|
Межзвёздные корабли: проекты готовы, физики - нет
 Хорошо фантастам — придумал для двигателя звездолёта загадочное название и смело запускай его к другим мирам. Реальность куда сложнее, но это не мешает, впрочем, и настоящим инженерам фантазировать на тему звездолётов далёкого будущего. Не слишком отрываясь от реальности.
Американский физик Марк Миллис (Marc Millis) в свободное от работы время собирает из подручных материалов масштабные модели межзвёздных кораблей, подобные тем, что мы можем в изобилии видеть в фантастических фильмах.
Однако развлечение Марка — отголосок серьёзной деятельности. Много лет Миллис работал в NASA, где возглавлял замороженный ныне проект "Физика прорыва в реактивном движении" (NASA Breakthrough Propulsion Physics Project).
Проект был призван аккумулировать и анализировать все достижения физики, которые так или иначе могли бы способствовать реализации давней мечты человечества — межзвёздных путешествий.
Не то, чтобы инженеры вознамерились прямо завтра взять и построить пилотируемый звездолёт, но они в какой-то мере решили подготовить для такой будущей работы почву.
Специальный сайт NASA "Двигатель деформации — когда?" (Warp Drive — When?), созданный Миллисом, стал своего рода кратким и популяризированным отчётом Breakthrough Propulsion Physics.
Прежде всего, автор отмечает, что эскизные проекты звездолётов появились на Западе ещё в 1950-1960-х годах.
Так, в проекте Orion позади корабля (на расстоянии от 10 до 100 метров) предлагалось взрывать по 5 миниатюрных ядерных бомб в секунду, удары которых амортизировала бы массивная пластина, установленная на направляющих.
Было просчитано даже несколько вариантов корабля массой от 300 тонн до 8 миллионов тонн.
Грязно, но сравнительно просто и эффективно — так можно было бы охарактеризовать этот корабль. Проект, впрочем, свернули в 1960-х когда появился запрет на ядерные испытания, и встал вопрос о радиоактивном загрязнении космоса.
Примерно тогда же появился межзвёздный прямоточный двигатель Буссарда (Bussard Interstellar Ramjet), который предполагал использование в качестве горючего и рабочего вещества межзвёздный водород.
Газ можно было бы ионизировать мощным излучением, стягивать в заборник корабля электромагнитным полем и использовать для термоядерной реакции.
Нужно ли пояснять, что и сейчас человечество едва ли смогло бы построить подобный корабль. Пусть даже в общих чертах уже ясно, какие элементы в нём должны быть, и как он будет работать.
В конце 1970-х появился проект "Дедал" (Daedalus) — двухступенчатый корабль на термоядерном горючем, которое авторы предложили добыть "всего-навсего" из атмосферы Юпитера, что само по себе является фантастической, пока, задачей.
По оценкам авторов, аппарат со стартовой массой во многие тысячи тонн мог бы достичь звезды Барнарда, расположенной примерно в 6 световых годах от нас, за 50 лет.
По понятным причинам, о чертежах отдельных деталей термоядерного ракетного двигателя речь тогда не шла.
Несколько позднее исследователи, например, инженер Роберт Форвард (Robert Forward) обратились к возможности световых парусов. Конечно, на таких расстояниях нельзя было использовать солнечный свет.
Предполагалось, что в течение всего полёта корабль будет разгонять мощный лазер, посылаемый с Земли, точнее, со спутника или с Луны.
По расчётам, лазер определённой мощности мог бы разогнать тысячетонный пилотируемый корабль с парусом диаметром в тысячу километров до солидной скорости, позволяющей достичь ближайшей звезды (расстояние 4 световых года) за 10 лет.
 Всё очень просто. За исключением самой малости — нужен лазер на 10 миллионов гигаватт, что на много порядков больше суммарной мощности земных электростанций.
Впрочем, если такие задачи оказались трудновыполнимыми, то что уж говорить о двигателях на основе искажения пространства или отрицательной массы.
Но и такие возможности обдумывались американскими инженерами.
Помните? — "...Человечество буквально купалось бы в не вполне представимом счастье, если бы только удалось найти сам Белый Тезис, а главное — понять, что это такое, и где его искать" — это Стругацкие, "Понедельник начинается в субботу".
Вот и Миллис сотоварищи действовал по сходному принципу: в межзвёздные двигатели годится что угодно, пока это не противоречит законам природы.
Мы не будем здесь рассматривать "червоточины" и "проколы пространства", о которых было немало написано в СМИ за последние лет десять-двадцать.
На кончике пера у американских учёных оказались и более экзотические варианты межзвёздных путешествий.
Например, так называемый "двигатель деформации пространства".
Если нельзя обогнать свет, спрашивают физики, то, наверное, можно быстро двигать некий "кусок" пространства, так сказать, "вырванный из контекста", с находящимся в нём кораблём?
Вообразите, что вы находитесь на движущемся тротуаре. Движущаяся "секция" пространства-времени возникает, когда пространство-время позади судна расширяется (аналогично тому, как лента тротуара выползает из-под пола), и уничтожается перед судном (аналогично тому, как движущийся тротуар возвращается в пол).
Насколько известно на данный момент, такой двигатель не противоречит физике, хотя неясно — как его можно было бы построить.
Ах, да, маленькая деталь, для помещения корабля на этот "движущийся тротуар" потребовалась бы отрицательная энергия в отношении реальности, хотя бы даже теоретической, которой у физиков пока нет единого мнения.
На случай, если такой ход не сработает, у физиков есть в запасе другие экзотические варианты двигателей.
Например, создание движущей силы соединением в одной конструкции нормальной и отрицательной массы (не путать с банальной антиматерией — ракетные двигатели, использующие аннигиляцию, рассматриваются инженерами даже как пусть отдалённый, но совершенно реальный вариант для полётов в пределах Солнечной системы).
Такая связка двигалась бы ускоренно в одном направлении, не нарушая закон сохранения импульса и энергии. Осталось всего-то понять, как создать отрицательную массу.
Сам Миллис лично придумал ещё несколько любопытных проектов, ждущих своих разработчиков. Например "диодное зеркало" — световой парус, отражающий излучение (фоновое, космическое) одной своей стороной и совершенно прозрачный при падении излучения с другой стороны.
Ещё более фантастическим выглядит "двигатель уклона", который предполагает изменение фундаментальных свойств пространства, типа постоянной G, вблизи корабля, с целью создания градиента внешних полей.
А "двигатель дизъюнкции" базируется на туманном и загадочном принудительном отделении инерционных свойств материи от самой материи.
Всё это выглядит безответственной фантазией, но исходит от физика и бывшего инженера NASA. Зачем же он это затеял?
Миллис хотел в своей работе обозначить круг проблем, над которыми должна поработать физика, чтобы когда-нибудь реализовать один из вариантов межзвёздных путешествий.
Задавать правильные вопросы порой не менее важно, чем отвечать на них.
|
|
|
