Жылдыздардын муздак жарыгы кышкы асманда өзгөчө кооз. Бул учурда эң жаркыраган жылдыздар жана жылдыздар көрүнүп калат: Орион, Плейадес, Сириусту чагылдырган Улуу ит …
Чейрек кылым мурун Аскер -Деңиз Академиясынын жети проректору адаттан тыш суроо беришти: азыркы адамзат жылдыздарга канчалык жакын? Изилдөөнүн натыйжасында Project Longshot (Long Range Shot) деп аталган деталдуу отчет алынды. Жакынкы жылдыздарга акылга сыярлык убакытта жетүүгө жөндөмдүү автоматтык жылдыздар аралык кеме түшүнүгү. Миңдеген жылдар бою учуу жана "муундардын кемелери" жок! Зонд космоско учурулган учурдан тартып 100 жылдын ичинде Альфа Центавринин жанына жетиши керек.
Гипер мейкиндик, тартылуу күчү, антиматериялык жана фотондук ракеталар … Жок! Долбоордун негизги өзгөчөлүгү - бул учурдагы технологияларга таянуу. Иштеп чыгуучулардын айтымында, Longshot дизайны 21 -кылымдын биринчи жарымында эле космос кемесин курууга мүмкүндүк берет!
Учурдагы технологиялар менен жүз жылдык учуу. Космостук аралыктардын масштабын эске алганда, укпаган кайраттуулук. Күн менен Альфа Центавринин ортосунда туурасы 4, 36 св "кара туңгуюк" жатат. жылдын. 40 триллион ашык километр! Бул фигуранын коркунучтуу мааниси төмөнкү мисалда ачык көрүнүп турат.
Эгерде биз Күндүн көлөмүн теннис топунун өлчөмүнө чейин кыскартсак, анда Күн системасынын баары Кызыл аянтка батат. Тандалган масштабдагы Жердин өлчөмү кумдун өлчөмүнө чейин кичирейет, ал эми жакынкы "теннис тобу" - Альфа Центавери - Венециядагы Ыйык Марк аянтында жатат.
Кадимки Shuttle же Союз космос кемеси менен Alpha Centauriге учуу 190,000 жыл талап кылынат.
Коркунучтуу диагноз сүйлөм сыяктуу угулат. Жылдыздарга жетүү үчүн кичинекей мүмкүнчүлүгүбүз жок, өзүбүздүн "кум эгинибизге" отурууга өкүмүбүз барбы? Илимий популярдуу журналдарда космос кемесин жарыкка жакын ылдамдыкка чейин тездетүү мүмкүн эместигин далилдеген эсептөөлөр бар. Бул Күн системасындагы бардык заттарды "күйгүзүүнү" талап кылат.
А бирок мүмкүнчүлүк бар! Longshot долбоору жылдыздар биз ойлогондон алда канча жакын экенин далилдеди.
Voyager корпусунда Күндүн Галактикада жайгашканын көрсөтүүчү пульсардык картасы бар табак, ошондой эле Жердин жашоочулары жөнүндө толук маалымат бар. Качандыр бир убакта келгиндер бул "таш балтаны" таап, бизге конокко келиши күтүлүүдө. Бирок, эгерде биз жер бетиндеги бардык технологиялык цивилизациялардын жүрүм -турумунун өзгөчөлүктөрүн жана Американын конкистадорлордун басып алуу тарыхын эстей турган болсок, анда "тынч байланышка" ишенүүгө болбойт …
Экспедициянын миссиясы
Жүз жылдан кийин Alpha Centauri системасына жетиңиз.
Башка "жылдыз кемелеринен" ("Daedalus") айырмаланып, "Longshot" долбоору жылдыз системасынын (Альфа жана Бета Центаври) орбитасына кирүүнү камтыйт. Бул тапшырманы бир топ татаалдаштырды жана учуу убактысын узартты, бирок алыскы жылдыздардын тегерегин деталдуу изилдөөгө мүмкүндүк берет (Дедалдардан айырмаланып, алар бутага бир күндө чуркап өтүп, мейкиндиктин тереңинде изи жок жоголот).
Учуу 100 жылга созулат. Жерге маалыматты берүү үчүн дагы 4, 36 жыл талап кылынат.
Alpha Centauri Күн системасына салыштырмалуу
Астрономдор долбоорго чоң үмүт артып жатышат - эгер ийгиликтүү болсо, анда 4, 36 sv негизиндеги параллакс (башка жылдыздарга чейинки аралыкты) өлчөө үчүн фантастикалык инструменти болот. жылдын.
Кылым карыткан түн ичинде учуу да максатсыз өтпөйт: аппарат жылдыз аралык чөйрөнү изилдейт жана Күн системасынын тышкы чек аралары жөнүндөгү билимибизди кеңейтет.
Жылдыздарга тартылган
Космостук саякаттын башкы жана жалгыз көйгөйү - бул чоң аралыктар. Бул маселени чечкенден кийин, калганын биз чечебиз. Учуу убактысын кыскартуу узак мөөнөттүү энергия булагы жана кеменин системаларынын жогорку ишенимдүүлүгү жөнүндө маселени алып салат. Бортто адамдын бар экендиги боюнча маселе чечилет. Кыска учуу комплекстүү жашоону колдоо системаларын жана борттогу азык -түлүк / суу / абанын кереги жок кылат.
Бирок булар алыскы кыялдар. Бул учурда, бир кылымдын ичинде жылдыздарга учкучсуз иликтөө жеткирүү керек. Биз космостук убакыт континумун кантип бузууну билбейбиз, ошондуктан бир гана жол бар: "жылдыз кемесинин" жер ылдамдыгын жогорулатуу.
Эсептөө көрсөткөндөй, 100 жылдан кийин Альфа Центавриге учуу үчүн жарык ылдамдыгынын кеминде 4,5% ылдамдыгы керек. 13500 км / с.
Макрокосмостогу денелердин көрсөтүлгөн ылдамдыкта жылышына мүмкүндүк берген эч кандай негизги тыюу салуулар жок, ошентсе да анын мааниси абдан чоң. Салыштыруу үчүн: космос кемесинин эң ылдамдыгы ("Жаңы горизонттор" иликтөөсү) жогорку стадияны өчүргөндөн кийин Жерге карата "болгону" 16.26 км / с (58636 км / с) болгон.
Longshot концепциясы жылдыз
Жылдыздар аралык кемени миңдеген км / сек ылдамдыкка кантип ылдамдатуу керек? Жооп айкын: сизге эң аз дегенде 1,000,000 секунддук атайын импульсу бар жогорку кыймылдаткыч керек.
Өзгөчө импульс реактивдүү кыймылдаткычтын эффективдүүлүгүнүн көрсөткүчү. Күйүү камерасындагы газдын молекулярдык салмагына, температурасына жана басымына жараша болот. Күйүү камерасындагы жана тышкы чөйрөдөгү басымдын айырмасы канчалык чоң болсо, жумушчу суюктуктун агып чыгуу ылдамдыгы ошончолук жогору болот. Жана, демек, кыймылдаткычтын натыйжалуулугу жогору.
Заманбап электр реактивдүү кыймылдаткычтарынын мыкты үлгүлөрү (ERE) 10 000 с спецификалык импульска ээ; заряддалган бөлүкчөлөрдүн нурларынын чыгуу ылдамдыгында - 100000 км / с чейин. Жумушчу суюктуктун чыгымы (ксенон / криптон) секундасына бир нече миллиграмм. Кыймыл учак бою акырын үн чыгарып, акырындык менен техниканы тездетет.
EJEлер салыштырмалуу жөнөкөйлүгү, арзандыгы жана жогорку ылдамдыкка (ондогон км / сек) жетүү потенциалы менен таң калышат, бирок түртүүнүн маанисинин төмөндүгүнөн (бир Ньютонго караганда) ылдамдануу ондогон жылдарга созулушу мүмкүн.
Дагы бир нерсе - бардык заманбап космонавтика таянган химиялык ракета кыймылдаткычтары. Алар абдан чоң түрткүгө ээ (ондогон жана жүздөгөн тонна), бирок үч компоненттүү суюк кыймылдаткычтын (литий / водород / фтор) максималдуу спецификалык импульсу 542 сек, газдын чыгышынын ылдамдыгы 5 кмден ашат. / с. Бул чек.
Суюк кыймылдаткыч ракеталар космостук кеменин ылдамдыгын кыска убакыттын ичинде бир нече км / сек көбөйтүүгө мүмкүндүк берет, бирок алар андан ашык жөндөмдүү эмес. Жылдыз кемесине ар кандай физикалык принциптерге негизделген кыймылдаткыч керек болот.
"Лонгшоттун" жаратуучулары бир нече экзотикалык жолдорду карап чыгышты, анын ичинде. "Жеңил парус", 3, 5 тераваттык кубаттуулуктагы лазер менен тездетилген (метод ишке ашпас деп табылган).
Бүгүнкү күндө жылдыздарга жетүүнүн бирден -бир реалдуу жолу - бул импульстуу ядролук (термоядролук) кыймылдаткыч. Иштөө принциби лабораториялык шарттарда жакшы изилденген лазердик термоядролук синтезге (ЛТС) негизделген. Кыска убакыттын ичинде (<10 ^ -10 … 10 ^ -9 с) инерциялуу плазмалык камоодо чоң көлөмдөгү энергиянын кичине көлөмдө топтолушу.
Longshot учурда, башкарылуучу термоядролук синтездин туруктуу реакциясы жөнүндө эч кандай маселе жок: узак мөөнөттүү плазмалык камоо талап кылынбайт. Реактивдүү реакцияны жаратуу үчүн, пайда болгон жогорку температурадагы уюп калууну кеменин үстүндөгү магнит талаасы дароо "түртүшү" керек.
Күйүүчү май-гелий-3 / дейтерий аралашмасы. Жылдыздар аралык учууга керектүү күйүүчү майдын көлөмү 264 тоннаны түзөт.
Ушундай эле жол менен, болуп көрбөгөндөй эффективдүүлүккө жетүү пландаштырылууда: эсептөөлөрдө спецификалык импульстун мааниси 1,02 млн.секунд!
Кеменин системаларын - импульстуу мотор лазерлерин, мамилени башкаруу системаларын, байланышты жана илимий приборлорду иштетүү үчүн негизги энергия булагы катары уран күйүүчү отряддарынын негизинде кадимки реактор тандалып алынган. Установканын электр кубаты жок дегенде 300 кВт болушу керек (жылуулук кубаттуулугу дээрлик чоңураак тартипте).
Заманбап технологиянын көз карашынан алганда, бир кылым бою кайра заряддоону талап кылбаган реакторду түзүү оңой эмес, бирок иш жүзүндө мүмкүн. Азыртадан эле, согуштук кемелерде ядролук системалар колдонулат, анын ядросу кемелердин кызмат мөөнөтүнө (30-50 жыл) туура келет. Күч дагы толук тартипте - мисалы, Россиянын деңиз флотунун атомдук суу астында жүрүүчү кемелерине орнотулган ОК -650 өзөктүк куралы жылуулук кубаттуулугу 190 мегаватт жана 50 миң калкы бар бүтүндөй шаарды электр энергиясы менен камсыздоого жөндөмдүү!
Мындай орнотмолор мейкиндик үчүн өтө күчтүү. Бул компакттуулукту жана көрсөтүлгөн мүнөздөмөлөргө так ылайык келүүнү талап кылат. Мисалы, 1987 -жылдын 10 -июлунда Космос -1867 учурулган - Енисей ядролук установкасы бар советтик спутник (спутниктин массасы - 1,5 тонна, реактордун жылуулук кубаты - 150 кВт, электр энергиясы - 6, 6 кВт, иштөө мөөнөтү - 11 ай)).
Бул Longshot долбоорунда колдонулган 300 кВт реактор жакынкы келечектин иши экенин билдирет. Инженерлер өздөрү эсептешкендей, мындай реактордун массасы болжол менен 6 тоннаны түзөт.
Чынында, бул жерде физика бүтүп, текст башталат.
Жылдыздар аралык саякат көйгөйлөрү
Зондду көзөмөлдөө үчүн жасалма интеллектке ээ болгон борттогу компьютердик комплекс талап кылынат. Сигналды берүү убактысы 4 жылдан ашык болгон шарттарда, жерден иликтөөнү эффективдүү башкаруу мүмкүн эмес.
Микроэлектроника жана изилдөө приборлорун түзүү жаатында акыркы убакта чоң масштабдуу өзгөрүүлөр болду. 1987 -жылы Longshotтун жаратуучулары заманбап компьютерлердин мүмкүнчүлүктөрү жөнүндө эч кандай түшүнүккө ээ болбогону күмөн. Бул техникалык көйгөй акыркы чейрек кылымда ийгиликтүү чечилди деп эсептесе болот.
Байланыш системаларындагы абал дагы оптимисттик окшойт. Маалыматты 4, 36 св аралыктан ишенимдүү берүү үчүн. жылы 0,532 микрон толкун өрөөнүндө жана 250 кВт нурлануу кубаттуулугу менен иштеген лазерлер системасын талап кылат. Бул учурда, ар бир чарчы үчүн. Жер бетинин метрине секундасына 222 фотон түшөт, бул азыркы радио телескоптордун сезгичтик чегинен алда канча жогору. Максималдуу аралыктан маалымат берүү ылдамдыгы 1 кбит болот. Заманбап радио телескоптор жана космостук байланыш системалары маалымат алмашуу каналын бир нече эсе кеңейтүүгө жөндөмдүү.
Салыштыруу үчүн: учурда Күндөн 19 миллиард км алыстыкта жайгашкан Voyager 1 иликтөөчүсүнүн кубаттуулугу (17,5 жарык сааты), болгону 23 Вт - муздаткычыңыздагы лампочкадай. Бирок, бул телеметрикалык Жерге бир нече кбит / сек ылдамдыкта берүү үчүн жетиштүү.
Өзүнчө сап - кеменин терморегуляциясы жөнүндө маселе.
Мегаватттык класстагы өзөктүк реактор жана термоядролук кыймылдаткыч - бул жылуулук энергиясынын булагы, вакуумда жылуулукту кетирүүнүн эки гана жолу бар - абляция жана нурлануу.
Чечим радиаторлордун жана нурлануучу беттердин өнүккөн системасын, ошондой эле кыймылдаткыч бөлүмү менен кеменин күйүүчү май цистерналарынын ортосуна жылуулук өткөрбөөчү керамикалык буферди орнотуу болушу мүмкүн.
Сапардын алгачкы этабында кемеге күн радиациясынан кошумча коргоочу калкан керек болот (Skylab орбиталык станциясында колдонулганга окшош). Акыркы бута аймагында - Бета Центавр жылдызынын орбитасында - зонддун ысып кетүү коркунучу да болот. Жабдууларды жылуулоо жана бардык маанилүү блоктордон жана илимий приборлордон ашык радиацияны радиаторлорго берүү системасы талап кылынат.
Кеменин убакыттын өтүшү менен ылдамдануусунун графиги
График ылдамдыктын өзгөрүшүн көрсөтөт
Космос аппаратын микрометеориттерден жана космостук чаңдын бөлүкчөлөрүнөн коргоо маселеси өтө оор. Жарык ылдамдыгынын 4,5% ылдамдыгында микроскопиялык объект менен болгон ар кандай кагылышуу зондду олуттуу түрдө бузушу мүмкүн. "Лонгшоттун" жаратуучулары ошол эле учурда ашыкча жылуулуктун радиатору болгон кеменин алдына күчтүү коргоочу калкан орнотуу менен маселени чечүүнү сунушташат (металл? Керамика?).
Бул коргоо канчалык ишенимдүү? Жана илимий / фантастикалык коргонуу системаларын күч / магнит талаасынын түрүндө же кеменин алдында магнит талаасы кармап турган микродисперс бөлүкчөлөрдүн "булуттарын" колдонуу мүмкүнбү? Жылдыз кемеси түзүлгөнгө чейин инженерлер адекваттуу чечим табат деп үмүт кылалы.
Зонддун өзүнө келсек, ал салттуу түрдө ажыратылуучу танктар менен көп баскычтуу түзүлүшкө ээ болот. Корпустун конструкцияларын өндүрүүчү материал - алюминий / титан эритмелери. Жер астындагы орбитада чогулган космостук аппараттын жалпы массасы 396 тонна болот, максималдуу узундугу 65 метр.
Салыштыруу үчүн: Эл аралык космос станциясынын массасы 417 тонна, узундугу 109 метр.
1) Жердин орбитасында конфигурацияны ишке киргизүү.
2) 33 -учуу жылы, биринчи жуп танктарды бөлүү.
3) учуунун 67 -жылы, экинчи жуп танктарды бөлүү.
4) учуунун 100 -жылы - бутага 15-30 км / с ылдамдыкта келүү.
Акыркы этаптын бөлүнүшү, Бета Кентавринин айланасындагы туруктуу орбитага кирүү.
ISS сыяктуу эле, Longshot Жердин төмөн орбитасында блок ыкмасын колдонуу менен чогултулушу мүмкүн. Космостук кеменин реалдуу өлчөмдөрү учуруудагы учуруучу аппараттарды монтаждоо процессинде колдонууга мүмкүндүк берет (салыштыруу үчүн, күчтүү Сатурн-V бир убакта 120 тонна жүктү LEOго көтөрө алат!)
Жерге жакын орбитада импульстуу термоядролук кыймылдаткычты учуруу өтө кооптуу жана этиятсыз экенин эске алуу керек. Longshot долбоору экинчи жана үчүнчү космостук ылдамдыкка ээ болуу жана космостук аппаратты эклиптика тегиздигинен чыгаруу үчүн кошумча күчөткүч блоктордун (химиялык суюк-кыймылдаткыч ракета кыймылдаткычтары) болушун камсыз кылган (Alpha Centauri системасы тегиздиктен 61 ° жогору жайгашкан) Жердин Күндүн айланасында айлануусу). Ошондой эле, бул үчүн Юпитердин гравитациялык талаасындагы маневр да акталышы мүмкүн - гигант планетанын жанында "эркин" ылдамданууну колдонуп, эклиптиканын тегиздигинен качып чыккан космостук зонддор сыяктуу.
Эпилог
Гипотетикалык жылдыздар аралык кеменин бардык технологиялары жана компоненттери чындыгында бар.
Longshot зондунун салмагы жана өлчөмдөрү заманбап космонавтиканын мүмкүнчүлүктөрүнө туура келет.
Эгерде биз бүгүн жумушту баштасак, XXII кылымдын ортосуна чейин биздин бактылуу чөбөрөлөрүбүз Альфа Центавр системасынын биринчи сүрөттөрүн жакын аралыктан көрүп калышы толук ыктымал.
Прогресстин артка кайткыс багыты бар: күн сайын жашоо бизди жаңы ойлоп табуулар жана ачылыштар менен таң калтырууну улантууда. Балким, 10-20 жылдан кийин жогоруда сүрөттөлгөн бардык технологиялар жаңы технологиялык деңгээлде жасалган жумушчу үлгүлөрү түрүндө биздин алдыбызда пайда болушу мүмкүн.
Жана жылдыздарга карай жол өтө алыста, бул жөнүндө олуттуу сүйлөшүүнүн мааниси жок.
Көңүл бурган окурман буга чейин Longshot долбоорунун негизги көйгөйүнө көңүл бурган. Гелий-3.
Гелий-3тин жылдык өндүрүшү жылына 60 000 литрди (8 килограмм) литри 2000 долларга чейин бааланса, бул затты жүз тонна кайдан алууга болот?! Кайраттуу фантаст жазуучулар үмүттөрүн Айда жана гигант планеталардын атмосферасында гелий-3 өндүрүшүнө коюшат, бирок бул маселе боюнча эч ким эч кандай кепилдик бере албайт.
Отундун мындай көлөмүн сактоо жана импульстуу термоядролук кыймылдаткычты иштетүү үчүн зарыл болгон тоңдурулган "таблеткалар" түрүндө анын дозаланган көлөмүн сактоо мүмкүнчүлүгүнө күмөн саноолор бар. Бирок, кыймылдаткычтын иштөө принциби сыяктуу: Жердеги лабораториялык шарттарда аздыр -көптүр иштегендер дагы деле космосто колдонулбайт.
Акыр -аягы, бардык иликтөө системаларынын болуп көрбөгөндөй ишенимдүүлүгү. Longshot долбоорунун катышуучулары бул жөнүндө түз жазышат: 100 жыл токтобостон иштей ала турган кыймылдаткычтын түзүлүшү жана капиталдык оңдоо укмуштуудай техникалык ачылыш болот. Бул башка бардык иликтөө системаларына жана механизмдерине да тиешелүү.
Бирок, үмүт үзбөш керек. Космонавтиканын тарыхында космос аппараттарынын болуп көрбөгөндөй ишенимдүүлүгүнүн мисалдары бар. Пионерлер 6, 7, 8, 10, 11, ошондой эле Voyagers 1 жана 2 - алардын баары космосто 30 жылдан ашык иштеген!
Бул космос кемесинин гидразин түрткүчтөрү (мамилени башкаруу кыймылдаткычтары) менен болгон окуя көрсөткүч болуп саналат. Voyager 1 2004 -жылы запастык комплектке өткөн. Бул учурда, кыймылдаткычтардын негизги топтому 353000 стартка туруштук берип, 27 жыл ачык мейкиндикте иштеген. Белгилей кетчү нерсе, мотор катализаторлору ушул убакка чейин 300 ° С чейин тынымсыз жылытылып келген!
Бүгүн, учкандан 37 жыл өткөндөн кийин, эки Вояжер тең акылсыз учуусун улантууда. Алар гелиосферадан эбак эле кетишкен, бирок жылдыздар аралык чөйрөдөгү маалыматтарды Жерге үзгүлтүксүз берүүнү улантышат.
Адамдын ишенимдүүлүгүнө көз каранды болгон ар кандай система ишенимдүү эмес. Бирок, моюнга алышыбыз керек: космостук аппараттардын ишенимдүүлүгүн камсыз кылуу жагынан биз белгилүү ийгиликтерге жетише алдык.
"Жылдыз экспедициясын" ишке ашыруу үчүн керектүү бардык технологиялар каннабиноиддерди кыянаттык менен пайдаланган илимпоздордун фантазиялары болууну токтотуп, так патенттер жана технологиянын жумушчу үлгүлөрү түрүндө чагылдырылган. Лабораторияда - бирок алар бар!
Жылдыздар аралык космостук кеменин концептуалдык дизайны бизде жылдыздарга качууга мүмкүнчүлүк бар экенин далилдеди. Бул татаал жолдо жеңүү үчүн көптөгөн кыйынчылыктар бар. Бирок эң башкысы-өнүгүүнүн вектору белгилүү, өзүнө болгон ишеним пайда болду.
Longshot долбоору боюнча көбүрөөк маалыматты бул жерден тапса болот:
Бул темага болгон кызыгуу үчүн "Почтальонго" ыраазычылыгымды билдирем.
