Sinisen planeetan pojat ja tyttäret
Nouse ylös, häiritseen tähtien rauhaa.
Perusti polun tähtienväliseen avaruuteen
Satelliiteille, raketteille, tieteellisille asemille.
***
Venäläinen mies lensi raketissa,
Näin koko maan ylhäältä.
Gagarin oli ensimmäinen avaruudessa.
Mikä on tilisi?
Vuonna 1973 British Interplanetary Societyn työryhmä alkoi suunnitella sellaisen tähtienvälisen avaruusaluksen ulkonäköä, joka pystyy kulkemaan 6 valovuotta miehittämättömässä tilassa ja suorittamaan lyhyen tutkimuksen Barnardin tähden läheisyydestä.
Olennainen ero brittiprojektin ja tieteiskirjallisuuden välillä oli alkuperäiset suunnitteluolosuhteet: brittitutkijat luottivat työssään yksinomaan tosielämän teknologioihin tai lähitulevaisuuden teknologioihin, joiden välitön ilmestyminen on kiistaton. Fantastiset "antigravitaatio", tuntematon "teleportaatio" ja "nopeasti liikkuvat moottorit" hylättiin eksoottisina ja ilmeisen mahdottomina ideoina.
Projektin ehtojen mukaan kehittäjien oli hylättävä jopa silloin suosittu "fotonimoottori". Huolimatta aineen tuhoamisreaktion olemassaolon teoreettisesta mahdollisuudesta, edes rohkeimmat fyysikot, jotka säännöllisesti kokeilevat hallusinogeenisia kannabinoideja, eivät pysty selittämään, kuinka "antimateriaalin" varastointi voidaan toteuttaa käytännössä ja kuinka vapautunut energia kerätään.
Projekti sai symbolisen nimen "Daedalus" - samannimisen kreikkalaisen myytin sankarin kunniaksi, joka onnistui lentää meren yli, toisin kuin Icarus, joka lensi liian korkealle.
Automaattinen tähtienvälinen alus Daedalus oli kaksivaiheinen
Daedalus-projektin merkitys:
Todiste ihmiskunnan mahdollisuudesta luoda miehittämätön avaruusalus tutkimaan aurinkoa lähimpänä olevia tähtijärjestelmiä.
Projektin tekninen puoli:
Tutkimus Barnard-tähtijärjestelmän (spektriluokan M5V punainen kääpiö 5,91 valovuoden etäisyydellä, yksi lähimmistä aurinkoa ja samalla "nopein" tähdistä) ohilentoradasta. Maan taivas. Tähtien nopeuden kohtisuora komponentti maallisen tarkkailijan katseen suuntaan on 90 km/s, mikä yhdistettynä suhteellisen "lähiseen" etäisyyteen muuttaa "Lentävän Barnardin" todelliseksi "komeetiksi") . Kohteen valinnan määräsi teoria planeettajärjestelmän olemassaolosta lähellä Barnardin tähteä (teoria kumottiin myöhemmin). Meidän aikanamme "viitekohde" on Aurinkoa lähinnä oleva tähti Proxima Centauri (etäisyys 4,22 valovuotta).
Barnardin tähden liike maan taivaalla
Hankkeen ehdot:
Miehittämätön tähtialus. Vain realistisia lähitulevaisuuden tekniikoita. Pisin lentoaika tähteen on 49 vuotta! Daedalus-projektin ehtojen mukaan tähtienvälisen aluksen luoneiden olisi pitänyt saada tilaisuus tietää tehtävän tulokset elämänsä aikana. Toisin sanoen, saavuttaakseen Barnard's Starin 49 vuodessa, tähtialus tarvitsee matkalentonopeuden, joka on noin 0,1 valonnopeutta.
taustaa:
Brittitieteilijöillä oli varsin vaikuttava "setti" kaikista ihmissivilisaation nykyaikaisista saavutuksista: ydinteknologiat, hallitsematon lämpöydinreaktio, laserit, plasmafysiikka, miehitetyt avaruuslaukaisut maapallon kiertoradalle, teknologiat suurten esineiden kiinnittämiseen ja kokoamiseen ulkoavaruudessa. , järjestelmät pitkän kantaman avaruusviestintään, mikroelektroniikkaan, automaatioon ja tarkkuustekniikkaan. Riittääkö tämä tähtien "kosketukseen"?
Se ei ole kaukana täältä - yksi taksipysäkki
Suloisia unia ja ylpeyttä ihmismielen saavutuksista täynnä oleva lukija juoksee jo ostamaan lippua tähtienväliselle alukselle. Valitettavasti hänen ilonsa on ennenaikaista. Universumi on valmistellut pelottavan vastauksensa ihmisten säälittäviin yrityksiin päästä lähimmille tähdille.
Jos pienennät Auringon kaltaisen tähden koon tennispallon kokoiseksi, koko aurinkokunta mahtuu Punaiselle torille. Maan mitat tässä tapauksessa yleensä pienennetään hiekkajyvän kokoisiksi.
Samaan aikaan lähin "tennispallo" (Proxima Centauri) sijaitsee keskellä Alexanderplatzia Berliinissä ja hieman kauempana Barnard's Star - Piccadilly Circusissa Lontoossa!
Voyager 1:n sijainti 8. helmikuuta 2012. Etäisyys 17 valotuntia Auringosta.
Hirviömäiset etäisyydet kyseenalaistavat tähtienvälisen matkan idean. Vuonna 1 laukaisulla käynnistetty automaattiasema Voyager 1977 kesti 35 vuotta ylittää aurinkokunnan (luotain meni sen yli 25 - sinä päivänä "aurinkotuulen" viimeiset kaiut sulivat aseman perän takaa. , samaan aikaan intensiteetti kasvoi jyrkästi galaktisen säteilyn). Punaisen torin lento kesti 2012 vuotta. Kuinka kauan Voyagerilla kestää lentää "Moskovasta Lontooseen"?
Ympärillämme on kvadrillioita kilometrejä mustaa kuilua - onko meillä mahdollisuutta lentää lähimpään tähteen vähintään puolen maapallon vuosisadan kuluttua?
Lähetän sinulle laivan...
Kenelläkään ei ollut epäilystäkään siitä, että Daedalus olisi hirviömäisiä - vain "hyötykuorma" voi nousta satoihin tonneihin. Suhteellisen kevyiden astrofysikaalisten instrumenttien, ilmaisimien ja televisiokameroiden lisäksi laivaan tarvitaan melko suuri ohjausosasto laivojen järjestelmille, tietokonekeskus ja mikä tärkeintä viestintäjärjestelmä Maan kanssa.
Nykyaikaiset radioteleskoopit ovat hämmästyttävän herkkiä: Voyager 1:n 124 tähtitieteellisen yksikön lähettimen (124 kertaa kauempana kuin Maa Auringosta) teho on vain 23 wattia - vähemmän kuin jääkaapisi hehkulamppu. Yllättäen tämä riitti takaamaan keskeytymättömän viestinnän 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. Ilmeisesti tässä tapauksessa 23 watin sieppaaja on välttämätön - uskomaton etäisyys ja merkittävä virhe tähtialuksen sijainnin määrittämisessä avaruudessa vaativat satojen kilowattien säteilytehon. Kaikki antennin mittoja koskevat vaatimukset.
Brittitutkijat ovat nimenneet hyvin selvän luvun: Daedalus-tähtialuksen hyötykuorma (ohjausosaston, tieteellisten instrumenttien ja viestintäjärjestelmän massa) tulee olemaan noin 450 tonnia. Vertailun vuoksi kansainvälisen avaruusaseman massa on tänään ylittänyt 417 tonnia.
Tähtialuksen tarvittava hyötykuorma on realistisissa rajoissa. Lisäksi, kun otetaan huomioon mikroelektroniikan ja avaruusteknologian kehitys viimeisten 40 vuoden aikana, tämä luku saattaa laskea jonkin verran.
Moottori ja polttoaine. Tähtienvälisten matkojen äärimmäisestä energiankulutuksesta on tulossa keskeinen este tällaisille tutkimusmatkoille.
Brittitutkijat noudattivat yksinkertaista logiikkaa: Millä tunnetuista energian saantimenetelmistä on suurin tuottavuus? Vastaus on ilmeinen - lämpöydinfuusio. Pystymmekö luomaan vakaan "lämpöydinreaktorin" tänään? Valitettavasti ei, kaikki yritykset luoda "hallittu lämpöydin" epäonnistuvat. Johtopäätös? Sinun on käytettävä räjähtävää reaktiota. Daedalus-tähtilaiva muuttuu "räjähteeksi", jossa on pulssimainen lämpöydinrakettimoottori.
Toimintaperiaate teoriassa on yksinkertainen: deuteriumin ja helium-3:n jäätyneestä seoksesta peräisin olevat "kohteet" syötetään työkammioon. "Kohdetta" lämmittää laserpulssi - siitä seuraa pieni lämpöydinräjähdys - ja voila, energian vapautuminen laivan kiihdyttämiseksi!
Laskelma osoitti, että Daedalusin tehokkaan kiihtyvyyden saavuttamiseksi olisi tarpeen tuottaa 250 räjähdystä sekunnissa - siksi kohteet on syötettävä pulssilämpöydinmoottorin polttokammioon nopeudella 10 km / s!
Tämä on jo puhdasta fantasiaa - todellisuudessa pulssilämpöydinmoottorista ei ole yhtäkään toimivaa näytettä. Lisäksi moottorin ainutlaatuiset ominaisuudet ja korkeat vaatimukset sen luotettavuudelle (tähtialuksen moottorin tulee toimia yhtäjaksoisesti 4 vuotta) tekevät tähtialuksesta puhumisen merkityksettömäksi. historia.
Toisaalta pulssilämpöydinmoottorin suunnittelussa ei ole ainuttakaan elementtiä, jota ei olisi testattu käytännössä - suprajohtavat solenoidit, suuritehoiset laserit, elektronitykit ... kaikki tämä on teollisuuden hallussa pitkään ja usein tuotu massatuotantoon. Meillä on hyvin kehittynyt teoria ja runsaasti käytännön kehitystä plasmafysiikan alalla - kyse on vain pulssimoottorin luomisesta näihin järjestelmiin pohjautuen.
Tähtialuksen rakenteen arvioitu massa (moottori, säiliöt, kantavat ristikot) - 6170 tonnia ilman polttoainetta. Periaatteessa kuva kuulostaa realistiselta. Ei kymmenespotenssia ja lukemattomia nollia. Vaatii "vain" 44 mahtavan Saturn-5-raketin laukaisua (hyötykuorma 140 tonnia ja laukaisupaino 3000 tonnia), jotta tällainen määrä metallirakenteita saataisiin matalalle Maan kiertoradalle.
Superraskas kantoraketti H-1 luokka, laukaisupaino 2735...2950 tonnia
Tähän asti nämä luvut sopivat teoreettisesti modernin teollisuuden kykyihin, vaikka ne vaativatkin jonkin verran modernin teknologian kehittämistä. On aika kysyä pääkysymys: mikä on tarvittava polttoainemassa, jotta tähtialusta kiihdytetään 0,1 valonnopeuteen? Vastaus kuulostaa pelottavalta ja samalla rohkaisevalta - 50 000 tonnia ydinpolttoainetta. Huolimatta tämän luvun näennäisestä epätodennäköisyydestä, tämä on "vain" puolet amerikkalaisen ydinlentokoneen uppoumasta. Toinen asia on, että nykyaikainen astronautiikka ei ole vielä valmis työskentelemään tällaisten isojen rakenteiden kanssa.
Mutta pääongelma oli erilainen: pulssilämpöydinmoottorin pääpolttoainekomponentti on harvinainen ja kallis isotooppi Helium-3. Nykyinen helium-3:n tuotantomäärä ei ylitä 500 kg vuodessa. Samaan aikaan 30 000 tonnia tätä erityistä ainetta on kaadettava Daedalus-säiliöihin.
Kommentit ovat tarpeettomia - tällaista helium-3-määrää ei löydy maapallolta. "Brittiläiset tiedemiehet" (tällä kertaa voit ansaitusti ottaa ilmaisun lainausmerkeissä) ehdottivat "Daedaluksen" rakentamista Jupiterin kiertoradalle ja tankkaamista siellä ottamalla polttoainetta jättimäisen planeetan ylemmästä pilvikerroksesta.
Puhdasta futurismia moninkertaisena absurdilla.
Huolimatta yleisestä pettymyksestä, Daedalus-projekti osoitti, että olemassa oleva tieteellinen tieto riittää lähettämään tutkimusmatkan lähimmille tähdille. Ongelma piilee työn laajuudessa - meillä on työnäytteitä "Tokamaksista", suprajohtavista sähkömagneeteista, kryostaateista ja Dewar-astioista ihanteellisissa laboratorio-olosuhteissa, mutta meillä ei ole aavistustakaan kuinka niiden satoja tonneja painavat hypertrofoidut kopiot toimivat. Kuinka pitää nämä upeat rakenteet käynnissä jatkuvasti tulevina vuosina - kaikki tämä ulkoavaruuden ankarissa olosuhteissa ilman ihmisen mahdollisuutta korjata ja huoltaa.
Daedalus-tähtialuksen ulkonäön parissa tutkijat kohtasivat monia pieniä, mutta yhtä tärkeitä ongelmia. Jo mainittujen pulssilämpöydinmoottorin luotettavuuteen liittyvien epäilyjen lisäksi tähtienvälisen aluksen luojat kohtasivat jättiläisaluksen tasapainottamisen, sen oikean kiihtyvyyden ja suunnan avaruudessa. Oli myös positiivisia hetkiä - 40 vuoden aikana, jotka ovat kuluneet Daedalus-projektin aloittamisesta, aluksen digitaalisen tietokonejärjestelmän ongelma ratkaistiin onnistuneesti. Valtava edistys mikroelektroniikassa, nanoteknologiassa, ainutlaatuisten ominaisuuksien omaavien aineiden ilmaantuminen - kaikki tämä on yksinkertaistanut merkittävästi tähtialuksen luomisen ehtoja. Myös syvän avaruuden viestinnän ongelma ratkaistiin onnistuneesti.
Mutta toistaiseksi ei ole löydetty ratkaisua klassiseen ongelmaan - tähtienvälisen retkikunnan turvallisuuteen. Nopeudella, joka on 0,1 valonnopeutta, mistä tahansa pölyhiukkasesta tulee alukselle vaarallinen este, ja muistitikun kokoinen pieni meteoriitti voi olla koko tutkimusmatkan loppu. Toisin sanoen aluksella on kaikki mahdollisuudet palaa loppuun ennen kuin se saavuttaa kohteensa. Teoriassa ehdotetaan kahta ratkaisua: ensimmäinen "puolustuslinja" on mikrohiukkasten suojaava pilvi, jota magneettikenttä pitää sata kilometriä ennen laivan kurssia. Toinen "puolustuslinja" on metalli-, keraaminen tai komposiittisuoja, joka hylkii rappeutuneiden meteoriittien palasia. Jos kaikki on enemmän tai vähemmän selvää kilven suunnittelussa, niin edes fysiikan Nobel-palkinnon saajat eivät osaa toteuttaa käytännössä "suojaavaa mikrohiukkasten pilveä" huomattavan etäisyyden päässä aluksesta. On selvää, että magneettikentän avulla, mutta tässä on kuinka tarkalleen ...
… Laiva purjehtii jäisessä tyhjiössä. 50 vuotta on kulunut siitä, kun hän lähti aurinkokunnasta ja pitkä tie ulottui "Daedaluksen" taakse kuuden valovuoden ajan. Vaarallinen Kuiper-vyöhyke ja salaperäinen Oort-pilvi ylitettiin turvallisesti, hauraat instrumentit kestivät galaktiset säteet ja avoimen avaruuden julman kylmän... Pian suunniteltu tapaaminen Barnardin tähtijärjestelmän kanssa... mutta mitä lupaako tämä sattumanvarainen tapaaminen kaukaisen Maan lähettilään äärettömän tähtien valtameren keskellä? Uusia vaaroja törmäyksestä suurten meteoriittien kanssa? Magneettikenttiä ja tappavia säteilyvöitä "juoksevan Barnardin" läheisyydessä? Odottamattomia truberaanien purkauksia? Aika näyttää... "Dedalus" syöksyy kahdessa päivässä tähden ohi ja katoaa ikuisiksi ajoiksi Kosmoksen avaruuteen.
Daedalus verrattuna 102-kerroksiseen Empire State Buildingiin
Empire State Building, avainrakennus New Yorkin siluetissa. Korkeus ilman tornia 381 m, korkeus tornin kanssa 441 m
"Dedalus" verrattuna superraskaan kantorakettiin Saturn V
Saturn V laukaisualustalla
