var i stand til at rejse 6 lysår i ubemandet tilstand og foretage en kort udforskning af nærheden af Barnard's Star.
Den grundlæggende forskel mellem det britiske projekt og science fiction-værkerne var de originale designbetingelser: Britiske forskere i deres arbejde udelukkende stolede på virkelige teknologier eller teknologier i den nærmeste fremtid, hvis forestående udseende er uden tvivl. Fantastiske "anti-tyngdekraft", ukendte "teleportationer" og "superluminalmotorer" blev afvist som eksotiske og notorisk umulige ideer.
I henhold til betingelserne for projektet måtte udviklerne opgive selv den dengang populære "fotonmotor". På trods af den teoretiske mulighed for eksistensen af en substansudslettelsesreaktion er selv de mest vovede fysikere, der regelmæssigt eksperimenterer med hallucinogene cannabinoider, ikke i stand til at forklare, hvordan man kan omsætte lagring af "antimateriale" og hvordan man opsamler den frigivne energi.
Projektet modtog det symbolske navn "Daedalus" - til ære for den græske mytes samme navn, som formåede at flyve over havet, i modsætning til Icarus, der fløj for højt.
Daedalus automatiske interstellare rumfartøj havde et to-trins design.
Betydningen af Daedalus -projektet:
Bevis for muligheden for, at menneskeheden skabte et ubemandet rumfartøj til undersøgelse af stjernesystemerne tættest på Solen.
Teknisk side af projektet:
Undersøgelse fra flybybanen for Barnards stjernesystem (en rød dværg af spektral type M5V i en afstand af 5, 91 lysår, en af de nærmeste til Solen og på samme tid den "hurtigste" af stjernerne i Jordens himmel. Den vinkelrette komponent af stjernens hastighed i forhold til den terrestriske observatørs synsretning er 90 km / s, hvilket sammen med en relativt "tæt" afstand gør "Flying Barnard" til en rigtig "komet"). Valget af målet blev dikteret af teorien om eksistensen af et planetsystem ved Barnards stjerne (teorien blev senere tilbagevist). I vores tid er "referencemål" den nærmeste stjerne til Solen, Proxima Centauri (afstand 4, 22 lysår).
Flytter Barnards stjerne i den jordiske himmel
Projektbetingelser:
Ubemandet rumskib. Kun realistiske teknologier i den nærmeste fremtid. Den maksimale flyvetid til stjernen er 49 år! Ifølge betingelserne i Project Daedalus skulle de, der skabte det interstellare skib, have kunnet finde ud af resultaterne af missionen i løbet af deres levetid. Med andre ord, for at nå Barnards stjerne om 49 år, ville rumskibet have brug for en krydshastighed i størrelsesordenen 0,1 gange lysets hastighed.
Indledende data:
Britiske forskere havde et temmelig imponerende "sæt" af alle moderne præstationer inden for den menneskelige civilisation: atomteknologi, ukontrolleret termonuklear reaktion, lasere, plasmafysik, bemandede rumskydninger i jordbaner,teknologier til sammenføjning og udførelse af montagearbejde af store objekter i det ydre rum, langdistance-rumkommunikationssystemer, mikroelektronik, automatisering og præcisionsteknik. Er dette nok til at "røre din hånd" til stjernerne?
Ikke langt herfra - et taxastop
Overfyldt med søde drømme og stolthed over det menneskelige sinds præstationer løber læseren allerede efter at købe en billet på et interstellært skib. Ak, hans glæde er for tidlig. Universet har forberedt sit frygtindgydende svar på menneskets patetiske forsøg på at nå de nærmeste stjerner.
Hvis du reducerer størrelsen på en stjerne som Solen til størrelsen af en tennisbold, passer hele solsystemet på Den Røde Plads. Jordens dimensioner vil i dette tilfælde generelt blive reduceret til størrelsen af et sandkorn.
Samtidig vil den nærmeste "tennisbold" (Proxima Centauri) ligge midt på Alexanderplatz i Berlin, og lidt mere fjern Barnards stjerne - på Piccadilly Circus i London!
Voyager 1 -position den 8. februar 2012. Afstand 17 lys timer fra Solen.
De uhyrlige afstande sætter tvivl om selve tanken om interstellare rejser. Den ubemandede station Voyager 1, der blev lanceret i 1977, tog 35 år at krydse solsystemet (sonden gik ud over det den 25. august 2012 - den dag smeltede de sidste ekkoer af "solvinden" bag stationens agterstavn, mens intensitet galaktisk stråling). Det tog 35 år at flyve "Den Røde Plads". Hvor lang tid vil det tage for Voyager at flyve "fra Moskva til London"?
Omkring os er kvadrillion kilometer sort afgrund - har vi en chance for at flyve til den nærmeste stjerne i mindst et halvt jordisk århundrede?
Jeg sender et skib til dig …
Ingen tvivlede på, at Daedalus ville have uhyrlige dimensioner - kun "nyttelasten" kunne nå hundredvis af tons. Ud over forholdsvis lette astrofysiske instrumenter, detektorer og fjernsynskameraer er der brug for et ret stort rum til styring af skibets systemer, et computecenter og vigtigst af alt et kommunikationssystem med Jorden ombord på skibet.
Moderne radioteleskoper har en enorm følsomhed: senderen til Voyager 1, der ligger i en afstand af 124 astronomiske enheder (124 gange længere fra jorden til solen), har en effekt på kun 23 watt - mindre end en pære i dit køleskab. Overraskende nok viste dette sig at være nok til at sikre uafbrudt kommunikation med enheden i en afstand på 18,5 milliarder kilometer! (en forudsætning - Voyagers position i rummet er kendt med en nøjagtighed på 200 meter)
Barnards stjerne er 5,96 lysår fra solen - 3.000 gange længere end Voyager. Det er klart, at der i dette tilfælde ikke kan undværes en 23 -watts interceptor - den utrolige afstand og betydelige fejl ved bestemmelse af stjerneskibets position i rummet vil kræve en strålingsevne på hundredvis af kilowatt. Med alle de efterfølgende krav til antennens dimensioner.
Britiske forskere har navngivet en meget bestemt figur: nyttelasten til Daedalus -rumfartøjet (kontrolrummets masse, videnskabelige instrumenter og kommunikationssystem) vil være omkring 450 tons. Til sammenligning har massen af den internationale rumstation til dato oversteg 417 tons.
Den krævede nyttelast af stjerneskibet er inden for realistiske grænser. I betragtning af fremskridtene inden for mikroelektronik og rumteknologi i løbet af de sidste 40 år kan dette tal falde en smule.
Motor og brændstof. Det ekstreme energiforbrug ved interstellare rejser er ved at blive en vigtig barriere for sådanne ekspeditioner.
Britiske forskere fulgte en simpel logik: Hvilken af de kendte metoder til at opnå energi er den mest produktive? Svaret er indlysende - termonuklear fusion. Er vi i stand til at oprette en stabil "termonuklear reaktor" i dag? Ak, nej, alle forsøg på at skabe en "kontrolleret termonuklear kerne" ender i fiasko. Produktion? Vi bliver nødt til at bruge en eksplosiv reaktion. Rumskib "Daedalus" bliver til "eksplodere" med en pulserende termonuklear raketmotor.
I princippet er driftsprincippet enkelt: "mål" fra en frossen blanding af deuterium og helium-3 føres ind i arbejdskammeret. Målet opvarmes af en puls af lasere - en lille termonuklear eksplosion følger - og voila, frigivelse af energi til at accelerere skibet!
Beregningen viste, at for effektiv acceleration af Daedalus ville det være nødvendigt at producere 250 eksplosioner i sekundet - derfor skal målene føres ind i forbrændingskammeret på en pulseret termonuklear motor med en hastighed på 10 km / s!
Dette er ren fantasi - i virkeligheden er der ikke en enkelt brugbar prøve af en pulserende termonuklear motor. Desuden gør motorens unikke egenskaber og de høje krav til dens pålidelighed (motoren i et stjerneskib skal fungere kontinuerligt i 4 år) samtalen om stjerneskibet til en meningsløs historie.
På den anden side er der ikke et eneste element i designet af en pulserende termonuklear motor, der ikke er blevet testet i praksis - superledende solenoider, højeffektlasere, elektronkanoner … alt dette har længe været styret af industrien og er ofte bragt til masseproduktion. Vi har en veludviklet teori og rig praktisk udvikling inden for plasmafysik - det er bare et spørgsmål om at skabe en pulserende motor baseret på disse systemer.
Den anslåede masse af rumfartøjets struktur (motor, tanke, understøtningsrammer) er 6170 tons, eksklusive brændstof. Grundlæggende lyder figuren realistisk. Ingen tidel grader og utallige nuller. For at levere en sådan mængde metalkonstruktioner til lav jordbane ville det "kun" kræve 44 opsendelser af den mægtige Saturn-5-raket (nyttelast 140 tons med en affyringsvægt på 3000 tons).
Super-tung affyringsvogn H-1, lanceringsvægt 2735 … 2950 tons
Indtil nu passer disse tal teoretisk ind i den moderne industris muligheder, selvom de krævede en vis udvikling af moderne teknologier. Det er tid til at stille hovedspørgsmålet: hvad er den nødvendige brændstofmasse for at accelerere stjerneskibet til 0, 1 lysets hastighed? Svaret lyder skræmmende og samtidig opmuntrende - 50.000 tons atombrændstof. På trods af den tilsyneladende usandsynlighed for dette tal er det "kun" halvdelen af forskydningen af det amerikanske atomflyskib. En anden ting er, at moderne kosmonautik endnu ikke er klar til at arbejde med sådanne omfangsrige strukturer.
Men hovedproblemet var anderledes: Hovedkomponenten i brændstoffet til en pulserende termonuklear motor er den sjældne og dyre isotop Helium-3. Den nuværende produktionsmængde af helium-3 overstiger ikke 500 kg om året. Samtidig skal der hældes 30.000 tons af dette specifikke stof i Daedalus -tanke.
Kommentarer er overflødige - der er ikke en sådan mængde helium -3 på Jorden. "Britiske videnskabsmænd" (denne gang kan du fortjent tage udtrykket i anførselstegn) foreslog at bygge "Daedalus" i Jupiters bane og tanke det der, og udvinde brændstof fra det øverste skylag på den gigantiske planet.
Ren futurisme ganget med absurditet.
På trods af det overordnede skuffende billede viste Daedalus -projektet, at den eksisterende videnskabelige viden er tilstrækkelig til at sende en ekspedition til de nærmeste stjerner. Problemet ligger i omfanget af arbejdet - vi har arbejdsprøver af "Tokamaks", superledende elektromagneter, kryostater og Dewar -skibe under ideelle laboratorieforhold, men vi har absolut ingen idé om, hvordan deres hypertrofierede kopier, der vejer hundredvis af tons, vil fungere. Sådan sikres kontinuerlig drift af disse fantastiske strukturer i mange år - alt dette under de barske forhold i det ydre rum, uden nogen mulighed for reparation og vedligeholdelse af mennesker.
Mens de arbejdede med udseendet af stjerneskibet "Daedalus", stod forskerne over for mange mindre, men ikke mindre vigtige problemer. Ud over den allerede nævnte tvivl om pålideligheden af den pulserende termonukleare motor, stod skaberne af det interstellare rumfartøj over for problemet med at balancere det gigantiske skib, dets korrekte acceleration og orientering i rummet. Der var også positive øjeblikke - i løbet af de 40 år, der er gået siden starten på arbejdet med Daedalus -projektet, er problemet med det digitale computerkompleks ombord på skibet blevet løst med succes. Den kolossale fremgang inden for mikroelektronik, nanoteknologi, fremkomsten af stoffer med unikke egenskaber - alt dette forenklede betingelserne for at skabe et stjerneskib markant. Også problemet med dyb rumkommunikation blev løst med succes.
Men indtil nu er der ikke fundet nogen løsning på det klassiske problem - sikkerheden ved en interstellar ekspedition. Med en hastighed på 0, 1 af lysets hastighed bliver enhver støvklump en farlig hindring for skibet, og en lille meteorit på størrelse med et flashdrev kan være slutningen på hele ekspeditionen. Med andre ord har skibet enhver chance for at blive brændt op, før det når sit mål. Teorien foreslår to løsninger: den første "forsvarslinje" - en beskyttende sky af mikropartikler indeholdt af et magnetfelt hundrede kilometer foran skibets kurs. Den anden "forsvarslinje" er et metal-, keramik- eller kompositskærm, der afspejler fragmenter af forfaldne meteoritter. Hvis alt er mere eller mindre klart om design af skjoldet, ved selv ikke nobelprisvinderne i fysik, hvordan de i praksis skal implementere en "beskyttende sky af mikropartikler" i en betydelig afstand fra skibet. Det er klart, at ved hjælp af et magnetfelt, men her er hvordan præcist …
… skibet sejler i et isnende tomrum. Det er 50 år siden, han forlod solsystemet, og en lang rejse strækker sig bag "Daedalus" i seks lysår. Det farlige Kuiper -bælte og den mystiske Oort -sky er blevet krydset sikkert, skrøbelige instrumenter har modstået strømmen af galaktiske stråler og den grusomme kulde i det åbne rum … Det snart planlagte møde med Barnards stjernesystem … men hvad gør denne chance møde i midten af det endeløse stjernehavet lover budbringeren på den fjerne jord? Nye farer ved at kollidere med store meteoritter? Magnetfelter og dødelige strålingsbælter i nærheden af "løb Barnard"? Uventede udbrud af protruberans? Tiden vil vise … "Daedalus" om to dage vil haste forbi stjernen og forsvinde for evigt i Kosmos 'storhed.
Daedalus kontra 102-etagers Empire State Building
Empire State Building, et vigtigt vartegn i New Yorks skyline. Højde uden spir 381 m, højde med spir 441 meter
Daedalus kontra Saturn V super-tunge lanceringskøretøj
Saturn V på affyringsrampen
