Seuns en dogters van die blou planeet
Sweef opwaarts en versteur die sterre van vrede.
Die pad na die interstellêre ruimte is vasgestel
Vir satelliete, vuurpyle, wetenskaplike stasies.
'N Russiese ou vlieg in 'n vuurpyl, Ek het die hele aarde van bo gesien.
Gagarin was die eerste in die ruimte.
Hoe sal jy wees?
In 1973 het 'n werkgroep van die British Interplanetary Society begin met die ontwerp van die voorkoms van 'n interstellêre ruimtetuig wat 6 ligjare in onbemande modus kan reis en 'n kort verkenning van die omgewing van Barnard's Star kan doen.
Die fundamentele verskil tussen die Britse projek en die wetenskapfiksie-werke was die oorspronklike ontwerpvoorwaardes: in hul werk het Britse wetenskaplikes uitsluitlik staatgemaak op werklike tegnologie of tegnologie van die nabye toekoms, waarvan die dreigende voorkoms sonder twyfel bestaan. Fantastiese "anti-gravitasie", onbekende "teleportasie" en "superluminale enjins" is as eksotiese en berug onmoontlike idees afgemaak.
Volgens die voorwaardes van die projek moes die ontwikkelaars selfs die destydse gewilde 'fotononjin' laat vaar. Ondanks die teoretiese moontlikheid dat 'n stof -uitwissingsreaksie bestaan, kan selfs die mees gewaagde natuurkundiges wat gereeld met hallusinogene cannabinoïede eksperimenteer, nie verduidelik hoe om die berging van 'antimaterie' in die praktyk te bring en hoe om die vrygestelde energie op te vang nie.
Die projek het die simboliese naam "Daedalus" gekry - ter ere van die gelyknamige held van die Griekse mite, wat daarin geslaag het om oor die see te vlieg, in teenstelling met Icarus, wat te hoog gevlieg het.
Die Daedalus outomatiese interstellêre ruimtetuig het 'n tweefase-ontwerp gehad.
Die betekenis van die Daedalus -projek:
Bewys van die moontlikheid dat die mensdom 'n onbemande ruimtetuig kan skep vir die bestudering van die sterrestelsels naaste aan die son.
Tegniese kant van die projek:
Ondersoek na die vliegbaan van die Barnard se sterre stelsel ('n rooi dwerg van spektrale tipe M5V op 'n afstand van 5, 91 ligjare, een van die naaste aan die son en terselfdertyd die "vinnigste" van die sterre in Die loodregte komponent van die ster se snelheid tot die sigrigting van die aardse waarnemer is 90 km / s, wat, tesame met 'n relatief "naby" afstand, "Flying Barnard" in 'n regte "komeet" verander). Die keuse van die teiken is bepaal deur die teorie van die bestaan van 'n planetêre stelsel by Barnard se ster (die teorie is later weerlê). In ons tyd is die 'verwysingsdoel' die naaste ster aan die son, Proxima Centauri (afstand 4, 22 ligjare).
Moving Barnard's Star in the Earthly Sky
Projekvoorwaardes:
Onbemande ruimteskip. Slegs realistiese tegnologieë van die nabye toekoms. Die maksimum vlugtyd na die ster is 49 jaar! Volgens die voorwaardes van Projek Daedalus moes diegene wat die interstellêre skip geskep het, die resultate van die missie gedurende hul leeftyd kon uitvind. Met ander woorde, om Barnard's Star in 49 jaar te bereik, benodig die ruimteskip 'n kruissnelheid van ongeveer 0,1 keer die spoed van lig.
Aanvanklike gegewens:
Britse wetenskaplikes het 'n taamlik indrukwekkende "stel" van alle moderne prestasies van die menslike beskawing gehad: kerntegnologie, onbeheerde termonukleêre reaksie, lasers, plasmafisika, bemande ruimte-lanseerings in 'n baan naby die aarde,tegnologieë vir die aansluiting en uitvoering van monteerwerk van groot voorwerpe in die buitenste ruimte, langafstand ruimtekommunikasiestelsels, mikro-elektronika, outomatisering en presisie-ingenieurswese. Is dit genoeg om aan die sterre 'met jou hand te raak'?
Nie ver hiervandaan nie - een taxi -stop
Die leser, vol soet drome en trots op die prestasies van die menslike gees, hardloop reeds om 'n kaartjie op 'n interstellêre skip te koop. Helaas, sy vreugde is voortydig. Die heelal het sy skrikwekkende reaksie voorberei op die patetiese pogings van mense om die naaste sterre te bereik.
As u die grootte van 'n ster soos die son tot die grootte van 'n tennisbal verminder, pas die hele sonnestelsel in die Rooi Plein. Die afmetings van die aarde word in hierdie geval gewoonlik verminder tot die grootte van 'n sandkorrel.
Terselfdertyd lê die naaste "tennisbal" (Proxima Centauri) in die middel van Alexanderplatz in Berlyn, en 'n bietjie verder van Barnard se ster - op Piccadilly Circus in Londen!
Voyager 1 -posisie op 8 Februarie 2012. Afstand 17 ligure van die son af.
Die monsteragtige afstande laat twyfel ontstaan oor die idee van interstellêre reise. Die onbemande stasie Voyager 1, wat in 1977 gelanseer is, het 35 jaar geneem om die sonnestelsel oor te steek (die sonde het op 25 Augustus 2012 verder gegaan - op daardie dag smelt die laaste eggo van die "sonwind" agter die agterkant van die stasie, terwyl die intensiteit galaktiese straling). Dit het 35 jaar geneem om "Rooi Plein" te vlieg. Hoe lank sal dit neem voordat Voyager "van Moskou na Londen" vlieg?
Om ons is vierkiljoen kilometer swart afgrond - het ons die kans om in ten minste 'n halwe aardse eeu na die naaste ster te vlieg?
Ek stuur 'n skip vir jou …
Niemand het getwyfel dat die Daedalus monsteragtige afmetings sou hê nie - slegs die "loonvrag" kon honderde ton bereik. Benewens relatief ligte astrofisiese instrumente, detektors en televisiekameras, is 'n taamlike groot kompartement vir die bestuur van die skipstelsels, 'n rekenaarsentrum en, bowenal, 'n kommunikasiestelsel met die aarde aan boord van die skip nodig.
Moderne radioteleskope het 'n geweldige sensitiwiteit: die sender van Voyager 1, geleë op 'n afstand van 124 sterrekundige eenhede (124 keer verder van die aarde na die son), het 'n krag van slegs 23 watt - minder as 'n gloeilamp in u yskas. Verrassend genoeg blyk dit genoeg te wees om ononderbroke kommunikasie met die toestel op 'n afstand van 18,5 miljard kilometer te verseker! ('n voorvereiste - die posisie van Voyager in die ruimte is bekend met 'n akkuraatheid van 200 meter)
Barnard's Star is 5,96 ligjare van die son af - 3 000 keer verder as Voyager. Uiteraard kan daar in hierdie geval nie 'n 23 -watt interceptor afgehandel word nie - die ongelooflike afstand en beduidende fout by die bepaling van die posisie van die sterreskip in die ruimte sal 'n stralingsvermoë van honderde kilowatt verg. Met al die daaropvolgende vereistes vir die afmetings van die antenna.
Britse wetenskaplikes het 'n baie duidelike figuur genoem: die vragvrag van die Daedalus -ruimtetuig (die massa van die beheerkompartement, wetenskaplike instrumente en kommunikasiestelsel) sal ongeveer 450 ton beloop. Ter vergelyking het die massa van die Internasionale Ruimtestasie tot dusver 417 ton oorskry.
Die vereiste vragvrag van die sterreskip is binne realistiese perke. Gegewe die vordering in mikro -elektronika en ruimtetegnologie oor die afgelope 40 jaar, kan hierdie syfer ook effens afneem.
Motor en brandstof. Die uiterste energieverbruik van interstellêre reise word 'n belangrike hindernis vir sulke ekspedisies.
Britse wetenskaplikes het 'n eenvoudige logika gevolg: Watter van die bekende metodes om energie te verkry, is die produktiefste? Die antwoord is voor die hand liggend - termonukleêre samesmelting. Kan ons vandag 'n stabiele 'termonukleêre reaktor' skep? Helaas, nee, alle pogings om 'n 'beheerde termonukleêre kern' te skep, het misluk. Uitset? Ons sal 'n plofbare reaksie moet gebruik. Ruimteskip "Daedalus" verander in "ontplof" met 'n polsende termonucleaire vuurpylenjin.
Die beginsel van werking in teorie is eenvoudig: "teikens" van 'n bevrore mengsel van deuterium en helium-3 word in die werkkamer ingevoer. Die teiken word verhit deur 'n polsslag lasers - 'n klein termonukleêre ontploffing volg - en voila, die vrystelling van energie om die skip te versnel!
Die berekening het getoon dat vir die effektiewe versnelling van die Daedalus 250 ontploffings per sekonde nodig sou wees - daarom moet die teikens teen 'n spoed van 10 km / s in die verbrandingskamer van 'n gepulserde termonukleêre enjin gevoer word!
Dit is pure fantasie - in werklikheid is daar nie 'n enkele werkbare monster van 'n gepulserde termonukleêre enjin nie. Boonop maak die unieke eienskappe van die enjin en die hoë vereistes vir sy betroubaarheid (die enjin van 'n sterre skip 4 jaar aaneenlopend moet werk) die gesprek oor die sterre skip 'n betekenislose verhaal.
Aan die ander kant is daar nie 'n enkele element in die ontwerp van 'n gepulserde termonukleêre enjin wat nie in die praktyk getoets is nie - supergeleidende solenoïdes, lasers met hoë krag, elektrongewere … dit alles is lankal deur die industrie bemeester en is word dikwels tot massaproduksie gebring. Ons het 'n goed ontwikkelde teorie en ryk praktiese ontwikkelings op die gebied van plasmafisika - dit is net 'n kwessie van die skep van 'n gepulse enjin gebaseer op hierdie stelsels.
Die geraamde massa van die ruimtetuigstruktuur (enjin, tenks, draagbakke) is 6170 ton, uitgesluit brandstof. Die figuur klink basies realisties. Geen tiendes van grade en ontelbare nulle. Om so 'n hoeveelheid metaalstrukture in 'n lae-aarde wentelbaan te lewer, sal dit "slegs" 44 lanserings van die magtige Saturn-5-vuurpyl verg (lading 140 ton met 'n lanseringsgewig van 3000 ton).
Super-swaar lanseervoertuig H-1, lanseringsgewig 2735 … 2950 ton
Tot dusver pas hierdie syfers teoreties in die vermoëns van die moderne industrie, hoewel dit 'n mate van ontwikkeling van moderne tegnologieë vereis het. Dit is tyd om die hoofvraag te stel: wat is die benodigde massa brandstof om die sterre skip tot 0, 1 die ligspoed te versnel? Die antwoord klink skrikwekkend en terselfdertyd bemoedigend - 50 000 ton kernbrandstof. Ondanks die oënskynlike onwaarskynlikheid van hierdie syfer, is dit "slegs" die helfte van die verplasing van die Amerikaanse kernvliegtuigskip. 'N Ander ding is dat die moderne kosmonautika nog nie gereed is om met sulke lywige strukture te werk nie.
Maar die grootste probleem was anders: die hoofkomponent van die brandstof vir 'n gepulserde termonukleêre enjin is die skaars en duur isotoop Helium-3. Die huidige produksievolume van helium-3 oorskry nie 500 kg per jaar nie. Terselfdertyd moet 30 000 ton van hierdie spesifieke stof in die Daedalus -tenks gegooi word.
Kommentaar is oorbodig - daar is nie so 'n hoeveelheid helium -3 op aarde nie. 'Britse wetenskaplikes' (hierdie keer kan u die uitdrukking met aanhalingstekens verdien) stel voor dat 'Daedalus' in die wentelbaan van Jupiter gebou word en daar gestook word, en brandstof uit die boonste wolklaag van die reuse -planeet onttrek word.
Suiwer futurisme vermenigvuldig met absurditeit.
Ondanks die algehele teleurstellende prentjie, het die Daedalus -projek getoon dat die bestaande wetenskaplike kennis voldoende is om 'n ekspedisie na die naaste sterre te stuur. Die probleem lê in die omvang van die werk - ons het werkmonsters van "Tokamaks", supergeleidende magnete, kryostate en Dewar -vaartuie in ideale laboratoriumomstandighede, maar ons het absoluut geen idee hoe hul hipertrofiese kopieë wat honderde ton weeg, sal werk nie. Hoe om die voortdurende werking van hierdie fantastiese strukture vir baie jare te verseker - dit alles in die moeilike omstandighede van die buitenste ruimte, sonder enige moontlikheid van herstel en onderhoud deur mense.
Terwyl hulle besig was met die voorkoms van die sterreskip "Daedalus", het wetenskaplikes baie klein, maar nie minder belangrike probleme ondervind nie. Benewens die reeds genoemde twyfel oor die betroubaarheid van die gepulserde termonukleêre enjin, het die skeppers van die interstellêre ruimtetuig te kampe gehad met die probleem om die reuse -skip te balanseer, die korrekte versnelling en oriëntasie in die ruimte. Daar was ook positiewe oomblikke - oor die 40 jaar wat verloop het sedert die aanvang van die werk aan die Daedalus -projek, is die probleem met die digitale rekenaarkompleks aan boord van die skip suksesvol opgelos. Die kolossale vordering in mikro -elektronika, nanotegnologie, die opkoms van stowwe met unieke eienskappe - dit alles het die voorwaardes vir die skep van 'n sterreskip aansienlik vereenvoudig. Die probleem van diepruimkommunikasie is ook suksesvol opgelos.
Maar tot dusver is daar geen oplossing gevind vir die klassieke probleem nie - die veiligheid van 'n interstellêre ekspedisie. Met 'n snelheid van 0, 1 van die ligspoed, word stofkorrels 'n gevaarlike struikelblok vir die skip, en 'n klein meteoriet van so groot as 'n flits kan die einde van die hele ekspedisie wees. Met ander woorde, die skip het alle kanse om verbrand te word voordat dit sy teiken bereik. Die teorie stel twee oplossings voor: die eerste "verdedigingslinie" - 'n beskermende wolk van mikrodeeltjies wat deur 'n magnetiese veld gehou word honderd kilometer voor die koers van die skip. Die tweede "verdedigingslinie" is 'n metaal-, keramiek- of saamgestelde skild wat fragmente van verrotte meteoriete weerspieël. As alles min of meer duidelik is oor die ontwerp van die skild, weet selfs die Nobelpryswenners in fisika nie in die praktyk 'n 'beskermende wolk van mikrodeeltjies' op 'n aansienlike afstand van die skip nie. Dit is duidelik dat dit met behulp van 'n magnetiese veld is, maar presies hoe …
… Die skip vaar in 'n ysige leemte. Dit is 50 jaar sedert hy die sonnestelsel verlaat het en 'n lang reis strek agter die "Daedalus" vir ses ligjare. Die gevaarlike Kuiper -gordel en die geheimsinnige Oort -wolk is veilig oorgesteek, breekbare instrumente het die strome galaktiese strale en die wrede koue van die oop ruimte weerstaan … Die spoedig beplande ontmoeting met die Barnard se sterrestelsel … maar wat beteken hierdie kans die boodskapper van die verre aarde beloof om in die middel van die eindelose sterre -oseaan te ontmoet? Nuwe gevare van botsing met groot meteoriete? Magnetiese velde en dodelike stralingsgordels in die omgewing van "running Barnard"? Onverwagte uitbarstings van protruberans? Die tyd sal leer … "Daedalus" sal oor twee dae verby die ster jaag en vir ewig verdwyn in die uitgestrektheid van die Kosmos.
Daedalus teenoor die 102-verdieping Empire State Building
Die Empire State Building, 'n belangrike landmerk in die skyline van New York. Hoogte sonder spits 381 m, hoogte met spits 441 meter
Daedalus teenoor die Saturn V super-swaar lanseervoertuig
Saturnus V op die lanseerplank
