Көк планетаның ұлдары мен қыздары
Жоғарыға көтеріліп, бейбітшілік жұлдыздарын алаңдатыңыз.
Жұлдызаралық кеңістікке жол орнатылды
Жер серіктері, зымырандар, ғылыми станциялар үшін.
Орыс жігіті зымыранмен ұшып бара жатты.
Мен бүкіл жерді жоғарыдан көрдім.
Гагарин ғарышта бірінші болды.
Қалай боласыз?
1973 жылы Британдық планетааралық қоғамның жұмыс тобы 6 жарық жылын ұшқышсыз басқаруға қабілетті жұлдызаралық ғарыш кемесінің сыртқы түрін жобалауды бастады және Барнард жұлдызының маңында қысқаша барлау жүргізді.
Британдық жобаның ғылыми фантастика туындыларынан негізгі айырмашылығы дизайнның бастапқы шарттары болды: британдық ғалымдар өз жұмысында тек жақын болашақтың технологиясына немесе жақын болашаққа күмән келтірмейтін технологияларға сүйенді. Фантастикалық «гравитацияға қарсы», белгісіз «телепортация» және «суперуминальды қозғалтқыштар» экзотикалық және мүмкін емес идеялар ретінде қабылданбады.
Жобаның шарттарына сәйкес, әзірлеушілер тіпті сол кездегі танымал «фотонды қозғалтқыштан» бас тартуға мәжбүр болды. Заттардың жойылу реакциясының болуының теориялық мүмкіндігіне қарамастан, галлюциногенді каннабиноидтармен үнемі тәжірибе жүргізетін ең батыл физиктер де «антиматериалды» сақтауды қалай жүзеге асыру керектігін және бөлінген энергияны қалай жинау керектігін түсіндіре алмайды.
Жоба «Дедалус» символдық атауын алды - грек мифінің аттас кейіпкерінің құрметіне, тым жоғары ұшқан Икардан айырмашылығы, теңіз арқылы ұшып үлгерді.
Daedalus автоматты жұлдызаралық ғарыш кемесі екі сатылы дизайнға ие болды.
Daedalus жобасының мәні:
Адамзаттың Күнге ең жақын жұлдызды жүйелерді зерттеуге арналған ұшқышсыз ғарыш аппаратын жасау мүмкіндігін дәлелдеу.
Жобаның техникалық жағы:
Барнард жұлдыздар жүйесінің ұшатын траекториясын зерттеу (5, 91 жарық жылы қашықтықта M5V спектрлік қызыл ергежейлі, Күнге ең жақындардың бірі және сонымен қатар жұлдыздардың «ең жылдамы» жердің аспаны. Жердегі бақылаушының көру бағытына жұлдыз жылдамдығының перпендикулярлық компоненті 90 км / с құрайды, ол салыстырмалы түрде «жақын» қашықтықпен қосылып, «Ұшатын Барнардты» нағыз «кометаға» айналдырады). Нысананы таңдау Барнард жұлдызында планетарлық жүйенің болуы туралы теорияға байланысты болды (кейін теория жоққа шығарылды). Біздің уақытта «анықтамалық мақсат» - Күнге ең жақын жұлдыз, Проксима Центаври (ара қашықтығы 4, 22 жарық жылы).
Жер аспанындағы Барнард жұлдызын жылжыту
Жобаның шарттары:
Ұшқышсыз ғарыш кемесі. Тек жақын болашақтың нақты технологиялары. Жұлдызға ұшудың максималды уақыты - 49 жыл! Daedalus жобасының шарттарына сәйкес, жұлдызаралық кемені жасағандар миссияның нәтижесін тірі кезінде білуі керек еді. Басқаша айтқанда, 49 жыл ішінде Барнард жұлдызына жету үшін ғарыш кемесіне жарық жылдамдығынан 0,1 есе жылдамдық қажет болады.
Бастапқы деректер:
Британдық ғалымдар адамзат өркениетінің барлық заманауи жетістіктерінің әсерлі «жиынтығына» ие болды: ядролық технологиялар, бақыланбайтын термоядролық реакциялар, лазерлер, плазмалық физика, жердегі орбитаға басқарылатын ғарыштық ұшулар,космостық кеңістіктегі ірі объектілерді, алыс қашықтықтағы ғарыштық байланыс жүйелерін, микроэлектрониканы, автоматика мен дәл техниканы құрастыру жұмыстарын біріктіру және жүргізу технологиялары. Бұл жұлдыздарға «қолыңызды тигізу» үшін жеткілікті ме?
Бұл жерден алыс емес - бір такси аялдамасы
Тәтті армандар мен адам ақылының жетістіктеріне деген мақтанышқа толы оқырман жұлдызаралық кемеден билет сатып алуға жүгіреді. Әттең, оның қуанышы ерте. Адамзаттың ең жақын жұлдыздарға жетуге деген аянышты әрекетіне Ғалам өзінің қорқынышты жауабын дайындады.
Егер сіз Күн сияқты жұлдыздың өлшемін теннис добына дейін кішірейтсеңіз, бүкіл Күн жүйесі Қызыл алаңға сыйып кетеді. Жердің өлшемдері, бұл жағдайда, әдетте, құм түйірінің өлшеміне дейін кішірейеді.
Сонымен қатар, ең жақын «теннис добы» (Proxima Centauri) Берлинде Александрплацтың ортасында, ал Барнардтың жұлдызы сәл алыста - Лондондағы Пиккадилли циркінде болады!
Вояжер 1 позициясы 8 ақпан 2012 ж. Күннен 17 жарық сағаты.
Жабайы қашықтықтар жұлдызаралық саяхат идеясына күмән келтіреді. 1977 жылы ұшырылған «Вояжер 1» пилотсыз станциясы Күн жүйесін кесіп өту үшін 35 жыл қажет болды (зонд 2012 жылдың 25 тамызында одан асып кетті - сол күні «күн желінің» соңғы жаңғырығы станцияның артқы жағында еріді. галактикалық сәулеленудің қарқындылығы). «Қызыл алаңға» ұшуға 35 жыл қажет болды. Вояжер «Мәскеуден Лондонға» ұшуға қанша уақыт кетеді?
Айналамызда квадриллион шақырымдық қара тұңғиық бар - бізде кем дегенде жарты ғасырлық ғасырда ең жақын жұлдызға ұшуға мүмкіндік бар ма?
Мен сізге кеме жіберемін …
Дедалдың сұмдық өлшемдері болатынына ешкім күмәнданбады - тек «пайдалы жүктеме» жүздеген тоннаға жетуі мүмкін. Кеме бортында салыстырмалы түрде жеңіл астрофизикалық құралдар, детекторлар мен теледидарлық камералардан басқа, кеме жүйелерін басқаруға арналған үлкен бөлім, есептеу орталығы және ең бастысы Жермен байланыс жүйесі қажет.
Қазіргі заманғы радио телескоптардың үлкен сезімталдығы бар: 124 астрономиялық бірлік (Жерден Күнге дейін 124 есе алыс) қашықтықта орналасқан Voyager 1 таратқышының қуаты небәрі 23 ватт - тоңазытқыштағы шамнан аз. Бір таңқаларлығы, бұл 18,5 миллиард шақырым қашықтықта құрылғымен үздіксіз байланысты қамтамасыз ету үшін жеткілікті болды! (алғышарт - Вояжердің ғарыштағы орны 200 метр дәлдікпен белгілі)
Барнард жұлдызы Күннен 5,96 жарық жылы - Вояжерден 3000 есе алыс. Әлбетте, бұл жағдайда 23 ватттық ұстағышты жіберуге болмайды - ғарыштағы жұлдыз кемесінің орнын анықтаудағы керемет қашықтық пен маңызды қателік жүздеген киловатт радиациялық қуатты қажет етеді. Антеннаның өлшемдеріне қойылатын барлық талаптармен.
Британдық ғалымдар өте нақты фигураны атады: Daedalus ғарыш кемесінің жүктемесі (басқару бөлімінің массасы, ғылыми аспаптар мен байланыс жүйесі) шамамен 450 тоннаны құрайды. Салыстыру үшін, Халықаралық ғарыш станциясының массасы бүгінгі күнге дейін 417 тоннадан асты.
Жұлдызды кеменің қажетті жүктемесі нақты шектерде. Сонымен қатар, соңғы 40 жыл ішінде микроэлектроника мен ғарыштық технологиялар прогресін ескере отырып, бұл көрсеткіш шамалы төмендеуі мүмкін.
Қозғалтқыш пен жанармай. Жұлдызаралық саяхаттың шамадан тыс энергия шығыны мұндай экспедициялардың негізгі тосқауылына айналуда.
Британдық ғалымдар қарапайым логиканы ұстанды: Энергияны алудың белгілі әдістерінің қайсысы тиімді? Жауап айқын - термоядролық синтез. Біз бүгінде тұрақты «термоядролық реакторды» жасай аламыз ба? Өкінішке орай, «басқарылатын термоядролық ядро» жасаудың барлық әрекеттері сәтсіз аяқталады. Шығу? Біз жарылғыш реакцияны қолдануға мәжбүр боламыз. Ғарыш кемесі «Дедалус» импульсті термоядролық зымыран қозғалтқышы бар «жарылысқа» айналады.
Теорияда жұмыс принципі қарапайым: дейтерий мен гелий-3 қатқан қоспасынан алынған «нысана» жұмыс камерасына беріледі. Нысананы лазер импульсі қыздырады - ұсақ термоядролық жарылыс жүреді - және, войла, кемені жылдамдату үшін энергияның бөлінуі!
Есеп Дедалусты тиімді үдету үшін секундына 250 жарылыс жасау қажет екенін көрсетті, сондықтан нысандар импульсті термоядролық қозғалтқыштың жану камерасына 10 км / с жылдамдықпен берілуі керек!
Бұл таза қиял - шын мәнінде импульсті термоядролық қозғалтқыштың жұмыс істейтін бірде -бір үлгісі жоқ. Сонымен қатар, қозғалтқыштың бірегей сипаттамалары мен оның сенімділігіне қойылатын жоғары талаптар (жұлдызды кеменің қозғалтқышы 4 жыл бойы үздіксіз жұмыс істеуі керек) жұлдызды кеме туралы әңгімені мағынасыз әңгімеге айналдырады.
Екінші жағынан, импульсті термоядролық қозғалтқыштың конструкциясында тәжірибеде тексерілмеген бірде -бір элемент жоқ - өткізгіштігі жоғары электромагнитті, қуатты лазерлер, электронды зеңбіректер … мұның бәрін бұрыннан өнеркәсіп игерді және жиі жаппай өндіріске шығарылады. Бізде плазмалық физика саласында жақсы дамыған теория мен бай тәжірибелік әзірлемелер бар - бұл тек осы жүйелерге негізделген импульсті қозғалтқышты құру туралы.
Ғарыш кемесінің құрылымының есептік массасы (қозғалтқыш, цистерналар, тірек фермалары) отынды есептемегенде 6170 тоннаны құрайды. Негізінде фигура шынайы көрінеді. Ондық дәрежелер мен сансыз нөлдер жоқ. Металл конструкциясының мұндай мөлшерін жер асты орбитасына жеткізу үшін «Сатурн-5» қуатты зымыран тасығышының «тек» 44 ұшырылымы қажет болады (жүктеме жүктемесі 3000 тонна, салмағы 140 тонна).
Н-1 аса ауыр зымыран тасығышы, ұшыру салмағы 2735 … 2950 тонна
Осы уақытқа дейін бұл сандар теориялық тұрғыдан қазіргі заманғы индустрияның мүмкіндіктеріне сәйкес келеді, бірақ олар қазіргі заманғы технологияларды дамытуды қажет етті. Негізгі сұрақты қоюдың уақыты келді: жұлдызды кемені жарық жылдамдығына 0, 1 дейін жеткізу үшін отынның қажетті массасы қандай? Жауап қорқынышты және сонымен бірге жігерлендіреді - 50 000 тонна ядролық отын. Бұл цифрдың мүмкін еместігіне қарамастан, бұл американдық ядролық әуе кемесінің орын ауыстыруының «жартысы» ғана. Тағы бір нәрсе, қазіргі космонавтика мұндай көлемді құрылымдармен жұмыс жасауға әлі дайын емес.
Бірақ басты мәселе басқаша болды: импульсті термоядролық қозғалтқышқа арналған отынның негізгі компоненті-сирек кездесетін және қымбат тұратын гелий-3 изотопы. Гелий-3 өндірісінің қазіргі көлемі жылына 500 кг-нан аспайды. Бұл ретте Daedalus цистерналарына осы заттың 30 мың тоннасын құю қажет болады.
Пікірлер артық - жер бетінде гелий -3 мұндай мөлшері жоқ. «Британдық ғалымдар» (бұл жолы сіз тырнақшаға лайықты түрде алуға болады) Юпитер орбитасында «Дедалусты» құруды және алып планетаның жоғарғы бұлт қабатынан отын шығарып, жанармай құюды ұсынды.
Таза футуризм абсурдтықпен көбейеді.
Жалпы көңіл көншітетін суретке қарамастан, Daedalus жобасы экспедицияны жақын орналасқан жұлдыздарға жіберу үшін бар ғылыми білімнің жеткілікті екенін көрсетті. Мәселе жұмыс ауқымында жатыр - бізде зертханалық жағдайда өте жақсы өткізетін электрмагниттік, криостаттық және Dewar ыдыстарының жұмыс үлгілері бар, бірақ біз олардың салмағы жүздеген тонна болатын гипертрофияланған көшірмелері қалай жұмыс істейтінін білмейміз. Ұзақ жылдар бойы осы фантастикалық құрылымдардың үздіксіз жұмысын қалай қамтамасыз етуге болады - мұның бәрі ғарыш кеңістігінің қатал жағдайында, адамдарға жөндеу мен техникалық қызмет көрсетусіз.
«Daedalus» жұлдызды кемесінің пайда болуымен жұмыс жасай отырып, ғалымдар көптеген маңызды мәселелерге тап болды. Жоғарыда айтылған импульсті термоядролық қозғалтқыштың сенімділігіне күмәндан басқа, жұлдызаралық ғарыш аппараттарын жасаушылар алып кемені теңестіру, оның дұрыс үдеуі мен кеңістікте бағдарлану проблемасына тап болды. Позитивті сәттер де болды - Daedalus жобасы бойынша жұмыс басталған 40 жыл ішінде кемедегі цифрлық есептеу кешенінің мәселесі сәтті шешілді. Микроэлектроникадағы, нанотехнологиядағы үлкен прогресс, бірегей сипаттамалары бар заттардың пайда болуы - мұның бәрі жұлдызды кемені құру шарттарын айтарлықтай жеңілдетті. Сонымен қатар ғарыштық терең байланыс мәселесі сәтті шешілді.
Бірақ осы уақытқа дейін классикалық мәселенің шешімі табылған жоқ - жұлдызаралық экспедицияның қауіпсіздігі. Жарық жылдамдығының 0, 1 жылдамдығымен шаңның кез келген бөлшегі кеме үшін қауіпті кедергіге айналады, ал флешка өлшеміндегі кішкентай метеорит бүкіл экспедицияның соңы болуы мүмкін. Басқаша айтқанда, кеме нысанаға жеткенше өртеніп кетуге толық мүмкіндігі бар. Теория екі шешімді ұсынады: бірінші «қорғаныс шегі» - кеме бағытынан жүз шақырым бұрын магнит өрісінде орналасқан микробөлшектердің қорғаныш бұлты. Екінші «қорғаныс шегі» - бұл металдан жасалған метеорит фрагменттерін көрсететін металл, керамика немесе композиттік қалқан. Егер бәрі қалқанның дизайны туралы азды -көпті түсінікті болса, физикадан Нобель сыйлығының лауреаттары да кемеден едәуір қашықтықта «микробөлшектердің қорғаныш бұлтын» қалай жүзеге асыруды білмейді. Магнит өрісінің көмегімен анық, бірақ дәл осылай …
… Кеме мұзды қуыста жүзіп барады. Оның Күн жүйесінен кеткеніне 50 жыл болды және ұзақ сапар «Дедалдың» артында алты жарық жылға созылады. Қауіпті Kuiper белбеуі мен жұмбақ Oort бұлты қауіпсіз түрде өтті, нәзік құралдар галактикалық сәулелер мен ашық кеңістіктің қатал суығына төтеп берді … Барнардтың жұлдыздық жүйесімен жақын арада жоспарланған кездесу … бірақ бұл мүмкіндік шексіз жұлдызды мұхиттың ортасында кездесу алыс Жердің хабаршысына уәде береді? Үлкен метеориттермен соқтығысудың жаңа қауіптері? Магнит өрісі мен «жүгіретін Барнард» маңындағы өлімге әкелетін сәуле белдеулері? Протуберерандардың күтпеген жерден шығуы? Уақыт көрсетеді … «Дедалус» екі күннен кейін жұлдыздың жанынан өтіп, ғарыш кеңістігінде мәңгілікке жоғалады.
Дедалус 102 қабатты Эмпайр Стейт Билдингке қарсы
Нью -Йорктің шыңында орналасқан Эмпайр Стейт Билдинг. Шпильсіз биіктігі 381 м, шпильмен биіктігі 441 метр
Daedalus және Saturn V аса ауыр зымыран тасығыш
Сатурн V ұшыру алаңында
