Ulduzların soyuq parlaması qış səmasında xüsusilə gözəldir. Bu zaman ən parlaq ulduzlar və bürclər görünür: Orion, Pleiades, Parlaq Sirius ilə Böyük İt …
Dörddə bir əsr əvvəl Hərbi Dəniz Akademiyasının yeddi zabiti qeyri -adi bir sual soruşdu: müasir bəşəriyyət ulduzlara nə qədər yaxındır? Araşdırma, Project Longshot (Long Range Shot) kimi tanınan ətraflı bir hesabatla nəticələndi. Ən yaxın ulduzlara ağlabatan müddətdə çatmağı bacaran avtomatik ulduzlararası gəmi anlayışı. Minillik uçuş və "nəsillər gəmiləri" yoxdur! Zond kosmosa buraxıldığı andan etibarən 100 il ərzində Alpha Centauri yaxınlığına çatmalıdır.
Hyperspace, cazibə qüvvəsi, antimaddə və fotonik raketlər … Xeyr! Layihənin əsas xüsusiyyəti, mövcud texnologiyalara etibar etməsidir. Yaradıcıların fikrincə, Longshot dizaynı artıq 21 -ci əsrin birinci yarısında bir kosmik gəmi qurmağa imkan verir!
Mövcud texnologiyalarla yüz illik uçuş. Kosmik məsafələrin miqyasını nəzərə alaraq, görünməmiş bir cəsarət. Günəşlə Alfa Centauri arasında eni 4, 36 sv olan "qara uçurum" yerləşir. ilin. 40 trilyondan çox kilometr! Bu rəqəmin dəhşətli mənası aşağıdakı nümunədə aydın olur.
Günəşin ölçüsünü tennis topu ölçüsünə endirsək, bütün Günəş sistemi Qırmızı Meydanda yerləşər. Seçilmiş miqyasda Yerin ölçüsü bir qum dənəsi qədər azalacaq, ən yaxın "tennis topu" - Alfa Centauri isə Venesiyadakı Müqəddəs Mark Meydanında uzanacaq.
Adi bir Shuttle və ya Soyuz kosmik gəmisində Alpha Centauri'ye uçuş 190.000 il çəkəcək.
Dəhşətli bir diaqnoz bir cümlə kimi səslənir. Ulduzlara çatmaq üçün ən kiçik bir şansımız olmadığı halda "qum dənəmizin" üstündə oturmağa məhkumuqmu? Populyar elmi jurnallarda, kosmik gəmini işıq sürətinə yaxınlaşdırmağın mümkün olmadığını sübut edən hesablamalar var. Bunun üçün Günəş sistemindəki bütün maddələri "yandırmaq" lazımdır.
Və yenə də bir şans var! Layihə Longshot, ulduzların xəyal edə biləcəyimizdən daha yaxın olduğunu sübut etdi.
Voyager gövdəsində Günəşin Qalaktikada yerini göstərən pulsar xəritəsi olan bir lövhə və Yerin sakinləri haqqında ətraflı məlumat var. Yadplanetlilərin nə vaxtsa bu "daş baltanı" tapıb bizi ziyarət etməyə gələcəyi gözlənilir. Ancaq yer üzündəki bütün texnoloji sivilizasiyaların davranış xüsusiyyətlərini və Amerikanın fəthçilərin fəth tarixini xatırlasaq, "dinc təmasa" arxalanmaq olmaz …
Ekspedisiyanın missiyası
Yüz ildən sonra Alpha Centauri sisteminə daxil olun.
Digər "ulduz gəmilərindən" ("Daedalus") fərqli olaraq, "Longshot" layihəsi ulduz sisteminin orbitinə daxil olmağı (Alfa və Beta Centauri) əhatə edirdi. Bu, işi əhəmiyyətli dərəcədə çətinləşdirdi və uçuş müddətini uzaddı, ancaq uzaq ulduzların yaxınlığını ətraflı şəkildə öyrənməyə imkan verərdi (bir gündə hədəfi keçib kosmosun dərinliklərində iz qoymadan yoxa çıxacaq Daedalusdan fərqli olaraq).
Uçuş 100 il çəkəcək. Məlumatı Yerə ötürmək üçün başqa 4, 36 il lazım olacaq.
Günəş sistemi ilə müqayisədə Alpha Centauri
Astronomlar layihəyə böyük ümidlər bəsləyirlər - müvəffəqiyyətli olarsa, 4, 36 sv əsaslı paralaksları (digər ulduzlara olan məsafələri) ölçmək üçün fantastik bir alətə sahib olacaqlar. ilin.
Gecə boyu bir əsrlik uçuş da məqsədsiz keçməyəcək: cihaz ulduzlararası mühiti araşdıracaq və Günəş sisteminin xarici sərhədləri haqqında məlumatlarımızı genişləndirəcək.
Ulduzlara vurdu
Kosmos səyahətinin əsas və yeganə problemi böyük məsafələrdir. Bu problemi həll etdikdən sonra qalan hər şeyi həll edəcəyik. Uçuş müddətinin azaldılması uzunmüddətli enerji mənbəyi və gəmi sistemlərinin yüksək etibarlılığı problemini aradan qaldıracaq. Gəmidə bir adamın olması ilə bağlı problem həll olunacaq. Qısa uçuş kompleks həyat dəstək sistemlərini və gəmidəki nəhəng qida / su / havanı lazımsız edir.
Ancaq bunlar uzaq xəyallardır. Bu vəziyyətdə, bir əsr ərzində ulduzlara pilotsuz bir zond çatdırmaq lazımdır. Məkan-zaman fasiləsizliyini necə pozacağımızı bilmirik, buna görə də yalnız bir çıxış yolu var: "ulduz gəmisinin" yer sürətini artırmaq.
Hesablamanın göstərdiyi kimi, 100 il ərzində Alpha Centauri -yə uçmaq üçün işıq sürətinin ən azı 4,5% -i sürət tələb olunur. 13500 km / s.
Makrokosmosdakı cisimlərin göstərilən sürətlə hərəkət etməsinə imkan verən heç bir əsas qadağa yoxdur, buna baxmayaraq dəyəri çox böyükdür. Müqayisə üçün: kosmik gəminin ən sürətli sürəti ("Yeni Üfüqlər" zondu) yuxarı mərhələni söndürdükdən sonra Yerə nisbətən "yalnız" 16.26 km / s (58636 km / saat) idi.
Longshot konsept ulduz gəmisi
Ulduzlararası bir gəmini minlərlə km / s sürətlə necə sürətləndirmək olar? Cavab göz qabağındadır: ən azı 1.000.000 saniyəlik xüsusi impulslu yüksək güclü mühərrikə ehtiyacınız var.
Xüsusi impuls reaktiv mühərrikin səmərəliliyinin göstəricisidir. Yanma kamerasındakı qazın molekulyar çəkisinə, temperaturuna və təzyiqinə bağlıdır. Yanma kamerasında və xarici mühitdə təzyiq fərqi nə qədər çox olarsa, işləyən mayenin çıxma sürəti bir o qədər çox olar. Və buna görə də mühərrikin səmərəliliyi daha yüksəkdir.
Müasir elektrik reaktiv mühərriklərinin (ERE) ən yaxşı nümunələri 10.000 s xüsusi bir impulsa malikdir; yüklənmiş hissəciklərin şüalarının çıxma sürətində - 100.000 km / s -ə qədər. İşçi mayenin istehlakı (ksenon / kripton) saniyədə bir neçə milliqramdır. Mühərrik uçuş boyunca sakitcə uğultu edir, gəmini yavaş -yavaş sürətləndirir.
EJE -lər nisbətən sadəliyi, aşağı qiyməti və yüksək sürətə (onlarla km / s) çatma potensialı ilə valeh olur, lakin aşağı itələmə dəyərinə görə (bir Nyutondan az) sürətlənmə on illər çəkə bilər.
Başqa bir şey, bütün müasir kosmonavtika üzərində dayanan kimyəvi raket mühərrikləridir. Nəhəng bir vuruşa malikdirlər (onlarla və yüzlərlə ton), lakin üç komponentli maye yanacaqlı raket mühərrikinin (litium / hidrogen / flüor) maksimum spesifik impulsu cəmi 542 s-dir, qazın çıxma sürəti 5 km-dən bir qədər çoxdur. / s. Bu limitdir.
Maye yanacaqlı raketlər qısa müddətdə kosmik gəminin sürətini bir neçə km / s artırmağa imkan verir, lakin daha çox qabiliyyətə malik deyillər. Ulduz gəmisinin fərqli fiziki prinsiplərə əsaslanan bir mühərrikə ehtiyacı olacaq.
"Longshot" ın yaradıcıları bir neçə ekzotik yolu nəzərdən keçirmişlər. 3, 5 teravat gücündə bir lazerlə sürətləndirilən "yüngül yelkən" (metod qeyri -mümkün hesab edildi).
Bu günə qədər ulduzlara çatmağın yeganə real yolu impulslu nüvə (termonüvə) mühərrikidir. Əməliyyat prinsipi, laboratoriya şəraitində yaxşı öyrənilmiş lazer termonüvə birləşməsinə (LTS) əsaslanır. Qısa müddət ərzində (<10 ^ -10 … 10 ^ -9 s) kiçik miqdarda böyük miqdarda enerjinin konsentrasiyası inertial plazma ilə.
Longshot vəziyyətində, idarə olunan termonüvə birləşməsinin hər hansı bir sabit reaksiyasından söhbət gedə bilməz: uzun müddətli plazma həbsinə ehtiyac yoxdur. Jet itkisi yaratmaq üçün ortaya çıxan yüksək temperatur laxtası dərhal gəminin üzərindəki maqnit sahəsi tərəfindən "itələməlidir".
Yanacaq bir helium-3 / deuterium qarışığıdır. Ulduzlararası uçuş üçün tələb olunan yanacaq tədarükü 264 ton təşkil edəcək.
Bənzər bir şəkildə, görünməmiş bir səmərəliliyin əldə edilməsi planlaşdırılır: hesablamalarda spesifik impulsun dəyəri 1,02 mln.saniyə!
Gəminin sistemlərini - impulslu mühərrik lazerlərini, münasibət idarəetmə sistemlərini, rabitəni və elmi cihazları gücləndirmək üçün əsas enerji mənbəyi olaraq uran yanacaq qurğularına əsaslanan adi bir reaktor seçildi. Qurğunun elektrik gücü ən azı 300 kVt olmalıdır (istilik enerjisi demək olar ki, daha böyükdür).
Müasir texnologiya baxımından, bütün bir əsr ərzində şarj edilməsini tələb etməyən bir reaktorun yaradılması asan deyil, amma praktikada mümkündür. Artıq, döyüş gəmilərində, nüvə sistemləri istifadə olunur, nüvəsi gəmilərin istismar müddətinə (30-50 il) uyğun gəlir. Güc də tam qaydasındadır - məsələn, Rusiya Hərbi Dəniz Qüvvələrinin nüvə sualtı qayıqlarına quraşdırılmış OK -650 nüvə qurğusu istilik gücü 190 meqavatdır və 50 min əhalisi olan bütün bir şəhəri elektrik enerjisi ilə təmin edə bilir!
Bu cür qurğular yer üçün həddindən artıq güclüdür. Bunun üçün kompaktlıq və göstərilən xüsusiyyətlərə dəqiq uyğunluq tələb olunur. Məsələn, 10 iyul 1987 -ci ildə Kosmos -1867 - Yenisey nüvə qurğusu olan Sovet peyki (peyk kütləsi - 1,5 ton, reaktorun istilik gücü - 150 kVt, elektrik enerjisi - 6, 6 kVt, xidmət müddəti - 11 ay) buraxıldı.).
Bu o deməkdir ki, Longshot layihəsində istifadə olunan 300 kVt gücündə olan reaktor yaxın gələcəkdə bir məsələdir. Mühəndislərin özləri belə bir reaktorun kütləsinin təxminən 6 ton olacağını hesablamışlar.
Əslində fizikanın bitdiyi və mahnıların başladığı yer budur.
Ulduzlararası səyahət problemləri
Zondu idarə etmək üçün süni intellektə sahib olan bir kompüter kompüterinə ehtiyacınız olacaq. Siqnalın ötürülmə müddətinin 4 ildən çox olduğu şəraitdə, zondun yerdən effektiv idarə edilməsi mümkün deyil.
Mikroelektronika və tədqiqat cihazlarının yaradılması sahəsində son vaxtlar genişmiqyaslı dəyişikliklər baş vermişdir. 1987 -ci ildə Longshot -ın yaradıcılarının müasir kompüterlərin imkanları haqqında heç bir təsəvvürə malik olmaları ehtimalı azdır. Bu texniki problemin son dörddəbir əsr ərzində uğurla həll edildiyini hesab etmək olar.
Rabitə sistemləri ilə bağlı vəziyyət də nikbin görünür. 4, 36 sv məsafədən etibarlı məlumat ötürülməsi üçün. il 0.532 mikron dalğa vadisində və 250 kVt radiasiya gücündə işləyən bir lazer sistemi tələb edəcək. Bu vəziyyətdə, hər kvadrat üçün. Yer səthinin saniyədə 222 fotonu düşəcək ki, bu da müasir radio teleskopların həssaslıq həddindən çox yüksəkdir. Maksimum məsafədən məlumat ötürmə sürəti 1 kbps olacaq. Müasir radio teleskoplar və kosmik rabitə sistemləri məlumat mübadiləsi kanalını bir neçə dəfə genişləndirə bilir.
Müqayisə üçün: Hal -hazırda Günəşdən 19 milyard km (17.5 işıq saatı) məsafədə olan Voyager 1 zondunun ötürücü gücü, soyuducunuzdakı bir ampul kimi 23 Vt -dır. Ancaq bu, bir neçə kbit / s sürətlə Yerə telemetrik ötürülməsi üçün kifayətdir.
Ayrı bir xətt, gəminin termoregulyasiyası məsələsidir.
Bir meqavatlıq bir nüvə reaktoru və nəbzli bir termonüvə mühərriki, çox miqdarda istilik enerjisinin mənbəyidir, üstəlik, vakuumda istilikdən təmizlənmənin yalnız iki yolu var - ablasyon və radiasiya.
Həll, inkişaf etmiş bir radiator sistemi və şüalanan səthlər, habelə mühərrik bölməsi ilə gəminin yanacaq çənləri arasında istilik izolyasiya edən keramika tamponunun quraşdırılması ola bilər.
Gəzintinin ilkin mərhələsində gəmiyə günəş radiasiyasından əlavə bir qoruyucu qalxan (Skylab orbital stansiyasında istifadə edilənə bənzər) lazım olacaq. Son hədəfin ərazisində - Beta Centauri ulduzunun orbitində - zondun həddindən artıq istiləşmə təhlükəsi də olacaq. Avadanlıqların istilik izolyasiyası və bütün vacib bloklardan və elmi cihazlardan artıq istiliyin radiasiya radiatorlarına ötürülməsi üçün bir sistem tələb olunur.
Gəminin zamanla sürətlənməsinin qrafiki
Sürət dəyişikliyini göstərən qrafik
Kosmik gəmini mikrometeoritlərdən və kosmik toz hissəciklərindən qorumaq məsələsi son dərəcə çətindir. İşıq sürətinin 4,5% sürətində, mikroskopik bir cisimlə hər hansı bir toqquşma zondu ciddi şəkildə zədələyə bilər. "Longshot" ın yaradıcıları problemi gəminin ön hissəsinə güclü bir qoruyucu qalxan (metal? Keramika?) Quraşdıraraq həll etməyi təklif edirlər ki, bu da artıq istilik radiatoru idi.
Bu müdafiə nə dərəcədə etibarlıdır? Gücün / maqnit sahələrinin və ya gəminin qabağında bir maqnit sahəsinin tutduğu mikro parçalanmış hissəciklərin "buludları" şəklində elmi fantastika qoruma sistemlərindən istifadə etmək mümkündürmü? Ümid edək ki, ulduz gəmisi yaradılanda mühəndislər adekvat bir həll tapacaqlar.
Zondun özünə gəlincə, ənənəvi olaraq çıxarıla bilən tanklarla çox mərhələli bir quruluşa sahib olacaq. Gövdə konstruksiyalarının istehsal materialı - alüminium / titan ərintiləri. Alçaq yer orbitində yığılmış kosmik gəminin ümumi kütləsi 396 ton, maksimum uzunluğu isə 65 metr olacaq.
Müqayisə üçün: Beynəlxalq Kosmos Stansiyasının kütləsi 109 metr uzunluğunda 417 tondur.
1) Aşağı yer orbitində konfiqurasiyanı işə salın.
2) 33 -cü uçuş ili, ilk cüt tankın ayrılması.
3) 67 -ci uçuş ili, ikinci cüt tankın ayrılması.
4) Uçuşun 100 -cü ili - 15-30 km / s sürətlə hədəfə çatmaq.
Son mərhələnin ayrılması, Beta Centauri ətrafında daimi bir orbitə girmək.
ISS kimi, Longshot da aşağı Yer orbitində blok üsulu ilə yığıla bilər. Kosmik gəminin real ölçüləri, montaj prosesində mövcud buraxılış vasitələrindən istifadə etməyə imkan verir (müqayisə üçün qüdrətli Saturn-V, LEO-ya bir anda 120 ton yük daşıya bilər!)
Yerə yaxın orbitdə nəbzli bir termonüvə mühərrikinin işə salınmasının çox riskli və diqqətsiz olduğunu nəzərə almaq lazımdır. Longshot layihəsi, ikinci və üçüncü kosmik sürətləri əldə etmək və kosmik gəmini ekliptika müstəvisindən çəkmək üçün əlavə gücləndirici blokların (kimyəvi maye-yanacaqlı raket mühərrikləri) olmasını nəzərdə tuturdu (Alpha Centauri sistemi təyyarənin təyyarəsindən 61 ° yuxarıda yerləşir). Yerin Günəş ətrafında fırlanması). Ayrıca, bunun üçün nəhəng planetin yaxınlığında "sərbəst" sürətlənmədən istifadə edərək, ekliptika müstəvisindən qaçmağı bacaran kosmik zondlar kimi Yupiterin cazibə sahəsində bir manevrinin əsaslandırılması mümkündür.
Epiloq
Hipotetik ulduzlararası bir gəminin bütün texnologiyaları və komponentləri əslində mövcuddur.
Longshot zondunun çəkisi və ölçüləri müasir kosmonavtika imkanlarına uyğundur.
Bu gün işə başlasaq, çox güman ki, XXII əsrin ortalarında xoşbəxt nəvələrimiz Alpha Centauri sisteminin ilk görüntülərini yaxın məsafədən görəcəklər.
Tərəqqinin geri dönməz bir istiqaməti var: hər gün həyat bizi yeni ixtiralar və kəşflərlə təəccübləndirməyə davam edir. Mümkündür ki, 10-20 ildən sonra yuxarıda təsvir olunan bütün texnologiyalar yeni texnoloji səviyyədə hazırlanmış iş nümunələri şəklində qarşımıza çıxsın.
Ulduzlara gedən yol, bu barədə ciddi danışmağın mənası yoxdur.
Diqqətli oxucu, ehtimal ki, artıq Longshot layihəsinin əsas probleminə diqqəti cəlb etmişdir. Helium-3.
İllik helium-3 istehsalı ildə 60.000 litr (8 kiloqram) litr başına 2000 dollara qədər olan qiymətlərlə yüz ton bu maddəni haradan əldə etmək olar?! Cəsarətli elmi fantastika müəllifləri, ümidlərini Ayda və nəhəng planetlərin atmosferində helium-3 istehsalına bağlayırlar, lakin heç kim bu mövzuda heç bir zəmanət verə bilməz.
Belə bir həcmdə yanacağın və onun dozalı tədarükünün nəbzli termoyadro mühərrikini işə salmaq üçün lazım olan dondurulmuş "tabletlər" şəklində saxlanmasının mümkünlüyünə dair şübhələr var. Lakin, mühərrikin işləmə prinsipi kimi: Yerdəki laboratoriya şəraitində az -çox işləyənlər hələ də kosmosda istifadə olunmaqdan uzaqdır.
Nəhayət, bütün prob sistemlərinin görünməmiş etibarlılığı. Longshot layihəsinin iştirakçıları bu barədə birbaşa yazırlar: 100 il dayanmadan işləyə bilən və əsaslı təmir edən bir mühərrikin yaradılması inanılmaz bir texniki irəliləyiş olacaq. Eyni, bütün digər zond sistemləri və mexanizmlərinə də aiddir.
Ancaq ümidsizliyə qapılmamalısınız. Astronavtika tarixində kosmik gəmilərin görünməmiş etibarlılığına dair nümunələr var. Pionerlər 6, 7, 8, 10, 11, eləcə də Voyagerlər 1 və 2 - hamısı 30 ildən çox kosmosda çalışdılar!
Bu kosmik gəmilərin hidrazin itələyiciləri (münasibətləri idarə edən mühərriklər) ilə bağlı hekayə göstəricidir. Voyager 1 2004 -cü ildə ehtiyat dəstinə keçdi. Bu vaxta qədər, əsas mühərrik dəsti 353.000 işə düşərək, 27 il açıq sahədə çalışdı. Mühərrik katalizatorlarının bütün bu müddət ərzində davamlı olaraq 300 ° C -yə qədər qızdırılması diqqət çəkir!
Bu gün, uçuşdan 37 il sonra, hər iki Voyager dəli uçuşunu davam etdirir. Heliosferi çoxdan tərk etdilər, lakin müntəzəm olaraq ulduzlararası mühit haqqında məlumatları Yerə ötürməyə davam edirlər.
İnsanın etibarlılığından asılı olan hər hansı bir sistem etibarsızdır. Ancaq etiraf etməliyik: kosmik aparatların etibarlılığını təmin etmək baxımından müəyyən uğurlar əldə edə bilmişik.
"Ulduz ekspedisiyası" nın həyata keçirilməsi üçün lazım olan bütün texnologiyalar, kannabinoidlərdən sui -istifadə edən elm adamlarının fantaziyaları olmağı dayandırdı və aydın patentlər və texnologiyanın iş nümunələri şəklində təcəssüm etdirildi. Laboratoriyada - amma var!
Ulduzlararası kosmik gəminin konseptual dizaynı, ulduzlara qaçmaq şansımız olduğunu sübut etdi. Bu çətin yolun öhdəsindən gəlmək üçün çox çətinliklər var. Ancaq əsas odur ki, inkişaf vektoru bilinir və özünə inam yaranır.
Longshot layihəsi haqqında daha çox məlumatı burada tapa bilərsiniz:
Bu mövzu ilə maraqlandığınız üçün "Poçtalyon" a təşəkkürümü bildirirəm.
