Межзвездные полеты станут реальностью?

Технология, которую мы используем сегодня, должна быть усовершенствована, и она включает технологии, которые мы используем в космических путешествиях. В настоящее время одной из самых передовых форм движителей, используемых в космических кораблях, является двигатель с ионным приводом. Было время, когда ионные двигатели считались научной фантастикой, но сегодня это совершенно другое.

Проблемы дальних полетов

К сожалению для пилотируемых перелетов, которые трудно назвать дальними (например даже на Марс), рассматриваемые проекты совершенно недостаточны. Межпланетный корабль, и это признано всеми экспертами, должен обладать характеристиками, снимающими ряд проблем, без решения которых такие перелеты просто невозможны. Еще в проекте:

«Даже если бы мы умудрились построить звездный корабль, который сможет летать со скоростью, близкой к скорости света, — писал К. Феоктистов, — время путешествий только по нашей Галактике будет исчисляться тысячелетиями и десятками тысячелетий, так как диаметр ее составляет около 100 000 световых лет. Но на Земле-то за это время пройдет намного больше».

По некоторым расчетам, путешествие займет у космонавтов более 60 лет (по звездолетным часам), но на Земле-то пройдет целая эра. Как встретят космических «неандертальцев» их далекие потомки? Да и будет ли жива Земля вообще? То есть возвращение в принципе бессмысленно. Впрочем, как и сам полет: надо помнить, что мы видим галактику туманность Андромеды такой, какой она была 2,5 млн лет назад — столько идет до нас ее свет. Какой смысл лететь к неизвестной цели, которой, может, уже давно и не существует, во всяком случае, в прежнем виде и на старом месте.

Ближайшая к нашей планете звезда Проксима Центавра находится на расстоянии более 4 световых лет. Это означает, что даже свету звезды, движущемуся со скоростью 299 792 458 м/с, потребуется четыре года, чтобы достичь Земли и наоборот.

Исследование автоматами

Эффектные проекты пилотируемых полетов с высадкой на Марсе, пока к сожалению, не выглядят проектами близкого будущего. Более реальны проекты исследования, которые ведутся американским NASA и в будущем всем космическим сообществом. Самыми интересными на данном этапе представляются проекты по доставке для исследования на Земле образцов марсианского грунта. Только после основательного изучения этой планеты возможна подготовка экспедиции с экипажем.

Весьма популярна идея фотонного двигателя, использующего принцип аннигиляции материи.

Аннигиляция — это превращение частицы и античастицы при их столкновении в какие-либо иные частицы, отличные от исходных. Наиболее изучена аннигиляция электрона и позитрона, порождающая фотоны, энергия которых и будет двигать звездолет. Расчеты американских физиков Ронана Кина и Вей-мин Чжана показывают, что на основе современных технологий возможно создание аннигиляционного двигателя, способного разогнать космический корабль до 70% от скорости света.

Однако дальше начинаются сплошные проблемы. К сожалению, применить антивещество в качестве ракетного топлива очень непросто. Во время аннигиляции происходят вспышки мощнейшего гамма-излучения, губительного для космонавтов. Кроме того, контакт позитронного топлива с кораблем чреват фатальным взрывом. Наконец, пока еще нет технологий для получения достаточного количества антивещества и его длительного хранения: например, атом антиводорода «живет» сейчас менее 20 минут, а производство миллиграмма позитронов обходится в 25 миллионов долларов.

Но, предположим, со временем эти проблемы удастся разрешить. Однако топлива все равно понадобится очень-очень много, и стартовая масса фотонного звездолета будет сравнима с массой Луны (по оценке Константина Феоктистова).

Наиболее популярным и реалистичным звездолетом на сегодняшний день считается солнечный парусник, идея которого принадлежит советскому ученому Фридриху Цандеру.

Солнечный (световой, фотонный) парус — это приспособление, использующее давление солнечного света или лазера на зеркальную поверхность для приведения в движение космического аппарата.

Солнечный парусник — отсутствие топлива на борту, недостатки — уязвимость конструкции паруса: по сути, это тонкая фольга, натянутая на каркас. Где гарантия, что по дороге парус не получит пробоин от космических частиц?

Парусный вариант может подойти для запуска автоматических зондов, станций и грузовых кораблей, но непригоден для пилотируемых полетов с возвратом. Существуют и другие проекты звездолетов, однако они, так или иначе, напоминают вышеперечисленные (с такими же масштабными проблемами).

Итак, преимущество солнечного парусника — отсутствие топлива на борту, недостатки — уязвимость конструкции паруса: по сути, это тонкая фольга, натянутая на каркас. Где гарантия, что по дороге парус не получит пробоин от космических частиц?

Парусный вариант может подойти для запуска автоматических зондов, станций и грузовых кораблей, но непригоден для пилотируемых полетов с возвратом. Существуют и другие проекты звездолетов, однако они, так или иначе, напоминают вышеперечисленные (с такими же масштабными проблемами).

Главной задачей, которая сегодня стоит перед космологами и инженерами является создание принципиально нового двигателя, который позволил бы землянам преодолевать огромные космические расстояния за сравнительно небольшое время. При этом о совершении межгалактических перелетов речь пока, безусловно, не ведется. Для начала человечество могло бы исследовать нашу родную галактику – Млечный путь.

Сегодня ученые пришли к заключению, что космические корабли будущего смогут летать при помощи использования термоядерного двигателя, солнечного паруса, двигателя на антиматерии или двигателя искривления пространства-времени (или варп-двигателя, который хорошо известен поклонникам сериала Star Trek). Последний двигатель в теории должен сделать возможными полеты быстрее скорости света, а значит, и небольшие путешествия во времени.

При этом все перечисленные технологии только лишь описаны, как их реализовать на практике пока что не знает никто. По этой же причине нет ясности, какая же именно технология подает больше всего надежд на реализацию.

Стоит отметить, что подобные космические путешествия требуют затрат колоссального количества энергии, о которых человечество в наши дни даже не мыслит. В то же время неправильное использование энергии может нанести невосполнимый вред как Земле, так и тем планетам, на поверхность которых человек захочет высадиться. Несмотря на все нерешенные проблемы и препятствия и Обузи, и Миллис полагают, что у человеческой цивилизации есть все шансы для того, чтобы покинуть пределы своей «колыбели». Бесценные данные о экзопланетах, звездных системах и инопланетных мирах, которые были собраны космическими обсерваториями «Гершель» и «Кеплер», помогут учеными в тщательном составлении планов полетов.

Вы когда-нибудь слышали об антивеществе? Если нет, антивещество - это в основном материал античастицы с противоположным зарядом обычных частиц. Антивещество использует продукт взаимодействия между веществом и антивеществом как движитель. В отчете, представленном на 39-й совместной конференции и выставке AIAA / ASME / SAE / ASEE, говорится, что для двухступенчатой ракеты с двигателем на антиматерии потребуется более 800 000 метрических тонн топлива, чтобы достичь Проксимы Центавра. Хотя один грамм антивещества будет генерировать огромное количество энергии, производство одного грамма потребует 25 миллионов миллиардов киловатт-часов энергии и много денег. В настоящее время человеку удалось создать только менее 20 нанограммов антивещества.

Вывод на будущее:

В итоге межзвездный полет почти наверняка затянется на тысячи лет даже при выборе в качестве цели ближайшей звезды - Проксима Центавра. Казалось бы - зачем начинать проект, завершения которого не увидишь ни ты и не твои дети? А что по этому поводу думает научная фантастика?

В зависимости от цели миссии размеры и конструкция корабля будут кардинально отличаться, поэтому сегодня имеет смысл рассмотреть три основных типа межзвездных ковчегов:

В реальности проект может сочетать в себе признаки сразу нескольких типов, так что картина может быть несколько сложнее.

Корабль поколений

Корабль поколений - это самый консервативный вариант колонизации другой звездной системы, но отнюдь не самый простой технический.

Обычно его описывают так:

Группа людей отправляется в путешествие на огромном корабле. На борту поддерживаются комфортные условия для полноценной жизни, то есть тяготение, температура и содержание кислорода.

Пассажирам придется выращивать пищу, ремонтировать оборудование, а за время полета что-то наверняка выйдет из строя.

Если же родители были из разных популяций, то потомок наоборот, должен был получиться чрезвычайно умным. Вот только это было запрещено местной религией. Такое общественное устройство должно было бы сохранить общество от внутренних потрясений на время полета, а по прибытии в пункт назначения восстановить интеллектуальный потенциал колонистов уже в первом поколении.

Спящий корабль

Не нужно везти громоздкие системы жизнеобеспечения производства пищи и кислорода, если экипаж в отключке.Глубокая ли это будет заморозка или просто крепкий здоровый сон при пониженных температурах - пока не так важно, ведь долгий путь пролетит для колонистов в одно мгновение.

Конечно, за долгие годы полета с кораблем может случиться всякое, поэтому если не хочется полностью доверять автоматике - можно применить вахтовый метод: одна группа специалистов просыпается, некоторое время работает (месяц, может быть годы), потом на смену ей просыпается другая и так далее, пока корабль не долетел.

Спящий корабль может оказаться куда дешевле корабля поколений, правда скорее всего он потребует более сложных технологий, ведь здесь нужен и продвинутый искусственный интеллект и оборудование для анабиоза и много чего.

Еще спящий корабль подойдет для исследовательской пилотируемой миссии в другую звездную систему.

Корабль-сеятель

Он может вообще не вести людей, доставив на нужную планету эмбрионы.Роботы их вырастят, воспитают, там появится новое общество.

Данный проект удобен еще и в том случае, если планета не совсем готова к заселению, допустим её нужно немного терраформировать, но в запасе есть время.

Заселяем туда микробов, потом растения, животных и только потом выращиваем будущих жителей.

Понятно, что это всё максимально упрощено, но в общих чертах проект может как-то так и выглядеть.

Опять же возможен комбинированный вариант, скажем корабль везет людей, но на борту на всякий случай есть запасные эмбрионы, дабы по прибытию к месту назначения расширить генетическое разнообразие.

Задачи могут быть опять же разными, хотя для космических исследований корабль-сеятель не очень подходит.

Проблемы невесомости

Одна из проблем, с которыми придется столкнуться создателям полноценного корабля поколений - это поддержание искусственной силы тяжести, ведь все земные организмы развивались при условии, что тяготение постоянно присутствует и это повлияло не только на строение наших тел, костей, кровеносной системы, ну и на нашу биохимию.

Затраты

Длительный пилотируемый полет всегда будет требовать многократно больших затрат средств, нежели роботизированная миссия.

Уже на этапе разработки необходимо учитывать стоимость систем жизнеобеспечения и их тестовой эксплуатации. Даже в сценариях спасительного ковчега, когда межзвездный корабль сооружается в спешке, должны быть проведены эксперименты, обосновывающие выбор конкретных решений.

Межзвёздные путешествия требуют чрезвычайно больших финансовых и интеллектуальных ресурсов в планетарных масштабах. Приоритетными задачами человечества становятся решение глобальных проблем, таких как истощение земных ресурсов, изменение климата, рост населения, преодоление голода в отдельных странах.

Помимо технических и финансовых трудностей межзвёздных путешествий, одна из главных ловушек подобных проектов заключается в человеческом факторе. Как мотивировать большое количество людей на полёт длиною в жизнь, результат которого останется неизвестным до самого конца? Пока учёные не могут дать ответ. Но мечты имеют свойство сбываться. И стремительное развитие технологий даёт возможность утверждать, что рано или поздно, человек достигнет звёзд.

Срок

Межзвездные полеты станут доступны не ранее чем через 250-300 лет, рассказал в интервью РИА Новости ведущий научный сотрудник Лаборатории реактивного движения НАСА Вячеслав Турышев, принимавший участие в около 40 миссиях НАСА.

"Предположим, через пару лет мы с вами открываем газету, где на первой полосе огромным шрифтом напечатано: "В 100 световых годах от нас найдена планета, на которой подтверждено наличие органической жизни". Полеты на такие расстояния нам не будут доступны еще минимум 250-300 лет", — сказал он.

Ставьте лайки, подписывайтесь на канал, делитесь ссылками в социальных сетях. Спасибо за внимание!