Anak lelaki dan anak perempuan planet biru
Melambung ke atas, mengganggu bintang kedamaian.
Jalan menuju ruang antara bintang telah ditetapkan
Untuk satelit, roket, stesen saintifik.
Seorang lelaki Rusia terbang dengan roket, Saya melihat seluruh bumi dari atas.
Gagarin adalah yang pertama di angkasa.
Bagaimana keadaan anda?
Pada tahun 1973, kumpulan kerja British Interplanetary Society mula merancang penampilan kapal angkasa antara bintang yang mampu menempuh perjalanan selama 6 tahun cahaya dalam mod tanpa pemandu dan melakukan penerokaan ringkas di sekitar Barnard's Star.
Perbezaan mendasar antara projek British dan karya fiksyen sains adalah syarat reka bentuk yang asli: dalam karya mereka, saintis Britain bergantung sepenuhnya pada teknologi atau teknologi kehidupan sebenar dalam masa terdekat, yang akan segera muncul. "Anti-graviti" yang hebat, "teleportasi" yang tidak diketahui dan "mesin superluminal" ditolak sebagai idea eksotik dan sangat mustahil.
Menurut terma projek, pemaju terpaksa meninggalkan "mesin foton" yang terkenal. Walaupun terdapat kemungkinan teoritis adanya reaksi pemusnahan zat, bahkan ahli fizik yang paling berani yang kerap bereksperimen dengan kanabinoid halusinogen tidak dapat menjelaskan bagaimana untuk mempraktikkan penyimpanan "antimateri" dan bagaimana mengumpulkan tenaga yang dibebaskan.
Projek ini mendapat nama simbolik "Daedalus" - untuk menghormati pahlawan eponim mitos Yunani, yang berjaya terbang di atas laut, berbeza dengan Icarus, yang terbang terlalu tinggi.
Kapal angkasa antara bintang automatik Daedalus mempunyai reka bentuk dua peringkat.
Makna projek Daedalus:
Bukti kemungkinan penciptaan oleh Umat Manusia kapal angkasa tanpa pemandu untuk kajian sistem bintang yang paling dekat dengan Matahari.
Bahagian teknikal projek:
Penyiasatan dari lintasan terbang sistem bintang Barnard (kerdil merah jenis spektrum M5V pada jarak 5, 91 tahun cahaya, salah satu yang paling dekat dengan Matahari dan, pada masa yang sama, "terpantas" bintang di langit bumi. Komponen tegak lurus bagi kecepatan bintang ke arah penglihatan pengamat daratan adalah 90 km / s, yang, ditambah dengan jarak yang relatif "dekat", mengubah "Flying Barnard" menjadi "komet" yang sebenar. Pemilihan sasaran ditentukan oleh teori keberadaan sistem planet di bintang Barnard (teori itu kemudian disangkal). Pada zaman kita, "sasaran rujukan" adalah bintang paling dekat dengan Matahari, Proxima Centauri (jarak 4, 22 tahun cahaya).
Menggerakkan Bintang Barnard di Langit Bumi
Keadaan projek:
Kapal angkasa tanpa pemandu. Hanya teknologi realistik dalam masa terdekat. Masa penerbangan maksimum ke bintang adalah 49 tahun! Menurut syarat-syarat Project Daedalus, mereka yang membuat kapal antarbintang seharusnya dapat mengetahui hasil misi itu sepanjang hayat mereka. Dengan kata lain, untuk mencapai Barnard's Star dalam 49 tahun, kapal angkasa itu memerlukan kelajuan pelayaran dari 0.1 kali kelajuan cahaya.
Data awal:
Saintis Britain mempunyai "set" yang agak mengagumkan dari semua pencapaian moden tamadun Manusia: teknologi nuklear, reaksi termonuklear yang tidak terkawal, laser, fizik plasma, ruang berawak dilancarkan ke orbit dekat bumi,teknologi untuk bergabung dan menjalankan kerja pemasangan objek bersaiz besar di luar angkasa, sistem komunikasi jarak jauh, mikroelektronik, automasi dan kejuruteraan ketepatan. Adakah ini cukup untuk "menyentuh tangan anda" kepada bintang?
Tidak jauh dari sini - satu perhentian teksi
Dibanjiri dengan impian manis dan kebanggaan terhadap pencapaian Pikiran Manusia, pembaca sudah berlari untuk membeli tiket di kapal antarbintang. Malangnya, kegembiraannya terlalu awal. Alam semesta telah mempersiapkan tindak balasnya yang menakutkan terhadap cubaan menyedihkan manusia untuk mencapai bintang-bintang terdekat.
Sekiranya anda mengurangkan ukuran bintang seperti Matahari menjadi ukuran bola tenis, seluruh sistem suria akan masuk di Dataran Merah. Dimensi Bumi, dalam hal ini, umumnya akan dikurangkan menjadi ukuran sebutir pasir.
Pada masa yang sama, "bola tenis" terdekat (Proxima Centauri) akan terletak di tengah Alexanderplatz di Berlin, dan bintang Barnard yang sedikit lebih jauh - di Piccadilly Circus di London!
Kedudukan Voyager 1 pada 8 Februari 2012. Jarak 17 jam cahaya dari Matahari.
Jarak yang mengerikan menimbulkan keraguan mengenai idea perjalanan antara bintang. Stesen tanpa pemandu Voyager 1, yang dilancarkan pada tahun 1977, mengambil masa 35 tahun untuk melintasi sistem suria (penyiasatan melaluinya pada 25 Ogos 2012 - pada hari itu gema terakhir "angin suria" meleleh di belakang buritan stesen, sementara sinaran galaksi intensiti). Perlu 35 tahun untuk terbang "Red Square". Berapa lama masa yang diperlukan untuk Voyager terbang "dari Moscow ke London"?
Di sekitar kita terdapat jurang hitam quadrillion kilometer - adakah kita berpeluang terbang ke bintang terdekat sekurang-kurangnya setengah abad dunia?
Saya akan menghantar kapal untuk anda …
Tidak ada yang meragui bahawa Daedalus akan memiliki dimensi mengerikan - hanya "muatan" yang dapat mencapai ratusan tan. Sebagai tambahan kepada instrumen astrofizik, alat pengesan dan kamera televisyen yang cukup ringan, ruang yang agak besar untuk mengawal sistem kapal, pusat pengkomputeran, dan yang paling penting, sistem komunikasi dengan Bumi diperlukan di atas kapal.
Teleskop radio moden mempunyai kepekaan yang luar biasa: pemancar Voyager 1, yang terletak pada jarak 124 unit astronomi (124 kali lebih jauh dari Bumi ke Matahari), mempunyai kekuatan hanya 23 watt - kurang dari bola lampu di dalam peti sejuk anda. Anehnya, ini ternyata cukup untuk memastikan komunikasi tanpa gangguan dengan peranti pada jarak 18.5 bilion kilometer! (prasyarat - kedudukan Voyager di angkasa diketahui dengan ketepatan 200 meter)
Barnard's Star berjarak 5.96 tahun cahaya dari Matahari - 3.000 kali lebih jauh dari Voyager. Jelas, dalam hal ini, pemintas 23-watt tidak dapat dilepaskan - jarak yang luar biasa dan ralat yang ketara dalam menentukan kedudukan kapal angkasa di angkasa akan memerlukan daya radiasi beratus-ratus kilowatt. Dengan semua syarat berikut untuk dimensi antena.
Para saintis Britain telah menamakan angka yang sangat pasti: muatan kapal angkasa Daedalus (jisim petak kawalan, instrumen saintifik dan sistem komunikasi) adalah sekitar 450 tan. Sebagai perbandingan, jisim Stesen Angkasa Antarabangsa setakat ini telah melebihi 417 tan.
Muatan kapal angkasa yang diperlukan berada dalam had yang realistik. Di samping itu, memandangkan kemajuan teknologi mikroelektronik dan ruang angkasa selama 40 tahun terakhir, angka ini mungkin sedikit menurun.
Enjin dan bahan api. Penggunaan tenaga yang melampau dalam perjalanan antara bintang menjadi penghalang utama ekspedisi tersebut.
Saintis Britain berpegang pada logik sederhana: Kaedah manakah yang diketahui untuk mendapatkan tenaga yang paling produktif? Jawapannya jelas - pelakuran termonuklear. Adakah kita dapat membuat "reaktor termonuklear" yang stabil hari ini? Sayangnya, tidak, semua percubaan untuk mewujudkan "teras termonuklear terkawal" akan gagal. Pengeluaran? Kita mesti menggunakan reaksi letupan. Kapal angkasa "Daedalus" berubah menjadi "meletup" dengan mesin roket termonuklear berdenyut.
Prinsip operasi dalam teori mudah: “sasaran” dari campuran beku deuterium dan helium-3 dimasukkan ke ruang kerja. Sasaran dipanaskan oleh denyut laser - letupan termonuklear kecil menyusul - dan, voila, pembebasan tenaga untuk mempercepat kapal!
Pengiraan menunjukkan bahawa untuk percepatan efektif Daedalus, perlu menghasilkan 250 letupan sesaat - oleh itu, sasaran mesti dimasukkan ke dalam ruang pembakaran mesin termonuklear berdenyut pada kecepatan 10 km / s!
Ini adalah khayalan tulen - pada kenyataannya tidak ada satu sampel pun yang dapat digunakan untuk mesin termonuklear berdenyut. Lebih-lebih lagi, ciri unik mesin dan keperluan tinggi untuk kebolehpercayaannya (mesin kapal angkasa mesti beroperasi berterusan selama 4 tahun) mengubah perbualan mengenai kapal angkasa menjadi cerita yang tidak bermakna.
Sebaliknya, tidak ada satu elemen pun dalam reka bentuk mesin termonuklear berdenyut yang belum diuji dalam praktik - solenoid superkonduktor, laser berkuasa tinggi, senjata elektron … semua ini telah lama dikuasai oleh industri dan sering dibawa ke pengeluaran besar-besaran. Kami mempunyai teori yang dikembangkan dengan baik dan perkembangan praktikal yang kaya dalam bidang fizik plasma - ini hanya masalah membuat mesin berdenyut berdasarkan sistem ini.
Jisim anggaran struktur kapal angkasa (enjin, tangki, rangka sokongan) adalah 6170 tan, tidak termasuk bahan bakar. Pada dasarnya, angka itu kelihatan realistik. Tiada sepersepuluh darjah dan angka sifar yang tidak terkira banyaknya. Untuk menyampaikan sebilangan besar struktur logam ke orbit bumi rendah, hanya memerlukan 44 pelancaran roket Saturn-5 yang kuat (muatan 140 tan dengan berat pelancaran 3000 tan).
Kenderaan pelancaran super berat H-1, berat pelancaran 2735 … 2950 tan
Sehingga kini, angka-angka ini secara teori sesuai dengan kemampuan industri moden, walaupun mereka memerlukan beberapa pengembangan teknologi moden. Sudah tiba masanya untuk mengajukan soalan utama: berapakah jisim bahan bakar yang diperlukan untuk mempercepat kapal angkasa menjadi 0, 1 kelajuan cahaya? Jawapannya terdengar menakutkan dan, pada masa yang sama, mendorong - 50,000 tan bahan bakar nuklear. Walaupun nampaknya tidak mungkin angka ini, hanya "separuh" perpindahan kapal induk nuklear Amerika. Perkara lain ialah kosmonautik moden belum bersedia untuk bekerja dengan struktur besar seperti itu.
Tetapi masalah utamanya berbeza: komponen utama bahan bakar untuk mesin termonuklear berdenyut adalah isotop Helium-3 yang jarang dan mahal. Jumlah pengeluaran helium-3 semasa tidak melebihi 500 kg per tahun. Pada masa yang sama, 30,000 tan bahan khusus ini perlu dicurahkan ke dalam tangki Daedalus.
Komen berlebihan - tidak ada jumlah helium-3 di Bumi. "Saintis Britain" (kali ini anda layak mengambil ungkapan dalam tanda petik) mencadangkan bangunan "Daedalus" di orbit Musytari dan mengisi bahan bakar di sana, mengeluarkan bahan bakar dari lapisan awan atas planet raksasa.
Futurisme murni dikalikan dengan absurditi.
Walaupun terdapat gambaran keseluruhan yang mengecewakan, projek Daedalus menunjukkan bahawa pengetahuan saintifik yang ada cukup untuk menghantar ekspedisi kepada bintang-bintang terdekat. Masalahnya terletak pada skala kerja - kita mempunyai sampel kerja "Tokamaks", elektromagnet superkonduktor, cryostat dan kapal Dewar dalam keadaan makmal yang ideal, tetapi kita sama sekali tidak tahu bagaimana salinan hipertropi mereka seberat ratusan tan akan berfungsi. Bagaimana untuk memastikan operasi berterusan struktur hebat ini selama bertahun-tahun - semua ini dalam keadaan luar angkasa yang keras, tanpa kemungkinan pembaikan dan penyelenggaraan oleh manusia.
Semasa mengusahakan penampilan kapal angkasa "Daedalus", para saintis menghadapi banyak masalah kecil, tetapi tidak kurang pentingnya. Sebagai tambahan kepada keraguan yang telah disebutkan mengenai kebolehpercayaan mesin termonuklear berdenyut, pencipta kapal angkasa antara bintang menghadapi masalah mengimbangi kapal raksasa, pecutan dan orientasinya yang betul di angkasa. Terdapat juga saat-saat positif - selama 40 tahun yang berlalu sejak permulaan kerja pada projek Daedalus, masalah dengan kompleks pengkomputeran digital di atas kapal berjaya diselesaikan. Kemajuan besar dalam mikroelektronika, nanoteknologi, kemunculan bahan dengan ciri unik - semua ini secara sederhana mempermudah keadaan untuk mewujudkan kapal angkasa. Juga, masalah komunikasi ruang dalam berjaya diselesaikan.
Tetapi sehingga kini belum ada penyelesaian untuk masalah klasik - keselamatan ekspedisi antarbintang. Dengan kelajuan 0, 1 dari kecepatan cahaya, setitik debu menjadi halangan berbahaya bagi kapal, dan meteorit kecil dengan ukuran pemacu kilat dapat menjadi akhir dari keseluruhan ekspedisi. Dengan kata lain, kapal itu mempunyai setiap kemungkinan terbakar sebelum sampai ke sasarannya. Teori ini mencadangkan dua penyelesaian: "barisan pertahanan" pertama - awan pelindung mikropartikel yang dipegang oleh medan magnet seratus kilometer menjelang perjalanan kapal. "Garis pertahanan" kedua adalah perisai logam, seramik atau komposit untuk mencerminkan serpihan meteorit yang reput. Sekiranya semuanya lebih kurang jelas mengenai reka bentuk perisai, maka pemenang Hadiah Nobel dalam bidang fizik tidak tahu bagaimana melaksanakan praktiknya "awan mikropartikel pelindung" pada jarak yang cukup jauh dari kapal. Sudah jelas bahawa dengan bantuan medan magnet, tetapi inilah sebenarnya …
… Kapal itu berlayar dalam ruang kosong. Sudah 50 tahun dia meninggalkan sistem suria dan perjalanan panjang membentang di belakang "Daedalus" selama enam tahun cahaya. Tali pinggang Kuiper yang berbahaya dan awan Oort yang misterius telah selamat dilintasi, instrumen rapuh telah menahan arus sinar galaksi dan kedinginan ruang terbuka yang kejam … Pertemuan yang segera dirancang dengan sistem bintang Barnard … tetapi apa peluang ini pertemuan di tengah-tengah lautan bintang yang tidak berkesudahan menjanjikan utusan Bumi yang jauh? Bahaya baru bertembung dengan meteorit besar? Medan magnet dan tali pinggang radiasi yang mematikan di sekitar "menjalankan Barnard"? Kejadian protruberan yang tidak dijangka? Masa akan memberitahu … "Daedalus" dalam dua hari akan melepasi bintang dan menghilang selamanya dalam luasnya Cosmos.
Daedalus berbanding Empire State Building 102 tingkat
Bangunan Empire State, mercu tanda utama di kaki langit New York. Tinggi tanpa menara 381 m, tinggi dengan menara 441 meter
Daedalus berbanding kenderaan pelancaran super berat Saturn V
Saturn V di pad pelancaran
