فرزندان و دختران سیاره آبی
اوج بگیرید ، ستاره های صلح را مختل کنید.
مسیر ورود به فضای بین ستاره ای برقرار شده است
برای ماهواره ها ، موشک ها ، ایستگاه های علمی.
یک پسر روسی با موشک پرواز می کرد ،
من تمام زمین را از بالا دیدم.
گاگارین اولین نفر در فضا بود.
شما چگونه خواهید بود؟
در سال 1973 ، یک گروه کاری از انجمن بین سیاره ای بریتانیا طراحی ظاهری یک فضاپیمای بین ستاره ای را آغاز کرد که قادر به حرکت 6 سال نوری در حالت بدون سرنشین و انجام یک اکتشاف مختصر در مجاورت ستاره بارنارد بود.
تفاوت اساسی بین پروژه بریتانیایی و آثار علمی تخیلی شرایط اولیه طراحی بود: دانشمندان انگلیسی در کار خود منحصراً به فناوریها یا فناوریهای واقعی در آینده نزدیک تکیه کردند ، که ظاهر قریب الوقوع آنها تردیدی نیست. "ضد جاذبه" فوق العاده ، "دوربرد" ناشناخته و "موتورهای فوق نور" به عنوان ایده های عجیب و غریب غیرممکن رد شدند.
با توجه به شرایط پروژه ، توسعه دهندگان مجبور شدند حتی "موتور فوتونی" محبوب آن زمان را رها کنند. علیرغم امکان نظری وجود یک واکنش نابودی مواد ، حتی جسورترین فیزیکدانانی که مرتباً با کانابینوئیدهای توهم زا آزمایش می کنند ، نمی توانند نحوه ذخیره سازی "ضد ماده" و نحوه جمع آوری انرژی آزاد شده را توضیح دهند.
این پروژه نام نمادین "Daedalus" را دریافت کرد - به افتخار قهرمان نامدار اسطوره یونان ، که موفق شد بر فراز دریا پرواز کند ، بر خلاف ایکاروس ، که خیلی بلند پرواز کرد.
فضاپیمای خودی بین ستاره ای ددالوس دارای طراحی دو مرحله ای بود.
مفهوم پروژه ددالوس:
اثبات امکان ایجاد یک فضاپیمای بدون سرنشین توسط بشر برای مطالعه منظومه های ستاره ای نزدیک به خورشید.
جنبه فنی پروژه:
بررسی از مسیر پرواز سیستم ستاره بارنارد (کوتوله قرمز از نوع طیفی M5V در فاصله 5 ، 91 سال نوری ، یکی از نزدیکترین به خورشید و در عین حال ، "سریع ترین" ستارگان در آسمان زمین. جزء عمود بر سرعت ستاره به جهت دید ناظر زمینی 90 کیلومتر بر ثانیه است که با فاصله نسبتا "نزدیک" ، "پرواز بارنارد" را به "دنباله دار" واقعی تبدیل می کند). انتخاب هدف توسط نظریه وجود یک سیستم سیاره ای در ستاره بارنارد (این نظریه بعداً رد شد) دیکته شد. در زمان ما ، "هدف مرجع" نزدیک ترین ستاره به خورشید ، پروکسیما قنطورس (فاصله 4 ، 22 سال نوری) است.
حرکت ستاره بارنارد در آسمان زمینی
شرایط پروژه:
سفینه فضایی بدون سرنشین فقط فناوریهای واقع بینانه در آینده نزدیک. حداکثر زمان پرواز به ستاره 49 سال است! طبق شرایط پروژه Daedalus ، کسانی که کشتی بین ستاره ای را ایجاد کرده اند باید می توانستند در طول زندگی خود به نتایج ماموریت پی ببرند. به عبارت دیگر ، برای رسیدن به ستاره بارنارد در 49 سال ، سفینه فضایی نیاز به سرعت حرکت 0.1 برابر سرعت نور دارد.
اطلاعات اولیه:
دانشمندان انگلیسی "مجموعه" نسبتاً قابل توجهی از همه دستاوردهای مدرن تمدن بشری داشتند: فناوری هسته ای ، واکنش حرارتی هسته ای کنترل نشده ، لیزرها ، فیزیک پلاسما ، پرتاب فضایی سرنشین دار به مدار نزدیک زمین ،فن آوری هایی برای پیوستن و انجام کار مونتاژ اجسام بزرگ در فضا ، سیستم های ارتباطی فضایی دوربرد ، میکروالکترونیک ، اتوماسیون و مهندسی دقیق. آیا این برای "لمس دست خود" به ستاره ها کافی است؟
نه چندان دور از اینجا - یک توقف تاکسی
خواننده سرشار از رویاهای شیرین و افتخار به دستاوردهای ذهن بشر ، در حال حاضر در حال خرید بلیط در یک کشتی بین ستاره ای است. افسوس ، شادی او زودرس است. جهان پاسخ هولناک خود را به تلاش های رقت انگیز بشر برای رسیدن به نزدیکترین ستارگان آماده کرده است.
اگر اندازه یک ستاره مانند خورشید را به اندازه یک توپ تنیس کاهش دهید ، کل منظومه شمسی در میدان سرخ جا می گیرد. ابعاد زمین ، در این مورد ، عموماً به اندازه یک دانه شن کاهش می یابد.
در همان زمان ، نزدیکترین "توپ تنیس" (Proxima Centauri) در وسط Alexanderplatz در برلین ، و کمی دورتر از ستاره بارنارد - در سیرک Piccadilly در لندن قرار دارد!
موقعیت وویجر 1 در 8 فوریه 2012. فاصله 17 ساعت نوری از خورشید.
فاصله های هیولایی ایده سفرهای بین ستاره ای را زیر سال می برد. ایستگاه بدون سرنشین وویجر 1 ، که در سال 1977 راه اندازی شد ، 35 سال طول کشید تا از منظومه شمسی عبور کند (کاوشگر در 25 آگوست 2012 از آن فراتر رفت - در آن روز آخرین پژواک "باد خورشیدی" در پشت بند ایستگاه ذوب شد ، در حالی که تشعشع کهکشانی). پرواز "میدان سرخ" 35 سال طول کشید. چقدر طول می کشد تا وویجر "از مسکو به لندن" پرواز کند؟
در اطراف ما چهار میلیارد کیلومتر پرتگاه سیاه وجود دارد - آیا ما این شانس را داریم که حداقل در نیم قرن زمینی به نزدیکترین ستاره پرواز کنیم؟
برایت کشتی می فرستم …
هیچ کس شک نداشت که Daedalus دارای ابعاد هیولایی باشد - فقط "بار" می تواند به صدها تن برسد. علاوه بر ابزارهای نجومی نسبتاً سبک ، آشکارسازها و دوربین های تلویزیونی ، یک محفظه نسبتاً بزرگ برای کنترل سیستم های کشتی ، یک مرکز محاسباتی و از همه مهمتر ، یک سیستم ارتباطی با زمین در کشتی مورد نیاز است.
رادیو تلسکوپ های مدرن دارای حساسیت فوق العاده ای هستند: فرستنده وویجر 1 ، واقع در فاصله 124 واحد نجومی (124 بار از زمین تا خورشید) ، تنها 23 وات قدرت دارد - کمتر از یک لامپ در یخچال شما. با کمال تعجب ، این امر برای اطمینان از ارتباط بی وقفه با دستگاه در فاصله 18.5 میلیارد کیلومتر کافی بود! (پیش نیاز - موقعیت وویجر در فضا با دقت 200 متر مشخص است)
ستاره بارنارد 5.96 سال نوری از خورشید فاصله دارد - 3000 بار دورتر از وویجر. بدیهی است ، در این مورد ، نمی توان از رهگیر 23 وات چشم پوشی کرد - فاصله باورنکردنی و خطای قابل توجه در تعیین موقعیت سفینه فضایی در فضا به نیروی تابشی صدها کیلووات نیاز دارد. با تمام الزامات بعدی برای ابعاد آنتن.
دانشمندان انگلیسی از رقم بسیار قطعی نام برده اند: میزان بار فضاپیمای ددالوس (جرم محفظه کنترل ، ابزارهای علمی و سیستم ارتباطی) حدود 450 تن خواهد بود. برای مقایسه ، جرم ایستگاه فضایی بین المللی تا به امروز بیش از 417 تن بوده است.
بار مورد نیاز کشتی فضایی در محدوده واقعی است. علاوه بر این ، با توجه به پیشرفت در زمینه میکروالکترونیک و فناوری فضایی در 40 سال گذشته ، این رقم ممکن است کمی کاهش یابد.
موتور و سوخت. مصرف زیاد انرژی سفرهای بین ستاره ای به یک مانع کلیدی برای چنین سفرهایی تبدیل می شود.
دانشمندان انگلیسی به یک منطق ساده پایبند بودند: کدام یک از روش های شناخته شده برای به دست آوردن انرژی بیشترین بهره وری را دارد؟ پاسخ واضح است - همجوشی حرارتی.آیا امروز قادر به ایجاد یک "راکتور گرمایی هسته ای" پایدار هستیم؟ افسوس ، نه ، همه تلاش ها برای ایجاد "هسته گرمایی هسته ای کنترل شده" با شکست روبرو می شود. خروجی؟ ما باید از یک واکنش انفجاری استفاده کنیم. سفینه فضایی "Daedalus" با موتور موشک حرارتی هسته ای پالس به "منفجر" تبدیل می شود.
اصل عملکرد در تئوری ساده است: "اهداف" از مخلوط منجمد دوتریوم و هلیوم 3 به اتاق کار وارد می شوند. هدف توسط یک پالس لیزر گرم می شود - یک انفجار کوچک هسته ای در پی دارد - و ، voila ، آزاد شدن انرژی برای سرعت بخشیدن به کشتی!
محاسبه نشان داد که برای شتاب م theثر Daedalus ، لازم است 250 انفجار در ثانیه ایجاد شود - بنابراین ، اهداف باید با سرعت 10 کیلومتر بر ثانیه وارد محفظه احتراق یک موتور حرارتی هسته ای پالسی شوند!
این یک فانتزی محض است - در حقیقت یک نمونه قابل اجرا از یک موتور حرارتی هسته ای پالسی وجود ندارد. علاوه بر این ، ویژگی های منحصر به فرد موتور و الزامات بالای قابلیت اطمینان آن (موتور یک کشتی فضایی باید به طور مداوم به مدت 4 سال کار کند) گفتگو در مورد کشتی فضایی را به یک داستان بی معنی تبدیل می کند.
از سوی دیگر ، هیچ عنصر واحدی در طراحی یک موتور حرارتی هسته ای پالسی وجود ندارد که در عمل آزمایش نشده باشد - شیر برقی های ابررسانا ، لیزرهای قدرتمند ، تفنگ های الکترونیکی … همه اینها مدتهاست که توسط صنعت تسلط یافته است و اغلب به تولید انبوه می رسند. ما یک نظریه کاملاً توسعه یافته و پیشرفتهای عملی غنی در زمینه فیزیک پلاسما داریم - این فقط ایجاد یک موتور پالس بر اساس این سیستمها است.
جرم برآورد شده ساختار فضاپیما (موتور ، مخازن ، خرپاهای نگهدارنده) بدون احتساب سوخت 6170 تن است. اساساً ، این رقم واقعی به نظر می رسد. بدون دهم درجه و صفر بیشمار. برای رساندن چنین مقدار از سازه های فلزی به مدار زمین ، "44" پرتاب موشک قدرتمند زحل -5 (140 تن بار با وزن پرتاب 3000 تن) نیاز است.
ماشین پرتاب فوق سنگین H-1 ، وزن پرتاب 2735 … 2950 تن
تا کنون ، این ارقام از لحاظ نظری با قابلیت های صنعت مدرن مطابقت دارد ، اگرچه به توسعه فناوری های مدرن نیاز داشت. وقت آن است که س mainال اصلی را بپرسیم: جرم سوخت مورد نیاز برای سرعت بخشیدن به فضاپیما تا 0 ، 1 سرعت نور چقدر است؟ این پاسخ ترسناک و در عین حال دلگرم کننده به نظر می رسد - 50،000 تن سوخت هسته ای. علیرغم محتمل بودن ظاهری این رقم ، این "فقط" نیمی از جابجایی ناو هواپیمابر آمریکایی است. نکته دیگر این است که فضانوردی مدرن هنوز آماده کار با چنین ساختارهای حجیم نیست.
اما مشکل اصلی متفاوت بود: جزء اصلی سوخت موتور حرارتی هسته ای ایزوتوپ کمیاب و گران قیمت هلیوم -3 است. حجم تولید فعلی هلیوم -3 از 500 کیلوگرم در سال تجاوز نمی کند. در همان زمان ، 30،000 تن از این ماده خاص باید در مخازن Daedalus ریخته شود.
نظرات اضافی هستند - چنین مقدار هلیوم -3 در زمین وجود ندارد. "دانشمندان انگلیسی" (این بار شما می توانید به نحو شایسته عبارت را در علامت نقل قول در نظر بگیرید) پیشنهاد ساخت "Daedalus" در مدار مشتری و سوخت گیری مجدد آن در آنجا ، استخراج سوخت از لایه ابر بالای سیاره غول پیکر.
آینده نگاری محض ضرب در پوچی.
با وجود تصویر کلی ناامید کننده ، پروژه ددالوس نشان داد که دانش علمی موجود برای ارسال یک اعزام به نزدیکترین ستارگان کافی است. مشکل در مقیاس کار نهفته است - ما نمونه های کار "Tokamaks" ، ابررساناهای مغناطیسی ، کریواستات و رگ های Dewar را در شرایط ایده آل آزمایشگاهی داریم ، اما ما هیچ نظری نداریم که چگونه نسخه های هیپرتروفی آنها با صدها تن وزن کار خواهند کرد.چگونه می توان عملکرد مستمر این سازه های خارق العاده را برای سالها تضمین کرد - همه اینها در شرایط سخت فضای بیرونی ، بدون هیچ گونه امکان تعمیر و نگهداری توسط انسان.
هنگام کار بر روی ظاهر فضاپیمای "ددالوس" ، دانشمندان با بسیاری از مشکلات جزئی ، اما نه چندان مهم روبرو شدند. علاوه بر شک و تردیدهایی که قبلاً در مورد قابلیت اطمینان موتور حرارتی هسته ای پالسی ذکر شد ، سازندگان سفینه فضایی بین ستاره ای با مشکل تعادل کشتی غول پیکر ، شتاب صحیح و جهت گیری آن در فضا روبرو شدند. لحظات مثبتی نیز وجود داشت - در طول 40 سالی که از شروع کار روی پروژه Daedalus می گذرد ، مشکل مجموعه محاسبات دیجیتال در کشتی با موفقیت حل شده است. پیشرفت عظیم در میکروالکترونیک ، فناوری نانو ، ظهور موادی با ویژگی های منحصر به فرد - همه اینها شرایط ایجاد یک کشتی فضایی را به میزان قابل توجهی ساده کرد. همچنین ، مشکل ارتباطات فضایی با موفقیت حل شد.
اما تا کنون هیچ راه حلی برای مشکل کلاسیک - ایمنی یک سفر بین ستاره ای پیدا نشده است. با سرعت 0 ، 1 سرعت نور ، هر ذره گرد و غبار به مانعی خطرناک برای کشتی تبدیل می شود و شهاب سنگ کوچکی به اندازه یک درایو فلش می تواند پایان کل اعزام باشد. به عبارت دیگر ، قبل از رسیدن به هدف ، همه احتمال سوختن وجود دارد. این نظریه دو راه حل ارائه می دهد: اولین "خط دفاعی" - یک ابر محافظ از ریز ذرات که توسط میدان مغناطیسی صد کیلومتر جلوتر از مسیر کشتی نگه داشته می شود. دومین "خط دفاعی" یک سپر فلزی ، سرامیکی یا کامپوزیتی است که قطعات شهاب سنگ های پوسیده را منعکس می کند. اگر همه چیز در مورد طراحی سپر کم و بیش روشن باشد ، حتی برندگان جایزه نوبل در فیزیک نمی دانند چگونه در عمل "ابر محافظ از ریز ذرات" را در فاصله قابل توجهی از کشتی پیاده کنند. واضح است که با کمک میدان مغناطیسی ، اما در اینجا نحوه دقیق …
… کشتی در خلاء یخی در حال حرکت است. 50 سال از خروج وی از منظومه شمسی می گذرد و یک سفر طولانی به مدت شش سال نوری در پشت "ددالوس" ادامه دارد. کمربند خطرناک کوایپر و ابر اسرارآمیز اورت با خیال راحت عبور کرده اند ، سازهای شکننده در برابر جریانهای پرتوهای کهکشانی و سرمای وحشیانه فضای باز مقاومت کرده اند … قرار ملاقات به زودی با سیستم ستاره بارنارد … اما این شانس چه می کند ملاقات در وسط اقیانوس بی پایان ستاره ای قول پیام رسان زمین دور را می دهد؟ خطرات جدید ناشی از برخورد با شهاب سنگ های بزرگ؟ میدانهای مغناطیسی و کمربندهای تابشی کشنده در مجاورت "در حال اجرا بارنارد"؟ طغیان غیر منتظره protruberans؟ زمان نشان خواهد داد … "ددالوس" در دو روز با سرعت از کنار ستاره می گذرد و برای همیشه در وسعت کیهان ناپدید می شود.
ددالوس در مقابل ساختمان 102 طبقه امپایر استیت
ساختمان امپایر استیت ، نقطه عطف اصلی در خط افق نیویورک است. ارتفاع بدون گلدسته 381 متر ، ارتفاع با گلدسته 441 متر
ددالوس در مقابل پرتابگر فوق سنگین Saturn V
کیوان V در سکوی پرتاب
