Може ли междузвездното пътуване да се превърне от празна мечта в реална възможност?

Учени от цял ​​свят казват, че човечеството върви все по-напред в изследването на космоса и се появяват нови открития и технологии. Въпреки това хората все още могат само да мечтаят за междузвездни полети. Но дали тази мечта е толкова непостижима и нереалистична? Какво има човечеството днес и какви са перспективите за бъдещето?

Според експертите, ако прогресът не спре, то в рамките на един или два века човечеството ще може да изпълни мечтата си. Свръхмощният телескоп Kepler навремето позволи на астрономите да открият 54 екзопланети, където е възможно развитието на живот, а днес вече е потвърдено съществуването на 1028 такива планети. Тези планети обикалят около звезда отвъд слънчева система, са разположени на такова разстояние от централната звезда, че е възможно да се поддържа течна вода на повърхността им.

Въпреки това все още е невъзможно да се получи отговор на основния въпрос - само ли е човечеството във Вселената - поради гигантските разстояния до най-близките планетни системи. Множеството екзопланети на разстояние от сто или по-малко светлинни години от Земята, както и огромният научен интерес, който предизвикват, ни принуждават да погледнем на идеята за междузвездно пътуване по съвсем различен начин.

Полетът до други планети ще зависи от развитието на новите технологии и избора на метод, необходим за постигане на толкова далечна цел. Междувременно изборът все още не е направен.

За да могат земляните да преодолеят невероятно големи космически разстояния и то за относително кратък период от време, инженерите и космолозите ще трябва да създадат принципно нов двигател. Рано е да се говори за междугалактически полети, но човечеството може да изследва Млечния път, галактиката, в която се намират Земята и Слънчевата система.

Галактиката Млечен път има около 200–400 милиарда звезди, около които планетите се движат по своите орбити. Най-близката звезда до Слънцето е Алфа Кентавър. Разстоянието до него е приблизително четиридесет трилиона километра или 4,3 светлинни години.

Ракета с конвенционален двигател ще трябва да лети до него около 40 хиляди години! Използвайки формулата на Циолковски, е лесно да се изчисли, че за да се ускори космически кораб с реактивен двигател на ракетно гориво до скорост от 10% от скоростта на светлината, е необходимо повече гориво, отколкото е налично на цялата Земя. Затова да се говори за космическа мисия със съвременни технологии е пълен абсурд.

Според учени бъдещите космически кораби ще могат да летят с помощта на термоядрен ракетен двигател. реакция термоядрен синтезви позволява да произвеждате енергия на единица маса средно почти милион пъти повече от процеса на химическо изгаряне.

Ето защо през 1970 г. група инженери заедно с учени разработват проект за гигантски междузвезден кораб с термоядрена задвижваща система. Безпилотен космически корабДедал трябваше да бъде оборудван с импулсен термоядрен двигател. Малки гранули трябваше да бъдат хвърлени в горивната камера и запалени от лъчи мощни електронни лъчи. Плазмата, като продукт на термоядрена реакция, излизаща от дюзата на двигателя, осигурява тяга на кораба.

Предполагаше се, че Дедал е трябвало да лети до звездата на Барнард, пътят до който е на шест светлинни години. Огромен космически кораб ще го достигне за 50 години. И въпреки че проектът не беше реализиран, до ден днешен няма по-реалистичен технически проект.

Друго направление в технологията за създаване на междузвездни кораби е слънчевото платно. Използването на слънчево платно днес се счита за най-обещаващия и реалистичен вариант за космически кораб. Предимството на слънчевата платноходка е, че няма нужда от гориво на борда, което означава, че полезният товар ще бъде много по-голям от този на други космически кораби. Още днес е възможно да се изгради междузвездна сонда, където налягането на слънчевия вятър ще бъде основният източник на енергия за кораба.

За сериозността на намеренията за развитие на междупланетни полети свидетелства проектът, който се разработва от 2010 г. в една от основните научни лаборатории на НАСА. Учените работят по проект за подготовка за пилотиран полет до други звездни системи през следващите сто години.

Всичко, наречено "уорп задвижване", звучи повече като Стар Трек, отколкото като НАСА. Идеята зад варп задвижването на Alcubierre е, че може да бъде възможно решение(или поне началото на неговото търсене) на задачата за преодоляване на ограниченията на Вселената, които тя налага за пътуване по-бързо от скоростта на светлината.

Основите на тази идея са доста прости и НАСА използва примера на бягаща пътека, за да я обясни. Въпреки че човек може да се движи с ограничена скорост на бягаща пътека, комбинираната скорост на човека и бягащата пътека означава, че краят ще бъде по-близо, отколкото би бил на обикновена бягаща пътека. Бягащата пътека е точно такава, която се движи през пространство-времето в един вид разширяващ се балон. Пред варп задвижването пространство-времето е компресирано. Зад него се разширява. На теория това позволява на двигателя да задвижва пътниците по-бързо от скоростта на светлината. Смята се, че един от ключовите принципи, свързани с разширяването на пространство-времето, е позволил на Вселената да се разшири бързо моменти след Големия взрив. На теория идеята би трябвало да е съвсем осъществима.

Ужасно е, когато на Земята няма интернет и не можете да изтеглите Google Maps на вашия смартфон. По време на междузвездни полети без него ще бъде още по-зле. Излизането в космоса е само първата стъпка; учените вече започват да се чудят какво да правят, когато нашите пилотирани и безпилотни сонди трябва да предават съобщения обратно на Земята.

През 2008 г. НАСА проведе първите успешни тестове на междузвездна версия на интернет. Проектът стартира през далечната 1998 г. като част от партньорството между лабораторията реактивно задвижванеНАСА (JPL) и Google. Десет години по-късно партньорите разполагат с мрежа, устойчива на смущения (DTN), която им позволява да изпращат изображения до космически кораб на 30 милиона километра.

Технологията трябва да може да се справи с дълги закъснения и прекъсвания на предаванията, така че да може да продължи да предава дори ако сигналът е прекъснат за 20 минути. Може да премине през, между или през всичко - от слънчеви изригвания и слънчеви бури до досадни планети, които може да са на пътя на данните, без да губи никаква информация.

Според Винт Серф, един от основателите на нашия наземен интернет и пионер на междузвездния, системата DTN преодолява всички проблеми, които измъчват традиционния протокол TCIP/IP, когато трябва да работи на големи разстояния в космически мащаб. С TCIP/IP търсенето с Google на Марс ще отнеме толкова време, че резултатите ще се променят, докато заявката се обработва, а част от информацията ще бъде загубена в изхода. С DTN инженерите добавиха нещо напълно ново - възможността да присвоите различни имена на домейни на различни планети и да изберете на коя планета искате да търсите в Интернет.

Какво ще кажете за пътуване до планети, които все още не познаваме? Scientific American предполага, че може да има начин, макар и много скъп и отнемащ време, да се пренесе интернет в Алфа Кентавър. Чрез пускането на серия от самовъзпроизвеждащи се сонди на фон Нойман е възможно да се създаде дълга поредица от релейни станции, които могат да изпращат информация по междузвездната верига. Сигнал, роден в нашата система, ще премине през сондите и ще достигне Алфа Кентавър и обратно. Вярно е, че ще са необходими много сонди, чието изграждане и изстрелване ще струва милиарди. И като цяло, като се има предвид, че най-далечната сонда ще трябва да измине пътя си хиляди години, може да се предположи, че през това време ще се променят не само технологиите, но и общата цена на събитието. Да не бързаме.

Ембрионална колонизация на космоса

Един от най-големите проблеми с междузвездните пътувания – и колонизацията като цяло – е времето, необходимо, за да стигнете до някъде, дори и с някои уорп дискове в ръкава ви. Самата задача да се достави група заселници до местоназначението им поражда много проблеми, така че се раждат предложения за изпращане не на група колонисти с пълен екипаж, а по-скоро на кораб, пълен с ембриони - семената на бъдещето на човечеството. След като корабът достигне необходимото разстояние до местоназначението си, замразените ембриони започват да растат. След това излизат с деца, които растат на кораба, и когато най-накрая стигнат до местоназначението си, те имат всички способности да заченат нова цивилизация.

Очевидно всичко това от своя страна поражда огромен куп въпроси, като например кой и как ще извършва култивирането на ембриони. Роботите могат да отглеждат хора, но какви ще бъдат хората, отглеждани от роботи? Ще успеят ли роботите да разберат от какво се нуждае едно дете, за да расте и да се развива? Ще могат ли да разберат наказанията и наградите, човешките емоции? И като цяло остава да видим как да запазим замразените ембриони непокътнати стотици години и как да ги отглеждаме в изкуствена среда.

Едно предложено решение, което би могло да реши проблемите на робот-бавачка, би било да се създаде комбинация от кораб с ембриони и кораб със спряна анимация, в който възрастните спят, готови да се събудят, когато трябва да отглеждат деца. Поредица от години отглеждане на деца, съчетана с връщане към хибернация, на теория може да доведе до стабилна популация. Внимателно създадена партида от ембриони може да осигури генетично разнообразие, което ще позволи популацията да се поддържа в повече или по-малко стабилно състояние, след като се създаде колония. В кораб с ембриони може да бъде включена и допълнителна партида, което допълнително ще разнообрази генетичния фонд.

Фон Нойманови сонди

Всичко, което създаваме и изпращаме в космоса, неизбежно идва със своите предизвикателства и създаването на нещо, което ще измине милиони мили, без да изгори, да се разпадне или избледнее, изглежда като напълно невъзможна задача. Решението на този проблем обаче може да е намерено преди десетилетия. През 40-те години на миналия век физикът Джон фон Нойман предлага механична технология, която да се самовъзпроизвежда, и въпреки че идеята му няма нищо общо с междузвездното пътуване, тя неизбежно води до него. В резултат на това сондите на фон Нойман биха могли на теория да се използват за изследване на обширни междузвездни региони. Според някои изследователи идеята, че всичко това е дошло първо до нас, е не само помпозна, но и малко вероятна.

Учени от Университета в Единбург публикуваха статия в International Journal of Astrobiology, в която изследваха не само възможността за създаване на такава технология за собствените си нужди, но и вероятността някой вече да го е направил. Въз основа на предишни изчисления, които показаха колко далеч корабът може да се изкачи с помощта на различни начинидвижение, учените са проучили как това уравнение се променя, ако се приложи към самовъзпроизвеждащи се устройства и сонди.

Изчисленията на учените са съсредоточени около самовъзпроизвеждащи се сонди, които биха могли да използват отломки и други космически материали за изграждане на младши сонди. Родителската и дъщерната сонди ще се размножават толкова бързо, че ще покрият цялата галактика само за 10 милиона години - и това е, ако пътуват с 10% от скоростта на светлината. Това обаче би означавало, че в даден момент е трябвало да бъдем посетени от подобни сонди. Тъй като не сме ги виждали, може да се намери удобно обяснение: или не сме достатъчно технологично напреднали, за да знаем къде да търсим, или .

Прашка с черна дупка

Идеята за използване на гравитацията на планета или луна за стрелба, като от прашка, беше възприета в нашата слънчева система повече от веднъж или два пъти, най-вече от Вояджър 2, който получи допълнителен тласък първо от Сатурн, а след това от Уран на излизане от системата. Идеята включва маневриране на кораба, което му позволява да увеличава (или намалява) скоростта си, докато се движи през гравитационното поле на планетата. Писателите на научна фантастика особено харесват тази идея.

Писателят Кип Торн предложи идея: подобна маневра може да помогне на устройството да реши един от най-големите проблеми на междузвездното пътуване - разходът на гориво. И той предложи по-рискована маневра: ускорение с помощта на двоични черни дупки. Ще отнеме минута изгаряне на гориво, за да премине критичната орбита от една черна дупка до друга. След като направи няколко оборота около черните дупки, устройството ще придобие скорост, близка до светлинната. Остава само да се прицелите добре и да активирате ракетната тяга, за да поемете по пътя към звездите.

малко вероятно? да Чудесно? Определено. Торн посочва, че има много проблеми с подобна идея, като точни изчисления на траекториите и времето, което би попречило на устройството да бъде изпратено директно до най-близката планета, звезда или друго тяло. Възникват въпроси и относно връщането у дома, но ако решите подобна маневра, определено не планирате да се върнете.

Прецедент за подобна идея вече има. През 2000 г. астрономите откриха 13 свръхнови, прелитащи през галактиката с невероятна скорост от 9 милиона километра в час. Учени от университета на Илинойс в Урбана-Шампан откриха, че тези странни звезди са били изхвърлени от галактиката от двойка черни дупки, които са се заключили в една двойка по време на процеса на унищожаване и сливане на две отделни галактики.

Starseed Launcher

Когато става въпрос за изстрелване дори на самовъзпроизвеждащи се сонди, разходът на гориво се превръща в проблем. Това не е попречило на хората да търсят нови идеи как да изстрелват сонди на междузвездни разстояния. Този процес би изисквал мегатони енергия, ако използвахме технологията, с която разполагаме днес.

Форест Бишоп от Института по атомно инженерство каза, че е създал метод за изстрелване на междузвездни сонди, който ще изисква количество енергия, приблизително еквивалентно на това на автомобилна батерия. Теоретичният Starseed Launcher ще бъде дълъг приблизително 1000 километра и ще се състои предимно от жици и жици. Въпреки дължината си, цялото нещо може да се побере в един товарен кораб и да се захранва от 10-волтова батерия.

Част от плана включва изстрелване на сонди, чиято маса е малко повече от микрограм и съдържа само основната информация, необходима за по-нататъшно изграждане на сонди в космоса. При поредица от изстрелвания могат да бъдат изстреляни милиарди такива сонди. Основната същност на плана е, че самовъзпроизвеждащите се сонди ще могат да се комбинират една с друга след изстрелването. Самата ракета-носител ще бъде оборудвана със свръхпроводящи магнитни левитационни намотки, които създават обратна сила, която осигурява тяга. Бишъп казва, че някои подробности от плана трябва да бъдат разработени, като например как сондите ще противодействат на междузвездната радиация и отломки, но като цяло строителството може да започне.

Специални растения за живот в космоса

След като стигнем някъде, ще имаме нужда от начини да отглеждаме храна и да регенерираме кислород. Физикът Фрийман Дайсън предложи няколко интересни идеиза това как това може да бъде постигнато.

През 1972 г. Дайсън изнася известната си лекция в Birkbeck College, Лондон. Тогава той предположи, че с помощта на някои генетични манипулации би било възможно да се създадат дървета, които не само да растат, но и да процъфтяват на негостоприемна повърхност, като комета, например. Препрограмирайте едно дърво така, че да отразява ултравиолетовата светлина и да пести водата по-ефективно, и дървото не само ще пусне корени и ще расте, но и ще достигне размери, невъобразими за земните стандарти. В интервю Дайсън предположи, че в бъдеще може да има черни дървета, както в космоса, така и на Земята. Базираните на силиций дървета биха били по-ефективни, а ефективността е ключът към дълголетието. Дайсън подчертава, че този процес няма да бъде въпрос на минути - може би след двеста години най-накрая ще разберем как да накараме дърветата да растат в космоса.

Идеята на Дайсън не е толкова странна. Институтът за напреднали концепции на НАСА е цял отдел, посветен на решаването на проблемите на бъдещето и сред тях е задачата за отглеждане на устойчиви растения на повърхността на Марс. Дори оранжерийни растения на Марс ще растат извънредни условия, а учените подреждат различни варианти, опитвайки се да комбинира растения с екстремофили, малки микроскопични организми, които оцеляват в някои от най-суровите условия на Земята. От домати на голяма надморска височина, които имат вградена устойчивост на ултравиолетова светлина, до бактерии, които оцеляват в най-студените, най-горещите и най-дълбоките ъгли глобус, може един ден да съберем парчетата от марсианска градина. Всичко, което остава, е да разберете как да съберете всички тези тухли заедно.

Рециклиране на местни ресурси

Животът извън земята може да е нова тенденция на Земята, но когато става въпрос за едномесечни мисии в космоса, това става необходимо. В момента НАСА се занимава, наред с други неща, с изучаването на въпроса за използването на местните ресурси (ISRU). Има толкова много място на космически кораб и създаването на системи за използване на материали, открити в космоса и на други планети, ще бъде необходимо за всяка дългосрочна колонизация или пътуване, особено когато дестинацията е място, където ще бъде много трудно да се достави товар от доставки, гориво, храна и така нататък. Първите опити за демонстриране на възможностите за използване на местни ресурси са направени по склоновете на хавайските вулкани и по време на полярни мисии. Списъкът със задачи включва такива елементи като извличане на горивни компоненти от пепел и други естествено достъпни терени.

През август 2014 г. НАСА направи мощно съобщение, като разкри нови играчки, които ще отидат до Марс със следващия марсоход, изстрелян през 2020 г. Сред инструментите в арсенала на новия марсоход е MOXIE, експеримент за използване на местни ресурси под формата на марсиански кислород. MOXIE ще вземе непригодната за дишане атмосфера на Марс (96% въглероден диоксид) и ще я раздели на кислород и въглероден оксид. Устройството ще може да произвежда 22 грама кислород за всеки час работа. НАСА също така се надява, че MOXIE ще успее да демонстрира нещо друго - непрекъсната работа без загуба на производителност или ефективност. MOXIE не само може да бъде важна стъпка към дългосрочни извънземни мисии, но също така може да проправи пътя за много потенциални преобразуватели на вредни газове в полезни.

2костюм

Възпроизвеждането в космоса може да стане проблематично на различни нива, особено в микрогравитацията. През 2009 г. японски експерименти върху ембриони на мишки показаха, че дори ако оплождането се случи в условия на ненулева гравитация, ембрионите, които се развиват извън нормалната гравитация на Земята (или нейния еквивалент), не се развиват нормално. Когато клетките трябва да се делят и да извършват специализирани дейности, възникват проблеми. Това не означава, че не се случва оплождане: миши ембриони, заченати в космоса и имплантирани в женски мишки на Земята, растат успешно и се раждат без проблеми.

Това повдига и друг въпрос: как точно функционира производството на бебета в микрогравитация? Законите на физиката, особено фактът, че всяко действие има еднаква и противоположна реакция, правят механиката му малко смешна. Вана Бонта, писателка, актриса и изобретател, реши да се заеме сериозно с този въпрос.

И тя създаде 2suit: костюм, в който двама души могат да се скрият и да започнат да правят бебета. Дори го провериха. През 2008 г. 2suit беше тестван на така наречената Vomit Comet (самолет, който прави остри завои и създава минутни условия на безтегловност). Докато Бонта предполага, че медените месеци в космоса могат да станат реалност благодарение на нейното изобретение, костюмът има и по-практични приложения, като запазване на телесната топлина в спешен случай.

Проект Longshot

Проектът Longshot е съставен от екип от Военноморската академия на САЩ и НАСА като част от съвместни усилия в края на 80-те години. Крайната цел на плана беше да се изстреля нещо в началото на 21 век, а именно безпилотна сонда, която да пътува до Алфа Кентавър. Ще му отнеме 100 години, за да постигне целта си. Но преди да може да бъде пуснат, той ще се нуждае от някои ключови компоненти, които също трябва да бъдат разработени.

В допълнение към комуникационните лазери, реакторите на делене с дълъг живот и инерционното ракетно задвижване с лазерен синтез имаше и други елементи. Сондата трябваше да получи независимо мислене и функции, тъй като би било практически невъзможно да комуникира през междузвездни разстояния достатъчно бързо, за да може информацията да остане релевантна, след като достигне точката на получаване. Всичко също трябваше да бъде невероятно издръжливо, тъй като сондата щеше да отнеме 100 години, за да достигне целта си.

Лонгшот щеше да бъде изпратен на Алфа Кентавър с различни задачи. По принцип той трябваше да събере астрономически данни, които биха позволили точни изчисления на разстоянията до милиарди, ако не и трилиони други звезди. Но ако ядреният реактор, захранващ кораба, се изтощи, мисията също ще спре. Longshot беше много амбициозен план, който така и не се осъществи.

Но това не означава, че идеята е умряла в зародиш. През 2013 г. проектът Longshot II буквално стартира под формата на студентския проект Icarus Interstellar. Десетилетия на технологичен напредък са изминали от оригиналната програма Longshot и могат да бъдат приложени нова версия, а програмата като цяло претърпя основен ремонт. Разходите за гориво бяха преразгледани, продължителността на мисията беше намалена наполовина и целият дизайн на Longshot беше ревизиран от главата до петите.

Крайният проект ще бъде интересен показател за това как неразрешим проблемпромени с добавянето на нови технологии и информация. Законите на физиката остават същите, но 25 години по-късно Лонгшот има възможността да намери втори вятър и да ни покаже какво трябва да бъде бъдещето на междузвездните пътувания.

По материали от listverse.com

Да кажем, че Земята свършва. Слънцето е на път да избухне и астероид с размерите на Тексас се приближава към планетата. Големите градове са обитавани от зомбита, а в провинцията фермерите сеят интензивно царевица, защото други култури умират. Спешно трябва да напуснем планетата, но проблемът е, че в района на Сатурн не са открити червееви дупки и не са донесени свръхсветлинни двигатели от далечна, далечна галактика. Най-близката звезда е на повече от четири светлинни години. Ще успее ли човечеството да го постигне, имайки модерни технологии? Отговорът не е толкова очевиден.

Малко вероятно е някой да спори, че глобална екологична катастрофа, която би застрашила съществуването на целия живот на Земята, може да се случи само във филмите. На нашата планета са се случвали масови измирания повече от веднъж, по време на които са загинали до 90% от хората. съществуващи видове. Земята е преживяла периоди на глобално заледяване, сблъскала се е с астероиди и е преминала през изблици на вулканична дейност.

Разбира се, дори по време на най-ужасните бедствия животът никога не е изчезвал напълно. Но не може да се каже същото за доминиращите по онова време видове, които изчезнаха, правейки път на други. Кой е доминиращият вид сега? Точно.

Вероятно е възможността да напусне роден доми отиването към звездите в търсене на нещо ново един ден ще може да спаси човечеството. Едва ли обаче трябва да се надяваме, че някакви космически благодетели ще ни отворят пътя към звездите. Струва си да изчислим какви са нашите теоретични възможности да достигнем звездите сами.

Космически ковчег

На първо място, идват на ум традиционните двигатели с химическа тяга. В момента четири земни превозни средства (всички те са изстреляни през 70-те години на миналия век) са успели да развият трета скорост на бягство, достатъчна, за да напуснат Слънчевата система завинаги.

Най-бързият от тях, Вояджър 1, се е отдалечил от Земята на разстояние от 130 AU за 37 години от изстрелването си. (астрономически единици, т.е. 130 разстояния от Земята до Слънцето). Всяка година устройството изминава приблизително 3,5 AU. Разстоянието до Алфа Кентавър е 4,36 светлинни години или 275 725 AU. При тази скорост на устройството ще му трябват почти 79 хиляди години, за да достигне съседната звезда. Меко казано ще се чака дълго.

Снимка на Земята (над стрелката) от разстояние 6 милиарда километра, направена от Вояджър 1. Космическият кораб измина това разстояние за 13 години.

Можете да намерите начин да летите по-бързо или можете просто да се примирите и да летите няколко хиляди години. Тогава само далечните потомци на онези, които са тръгнали на път, ще стигнат до крайната точка. Именно това е идеята на т. нар. поколение кораб - космически ковчег, който е затворена екосистема, предназначена за дълго пътуване.

Има много различни истории за поколения кораби в научната фантастика. Хари Гарисън (“Captured Universe”), Клифърд Саймък (“The Achieved Generation”), Браян Алдис (“Non Stopping”) и др. съвременни писатели- Бернар Вербер („Звездна пеперуда“). Доста често далечните потомци на първите обитатели напълно забравят откъде са излетели и каква е била целта на тяхното пътуване. Или дори започват да вярват, че целият съществуващ свят е сведен до кораб, както например се разказва в романа на Робърт Хайнлайн „Заварени деца на Вселената“. Друг интересен сюжет е показан в осмия епизод от третия сезон на класиката " Стар Трек“, където екипажът на Ентърпрайз се опитва да предотврати сблъсък между кораб от поколение, чиито обитатели са забравили мисията си, и обитаемата планета, към която се е насочил.

Предимството на кораба от поколението е, че тази опция няма да изисква принципно нови двигатели. Въпреки това ще бъде необходимо да се развие самоподдържаща се екосистема, която може да оцелее без външни доставки в продължение на много хиляди години. И не забравяйте, че хората могат просто да се убият един друг.

Експериментът Biosphere 2, проведен в началото на 90-те години под затворен купол, демонстрира редица опасности, които могат да очакват хората по време на такова пътуване. Това включва бързото разделяне на екипа на няколко групи, враждебни една към друга, и неконтролираното разпространение на вредители, което причинява липса на кислород във въздуха. Дори обикновеният вятър, както се оказва, играе жизненоважна роля- без редовно люлеене дърветата стават крехки и се чупят.

Технология, която потапя хората в дълготрайна спряна анимация, ще помогне за решаването на много от проблемите на дългосрочния полет. Тогава нито конфликтите, нито скуката са страшни и ще е необходима минимална система за поддържане на живота. Основното нещо е да му осигурите енергия за дълго време. Например с помощта на ядрен реактор.

Свързан с темата за кораба за генериране е много интересен парадокс, наречен Wait Calculation, описан от учения Андрю Кенеди. Според този парадокс известно време след заминаването на кораба от първо поколение на Земята, нови, повече бързи начинидвижение, което ще позволи на корабите, тръгващи по-късно, да изпреварят първоначалните заселници. Така че е възможно до момента на пристигането дестинацията вече да е пренаселена от далечните потомци на колонизаторите, които са отишли ​​по-късно.

Инсталации за спряна анимация във филма "Пришълец".

Каране на ядрена бомба

Да предположим, че не сме доволни, че потомците на нашите потомци ще стигнат до звездите и ние самите искаме да изложим лицето си на лъчите на нечие друго слънце. В този случай не може да се мине без космически кораб, способен да ускори до скорости, които ще го доставят до съседна звезда за по-малко от веднъж. човешки живот. И тук ще помогне добрата стара ядрена бомба.

Идеята за такъв кораб се появява в края на 50-те години на миналия век. Космическият кораб е предназначен за полети в Слънчевата система, но може да се използва и за междузвездни пътувания. Принципът на действие е следният: зад кърмата е монтирана мощна бронирана плоча. От космическия кораб в посока, обратна на полета, равномерно се изхвърлят ядрени заряди с ниска мощност, които се взривяват на малко разстояние (до 100 метра).

Зарядите са проектирани по такъв начин, че повечето от продуктите на експлозията са насочени към опашката на космическия кораб. Отражателната плоча приема импулса и го предава на кораба чрез амортисьорната система (без нея претоварването ще бъде пагубно за екипажа). Отражателната плоча е защитена от повреда от светлинна светкавица, потоци гама лъчение и високотемпературна плазма чрез покритие от графитен лубрикант, който се напръсква отново след всяка детонация.

Проектът NERVA е пример за ядрен ракетен двигател.

На пръв поглед подобна схема изглежда луда, но е доста жизнеспособна. По време на един от ядрените опити на атола Ениветак на 9 метра от центъра на експлозията са поставени покрити с графит стоманени сфери. След тестване те са открити неповредени, което доказва ефективността на графитната защита на кораба. Но Договорът за забрана на опитите, подписан през 1963 г ядрени оръжияв атмосферата, космическото пространство и под водата” сложи край на тази идея.

Артър К. Кларк искаше да оборудва космическия кораб Discovery One от филма 2001: Космическа одисея с някакъв вид двигател с ядрена експлозия. Стенли Кубрик обаче го помоли да се откаже от идеята, опасявайки се, че публиката ще я сметне за пародия на неговия филм „Д-р Стрейнджлав, или как спрях да се страхувам и обикнах атомната бомба“.

Каква скорост може да се постигне с помощта на серия от ядрени експлозии? Най-много информация съществува за проекта за експлозия на Орион, който е разработен в края на 50-те години в САЩ с участието на учените Теодор Тейлър и Фрийман Дайсън. Планирано е 400 000-тонният кораб да се ускори до 3,3% от скоростта на светлината - тогава полетът до системата Алфа Кентавър ще продължи 133 години. Въпреки това, според настоящите оценки, по подобен начин е възможно да се ускори корабът до 10% от скоростта на светлината. В този случай полетът ще продължи приблизително 45 години, което ще позволи на екипажа да оцелее до пристигането си на местоназначението.

Разбира се, изграждането на такъв кораб е много скъпо начинание. Dyson изчислява, че изграждането на Orion ще струва около 3 трилиона долара. модерни цени. Но ако разберем, че нашата планета е изправена пред глобална катастрофа, тогава е вероятно кораб с ядрен импулсен двигател да бъде последният шанс на човечеството за оцеляване.

Газов гигант

По-нататъшно развитие на идеите на Орион беше проектът на безпилотния космически кораб Daedalus, който беше разработен през 70-те години на миналия век от група учени от Британското междупланетно общество. Изследователите се заели да проектират безпилотен космически кораб, способен да достигне до една от най-близките звезди по време на човешкия живот, провеждайки Научно изследванеи предава получената информация на Земята. Основното условие на проучването беше използването на съществуващи или предвидими технологии в проекта.

Целта на полета беше звездата на Барнард, разположена на разстояние 5,91 светлинни години от нас - през 70-те години се смяташе, че около тази звезда се въртят няколко планети. Сега знаем, че в тази система няма планети. Разработчиците на Daedalus се стремят да създадат двигател, който може да достави кораба до местоназначението му за не повече от 50 години. В резултат на това те стигнаха до идеята за двустепенен апарат.

Необходимото ускорение беше осигурено от серия от ядрени експлозии с ниска мощност, възникващи в специална задвижваща система. Като гориво са използвани микроскопични гранули от смес от деутерий и хелий-3, облъчени с поток от високоенергийни електрони. Според проекта в двигателя е трябвало да възникнат до 250 експлозии в секунда. Дюзата служи като създадено мощно магнитно поле електроцентраликораб.

Според плана първата степен на кораба работи две години, ускорявайки кораба до 7% от скоростта на светлината. След това Daedalus изхвърли отработената си задвижваща система, премахвайки по-голямата част от масата си, и изстреля втората си степен, което му позволи да ускори до крайна скорост от 12,2% скорост на светлината. Това ще направи възможно достигането на звездата на Барнард 49 години след изстрелването. Щяха да отнеме още 6 години, за да се предаде сигналът до Земята.

Общата маса на Daedalus е 54 хиляди тона, от които 50 хиляди са термоядрено гориво. Въпреки това, предполагаемият хелий-3 е изключително рядък на Земята - но той е в изобилие в атмосферата на газови гиганти. Следователно авторите на проекта възнамеряват да извлекат хелий-3 на Юпитер с помощта на автоматизирана инсталация, „плаваща“ в неговата атмосфера; целият процес на копаене ще отнеме приблизително 20 години. В същата орбита на Юпитер беше планирано да се извърши окончателното сглобяване на кораба, който след това да се изстреля към друга звездна система.

Най-трудният елемент в цялата концепция на Дедал беше именно извличането на хелий-3 от атмосферата на Юпитер. За целта беше необходимо да се лети до Юпитер (което също не е толкова лесно и бързо), да се установи база на един от спътниците, да се построи завод, да се складира гориво някъде... И това да не говорим за мощната радиация пояси около газовия гигант, което допълнително би затруднило живота на технологиите и инженерите.

Друг проблем беше, че Дедал нямаше способността да забави и да влезе в орбита около звездата на Барнард. Корабът и сондите, които изстреля, просто щяха да преминат покрай звездата по траекторията на прелитане, покривайки цялата система за няколко дни.

Сега международна група от двадесет учени и инженери, работеща под егидата на Британското междупланетно общество, работи по проекта за космическия кораб Icarus. „Икар“ е своеобразен „римейк“ на Дедал, като се вземат предвид знанията и технологиите, натрупани през последните 30 години. Една от основните области на работа е търсенето на други видове гориво, които биха могли да бъдат произведени на Земята.

Със скоростта на светлината

Възможно ли е да се ускори космически кораб до скоростта на светлината? Този проблем може да бъде решен по няколко начина. Най-обещаващият от тях е двигател за унищожаване на антиматерия. Принципът на действие е следният: антиматерията се подава в работната камера, където влиза в контакт с обикновена материя, генерирайки контролирана експлозия. Йоните, генерирани по време на експлозията, се изхвърлят през дюзата на двигателя, създавайки тяга. От всички възможни двигатели анихилацията теоретично позволява да се постигнат най-високи скорости. Взаимодействието на материя и антиматерия освобождава колосално количество енергия, а скоростта на изтичане на образуваните при този процес частици е близка до тази на светлината.

Но тук възниква въпросът за извличането на гориво. Самата антиматерия отдавна е престанала да бъде научна фантастика - учените за първи път успяха да синтезират антиводород през 1995 г. Но е невъзможно да се получи в достатъчни количества. В момента антиматерията може да се произвежда само с помощта на ускорители на частици. Освен това количеството вещество, което създават, се измерва в малки части от грамове, а цената му е астрономическа. За една милиардна от грам антиматерия, учени от Европейския център ядрени изследвания(същият, където е създаден Големият адронен колайдер) трябваше да похарчи няколкостотин милиона швейцарски франка. От друга страна, себестойността на продукцията постепенно ще намалява и в бъдеще може да достигне много по-приемливи стойности.

Освен това ще трябва да измислим начин да съхраняваме антиматерията - в крайна сметка при контакт с обикновената материя тя мигновено се унищожава. Едно решение е да се охлади антиматерията до ултраниски температури и да се използват магнитни капани, за да се предотврати контактът й със стените на резервоара. На този моментРекордното време за съхранение на антиматерията е 1000 секунди. Не години, разбира се, но като вземем предвид факта, че за първи път антиматерията е била задържана само за 172 милисекунди, има напредък.

И още по-бързо

Многобройни научнофантастични филми ни учат, че е възможно да стигнем до други звездни системи много по-бързо, отколкото за няколко години. Достатъчно е да включите варп двигателя или хиперпространственото задвижване, да се облегнете удобно на стола си - и след няколко минути ще се озовете от другата страна на галактиката. Теорията на относителността забранява пътуването със скорости, надвишаващи скоростта на светлината, но в същото време оставя вратички за заобикаляне на тези ограничения. Ако можеха да разкъсат или разтегнат пространство-времето, биха могли да пътуват по-бързо от светлината, без да нарушават никакви закони.

Празнина в космоса е по-известна като червеева дупка или червеева дупка. Физически това е тунел, свързващ два отдалечени региона на пространство-времето. Защо не използвате такъв тунел за пътуване в дълбокия космос? Факт е, че създаването на такава червеева дупка изисква наличието на две сингулярности в различни точки на Вселената (това е отвъд хоризонта на събитията на черните дупки - всъщност гравитацията в най-чистата й форма), които могат да разкъсат пространството -време, създавайки тунел, който позволява на пътниците да " правят пряк път през хиперпространството.

Освен това, за да се поддържа такъв тунел в стабилно състояние, той трябва да бъде изпълнен с екзотична материя с отрицателна енергия, а съществуването на такава все още не е доказано. Във всеки случай, само суперцивилизация може да създаде червеева дупка, която ще бъде много хиляди години по-напред от сегашната в развитие и чиито технологии, от наша гледна точка, ще бъдат подобни на магията.

Вторият, по-достъпен вариант е да "разтегнете" пространството. През 1994 г. мексиканският теоретичен физик Мигел Алкубиере предложи, че е възможно да се промени геометрията му чрез създаване на вълна, която компресира пространството пред кораба и го разширява отзад. Така звездният кораб ще бъде в „балон“ от извито пространство, което само по себе си ще се движи по-бързо от светлината, благодарение на което корабът няма да наруши фундаменталния физически принципи. Според самия Алкубиер,.

Вярно, самият учен смяташе, че би било невъзможно да се приложи такава технология на практика, тъй като това ще изисква колосално количество маса-енергия. Първите изчисления дадоха стойности, надвишаващи масата на цялото съществуваща вселена, последващите подобрения го намалиха до „само“ Йовиан.

Но през 2011 г. Харолд Уайт, който оглавява изследователска група Eagleworks в НАСА извърши изчисления, които показаха, че ако промените някои параметри, тогава създаването на балон Alcubierre може да изисква много по-малко енергия, отколкото се смяташе преди, и вече няма да е необходимо да се рециклира цялата планета. Сега групата на Уайт работи върху възможността за "балон Алкубиер" на практика.

Ако експериментите дадат резултати, това ще бъде първата малка стъпка към създаването на двигател, който позволява пътуване 10 пъти по-бързо от скоростта на светлината. Разбира се, космически кораб, използващ балона Алкубиер, ще пътува много десетки или дори стотици години по-късно. Но самата перспектива, че това наистина е възможно, вече спира дъха.

Полет на Валкирия

Почти всички предложени проекти за космически кораби имат един съществен недостатък: те тежат десетки хиляди тонове и тяхното създаване изисква огромен брой изстрелвания и монтажни операции в орбита, което увеличава цената на строителството с порядък. Но ако човечеството все пак се научи да получава голям бройантиматерия, той ще има алтернатива на тези обемисти структури.

През 90-те години писателят Чарлз Пелегрино и физикът Джим Пауъл предлагат дизайн на звезден кораб, известен като Валкирия. Може да се опише като нещо като космически трактор. Корабът е комбинация от два унищожителни двигателя, свързани помежду си със свръхздрав кабел с дължина 20 километра. В центъра на пакета има няколко отделения за екипажа. Корабът използва първия двигател, за да достигне скорост, близка до светлинната, а втория, за да я намали при навлизане в орбита около звездата. Благодарение на използването на кабел вместо твърда конструкция, масата на кораба е само 2100 тона (за сравнение, МКС тежи 400 тона), от които 2000 тона са двигатели. Теоретично такъв кораб може да ускори до скорост от 92% от скоростта на светлината.

Модифицирана версия на този кораб, наречена Venture Star, е показана във филма „Аватар“ (2011), един от научните консултанти на който е Чарлз Пелегрино. Venture Star тръгва на пътешествие, задвижвано от лазери и 16-километрово слънчево платно, преди да спре в Алфа Кентавър с помощта на двигател с антиматерия. На връщане последователността се променя. Корабът е в състояние да ускори до 70% от скоростта на светлината и да достигне Алфа Кентавър за по-малко от 7 години.

Без гориво

Както съществуващи, така и обещаващи ракетни двигателиимам един проблем - гориво винаги има повечетотехните маси в началото. Има обаче проекти за звездни кораби, които изобщо няма да имат нужда да вземат гориво със себе си.

През 1960 г. физикът Робърт Бъсард предлага концепцията за двигател, който ще използва водород, намиращ се в междузвездното пространство, като гориво за термоядреен двигател. За съжаление, въпреки привлекателността на идеята (водородът е най-често срещаният елемент във Вселената), тя има редица теоретични проблеми, вариращи от метода за събиране на водород до изчислението максимална скорост, което е малко вероятно да надхвърли 12% светлина. Това означава, че ще отнеме най-малко половин век, за да полетите до системата Алфа Кентавър.

Друга интересна концепция е използването на слънчево платно. Ако огромен, свръхмощен лазер беше построен в околоземна орбита или на Луната, неговата енергия може да се използва за ускоряване на звезден кораб, оборудван с гигантско слънчево платно, до доста високи скорости. Вярно е, че според изчисленията на инженерите, за да се даде на пилотиран кораб с тегло 78 500 тона половината от скоростта на светлината, ще е необходимо слънчево платно с диаметър 1000 километра.

Друг очевиден проблем със звезден кораб със слънчево платно е, че той трябва да бъде забавен по някакъв начин. Едно от решенията му е да пусне второ, по-малко платно зад звездния кораб при приближаване към целта. Основният ще се изключи от кораба и ще продължи самостоятелното си пътуване.

***

Междузвездното пътуване е много сложно и скъпо начинание. Създаването на кораб, способен да покрие космическо разстояние за относително кратък период от време, е една от най-амбициозните задачи, пред които човечеството ще се изправи в бъдеще. Разбира се, това ще изисква усилията на няколко държави, ако не и на цялата планета. Сега това изглежда като утопия - правителствата имат твърде много неща, за които да се тревожат, и твърде много начини да харчат пари. Полет до Марс е милиони пъти по-прост от полет до Алфа Кентавър - и въпреки това е малко вероятно някой да се осмели да назове годината, когато ще се проведе.

Работата в тази посока може да бъде възобновена или чрез глобална опасност, застрашаваща цялата планета, или чрез създаването на единна планетарна цивилизация, която може да преодолее вътрешните раздори и иска да напусне люлката си. Времето за това още не е дошло – но това не означава, че никога няма да дойде.

Само в нашата Галактика разстоянията между звездните системи са невъобразимо големи. Ако извънземни от космоса наистина посещават Земята, тяхното ниво техническо развитиетрябва да е сто пъти по-високо от настоящото ни ниво на земята.

На няколко светлинни години

За да посочат разстоянията между звездите, астрономите въведоха понятието „светлинна година“. Скоростта на светлината е най-бързата във Вселената: 300 000 km/s!

Ширината на нашата Галактика е 100 000 светлинни години. За да изминат такова огромно разстояние, извънземните от други планети трябва да построят космически кораб, чиято скорост е равна или дори надвишава скоростта на светлината.

Учените смятат, че материален обект не може да се движи по-бързо от скоростта на светлината. Въпреки това, преди това те вярваха, че е невъзможно да се развие свръхзвукова скорост, но през 1947 г. самолетът модел Bell X-1 успешно преодоля звуковата бариера.

Може би в бъдеще, когато човечеството натрупа повече знания за физическите закони на Вселената, земляните ще могат да построят космически кораб, който ще се движи със скоростта на светлината и дори по-бързо.

Страхотни пътешествия

Дори ако извънземните са способни да пътуват през космоса със скоростта на светлината, такова пътуване ще отнеме много години. За земляните, чиято средна продължителност на живота е 80 години, това би било невъзможно. Въпреки това, всеки вид живи същества има свои собствени жизнен цикъл. Например в Калифорния, САЩ, има четистошипови борове, които вече са на 5000 години.

Кой знае колко години живеят извънземните? Може би няколко хиляди? Тогава междузвездните полети, продължаващи стотици години, са обичайни за тях.

Най-кратките пътеки

Вероятно извънземните са намерили преки пътища през космоса - гравитационни "дупки" или изкривявания на пространството, образувани от гравитацията. Такива места във Вселената биха могли да се превърнат в своеобразни мостове - най-кратките пътища между небесни тела, разположени в различни краища на Вселената.

Категории

• • . С други думи, хороскопът е астрологична карта, съставена, като се вземат предвид мястото и времето, като се вземе предвид положението на планетите спрямо хоризонта. Да се ​​изгради индивид роден хороскопНеобходимо е да се знае с максимална точност времето и мястото на раждане на човек. Това е необходимо, за да разберете как небесни тела V дадено времеи на това място. Еклиптиката в хороскопа се изобразява като кръг, разделен на 12 сектора (зодиакални знаци. Обръщайки се към наталната астрология, можете да разберете по-добре себе си и другите. Хороскопът е инструмент за самопознание. С негова помощ можете не само проучете собствения си потенциал, но също така разберете взаимоотношенията с другите и дори вземете някои важни решения.">Хороскоп73
• . С тяхна помощ те намират отговорите на конкретни въпроси и предсказват бъдещето.Можете да разберете бъдещето с помощта на домино, това е един от много редките видове гадаене. Те гадаят с утайка от чай и кафе, от дланта си и от китайската Книга на промените. Всеки от тези методи е насочен към предсказване на бъдещето.Ако искате да знаете какво ви очаква в близко бъдеще, изберете гаданието, което ви харесва най-много. Но помнете: каквито и събития да са ви предсказани, приемете ги не като неизменна истина, а като предупреждение. Използвайки гадаене, вие предсказвате съдбата си, но с известно усилие можете да я промените.">Гадаене60