— У меня есть хорошее предложение! Давайте уберём все непонятные формулы, являющиеся, безусловно, деликатесом для профессионалов, в приложение к этому интервью. И укажем: комментарий № 1 для профессионалов!
Проект «ДЕДАЛ».
— Итак, более изученный проект, который делает возможным межзвёздное путешествие — проект «ДЕДАЛ», разработанный моим другом Аланом Бондом из Британского межпланетного общества. Ядерная импульсная силовая установка для этой цели была впервые предложена в 1950-х годах С. Уламом, США. В этой концепции обычные атомные бомбы (ядерное деление), присоединённые к хвостовой части с помощью амортизаторов с «экраном», взрываются за транспортным средством. Более тщательное изучение этого принципа показало, что в крупных вариантах могут использоваться водородные бомбы. Здесь снова необходимо привести специальную техническую информацию. Как вы хотели её представить?
— Комментарий № 2 для профессионалов!
— Хорошо. Импульсные системы могут рационально использоваться при освоении солнечной системы. Тем не менее, для межзвёздных путешествий необходимо их дальнейшее усовершенствование.
В этом десятилетии, вероятно, небольшие термоядерные15 заряды будут подрываться лазерными или релятивистскими электронными лучами. При этом можно ограничиться зарядами в нескольких тонн тротилового эквивалента16, а не мегатонн17, которые получаются в результате взрыва атомной бомбы. Дальше комментарий № 3 для профессионалов.
— Хорошо. Пожалуйста, нельзя ли более наглядно?
— Я даю вам схему проекта "ДЕДАЛ" (рис. 2) и схему процесса полёта, осуществляемого по этому проекту. (Рис.3)
Задание:
беспилотный летательный аппарат, вылетающий из нашей солнечной системы, должен достичь звезды Барнарда, находящейся на расстоянии 5,91 светового года. Чтобы максимально сократить время полёта, планируется только один облёт небесного тела. Космический корабль приводят в движение небольшие термоядерные взрывы (гелий-3, дейтерий), воспламеняемые лазерами или релятивистскими электронными пучками. Скорость струи (v) составляет 10 м/с.
Схема полёта по проекту«Дедал» рис.2
(Числа указывают порядок сбрасывания).
Масса в t
Оборудование для
охлаждения 100
Полезная нагрузка 450
Источники бортовой)
энергии 120
Топливные баки
4 бака по 1070 t 4280
Конструкция
двигателя 500
Топливные баки
6 баков по 7817 t 46900
Конструкция
двигателя 600
ИТОГО: 52950
Схема полёта по проекту«Дедал» рис.3
Задание будет выполняться примерно так: при отправлении с базовой орбиты работает первая ступень (1 Stufe). Когда её топливные баки опустеют, она сбрасывается. Через 2,05 года первая ступень отработала. Включается в работу вторая ступень (2 Stufe). Ещё через 1,76 года она израсходовала всё топливо. Теперь посмотрим на эти цифры:
Время 3,81 года после старта
Удаление от солнца 0,2 световых года
Ускорение мин. 0,1 макс.1,0 — в среднем 0,3 м/с2
Следующие 48,5 года корабль летит к цели: звезде Барнарда.
Естественно, что полёт должен быть управляемым — возможно, с помощью спина18 и наблюдением за звёздным фоном, чтобы поддерживать радиосвязь с Землёй. Направление полёта должно корректироваться.
Приблизительно за пять-десять лет до подлёта к цели могут быть запущены от десяти до двадцати «зондов», чтобы они пролетели сквозь систему, как «выстрел дробью». Это единственный способ получить много информации о возможных планетах, потому что продолжительность пребывания около цели короткая.
При продолжительности полёта 52 года, задержка поступления информации на Землю составит шесть лет: то есть результаты будут получены через 58 лет после запуска.
Если предположить, что может потребоваться 15 лет на создание первых устройств этого типа до его запуска, то между заключением контракта на строительство и первыми результатами пройдёт 73 года. Допустим, что может пройти 100 лет вместо 73, тогда цель может быть на расстоянии 8,8 световых лет вместо 5,9 световых лет. У меня такое ощущение, что возможности этой техники ограничены, если не преувеличены. Если это устройство выглядит относительно простым, это, конечно, из-за нашего упрощённого подхода. Об этом: комментарий № 4 для профессионалов!
— Я напечатаю это, хотя не понимаю ни слова. Обещаю!
Использование ядерных взрывов, по-видимому, допускает только скромные межзвёздные полёты. Эти возможности исчерпаны? Имеются ли более мощные источники энергии?
Мощные источники энергии.
— Ответ очевиден: да! Прежде чем я отвечу на это подробно, я должен заметить, что в процессе работы над проектом «ДЕДАЛ», могут быть выявлены новые, пока ещё неосуществимые, идеи для решения этой задачи!
На ваш вопрос о более мощных источниках энергии:
При ядерном синтезе только 0,3 процента массы превращается в энергию. Но что произойдёт, если мы превратим всю массу в энергию? По крайней мере, теоретически, появляется возможность приблизиться к скорости света.
В малом, такие процессы хорошо известны. Например, позитрон19 и электрон20 могут быть полностью преобразованы в энергию при их соединении.
Вообще говоря, нам нужно только соединить материю и антиматерию21, тогда произойдёт их аннигиляция.
В то время как ядерный синтез кажется «нормальным» источником энергии в космосе для полёта к звёздам, полное превращение массы в энергию в природе, по-видимому, не происходит в большом масштабе. Некоторые исследователи приходят к выводу, что этот процесс невозможен. Однако этот вывод не кажется мне убедительным. Предположим, что каждый реализуемый процесс имеет место быть в природе! Но это скорее догмат веры, чем научный закон.
— Мы говорили о проблемах, связанных с двигателем и временем полёта. Это необходимо уточнить, прежде чем перейти к дальнейшим вопросам. Дальнейшее обсуждение технических вопросов выходит за рамки этой книги. Пожалуйста, давайте поговорим о популярных, интересных аспектах космической техники будущего!
— Я понимаю вашу просьбу, но когда профессор говорит о своей области знаний, это предполагает изложение их в большом объёме, так как они являются его ежедневным хлебом.
Итак: в принципе, прежде чем планировать такое сложное предприятие, как межзвёздный полет, мы должны, по крайней мере, иметь минимальные данные о существовании планет, приблизительные знания об условиях окружающей среды, вероятностей жизни и так далее.
Быстрый межзвёздный корабль испытывает особенный эффект мониторинга окружающей среды изнутри, факт, который должен быть рассмотрен в астронавигации.
Знание межзвёздных координат и их изменение не настолько точны, как наши соответствующие знания в Солнечной системе. В процессе полёта необходимо совершать управление и контролировать маршрут.
Расчёты показывают, что даже при релятивистской скорости это сопротивление невелико, но оно тоже должно учитываться при длительных полётах.
Межзвёздное пространство почти пусто, и его вакуум является предпосылкой для достижения действительно высоких скоростей, в противном случае сопротивление газа было бы слишком высоким.
Но инженерные решения нужно найти не только для преодоления этого сопротивление. Они также должны быть найдены для проблемы нагревания и эрозии, возникающей как следствие удара частиц. Длительный полёт ставит сложные требования к надёжности технических систем. Это относится как к беспилотному и, в ещё большей степени, к пилотируемому кораблю.
Несомненно, в нашем обществе должны произойти значительные изменения в общем поведении, прежде чем будут выделены средства для таких мероприятий, как межзвёздные космические полёты. Их результаты определённо непредсказуемы. Они, вероятно, будут существовать «только» в научных расчётах и будут достигнуты только через многие десятилетия после того, как инвестиции будут потрачены. Так что речь идёт о смелости выделять средства на далёкое будущее.
До сих пор не проработаны социологические проблемы для экипажей, которые будет совершать «путешествие в будущее». И проблемы тех, кто останутся на земле, также должны быть учтены при планировании полётов.
Возможно, что сегодня проблема двигательной установки и является центральной задачей, но если она будет решена, многие вопросы всё ещё остаются без ответа.
— Можно ли этот процесс, после многих огромных, меняющих мир открытий, считать закрытым на сегодняшний день?
— По всей вероятности, нет! Подумайте только об открытии нейтронных звёзд22 или об обсуждении чёрных дыр23 или о современных моделях элементарных частиц. Будущее может открыть возможности для межзвёздных полётов, кажущиеся сегодня невообразимыми или противоречащими существующим знаниям. В этой области невозможно делать рациональные прогнозы — в качестве пищи для размышлений я хочу лишь перечислить несколько «причуд», которые частично родом из технической фантастики:
Пища для размышления.
Я уверен, что всем известно о том, что космический аппарат может испытывать изменение скорости, пролетая мимо движущегося небесного тела. Этот эффект был использован на космических зондах «Пионер 10» и «Пионер 11» при пролёте планеты Юпитер.
Можно доказать, что такие изменения скорости могут быть очень значительными, когда пролёт происходит мимо небесного тела, скорость орбиты которого очень большая и которое само очень быстро движется вокруг другого небесного тела. Например, нейтронная звезда, вращающаяся вокруг чёрной дыры. При таком маневре ускорение может быть сколько угодно большим, потому что главные силы действуют равномерно на каждый атом, но при этим могут возникать противодействующие силы прилива. В любом случае, эти силы могут быть использованы.