سینماتیک پروازهای بین ستاره ای

اجازه دهید پرواز به آنجا و پرواز برگشت از سه مرحله تشکیل شود: شتاب یکنواخت شتاب، پرواز با سرعت ثابت و کاهش شتاب یکنواخت.

زمان مناسب هر ساعت به شکل زیر است:

سرعت این ساعت کجاست ساعت های زمین بی حرکت هستند () و زمان مناسب آنها برابر با زمان مختصات است. ساعت های فضانوردان دارای سرعت متغیر هستند. از آنجایی که ریشه انتگرال همیشه کمتر از وحدت باقی می ماند، زمان این ساعت ها، صرف نظر از شکل صریح تابع، همیشه کمتر به نظر می رسد. در نتیجه.

اگر شتاب و کاهش شتاب نسبیتی به طور یکنواخت (با پارامتر خود شتاب) در طول و حرکت یکنواخت باشد، آنگاه با توجه به ساعت کشتی زمان می گذرد:

، آرکسین هیپربولیک کجاست

پروازی فرضی به منظومه ستاره‌ای آلفا قنطورس را در نظر بگیرید که از زمین در فاصله 4.3 سال نوری فاصله دارد. اگر زمان را بر حسب سال و فاصله ها را با سال نوری اندازه گیری کنیم، سرعت نور برابر با واحد است و واحد شتاب در سال/سال مربع نزدیک به شتاب گرانش و تقریباً برابر با 9.5 متر بر ثانیه است.

اجازه دهید فضاپیما نیمی از مسیر را با شتاب واحد حرکت کند و نیمه دوم را با همان شتاب کاهش دهد (). سپس کشتی می چرخد ​​و مراحل شتاب و کاهش سرعت را تکرار می کند. در این شرایط زمان پرواز در چارچوب مرجع زمین تقریباً 12 سال خواهد بود در حالی که با توجه به ساعت روی کشتی 7.3 سال می گذرد. حداکثر سرعت کشتی به 0.95 سرعت نور خواهد رسید.

در 64 سال از زمان خود، یک فضاپیما با شتاب واحد به طور بالقوه می تواند (بازگشت به زمین) به کهکشان آندرومدا در فاصله 2.5 میلیون سال نوری از ما حرکت کند. سال ها . در طول چنین پروازی حدود 5 میلیون سال روی زمین می گذرد. با توسعه شتاب دو برابر (که یک فرد آموزش دیده می تواند به راحتی به آن عادت کند در صورت رعایت تعدادی از شرایط و استفاده از تعدادی دستگاه، به عنوان مثال، انیمیشن معلق)، حتی می توان به سفر به لبه قابل مشاهده کیهان فکر کرد. (حدود 14 میلیارد سال نوری)، که برای فضانوردان حدود 50 سال طول خواهد کشید. با این حال، پس از بازگشت از چنین سفری (پس از 28 میلیارد سال مطابق با ساعت زمین)، شرکت کنندگان در آن خطر می کنند که نه تنها زمین و خورشید، بلکه حتی کهکشان ما را زنده بیابند. بر اساس این محاسبات، برای اینکه فضانوردان پس از بازگشت به زمین از شوک آینده جلوگیری کنند، شعاع معقول دسترسی برای سفرهای بازگشتی بین ستاره ای نباید از چند ده سال نوری تجاوز کند، مگر اینکه، البته، اصول فیزیکی اساساً جدید حرکت در فضا وجود داشته باشد. -زمان کشف می شود. با این حال، کشف سیارات فراخورشیدی متعدد دلیلی برای این باور است که منظومه‌های سیاره‌ای در نزدیکی نسبت زیادی از ستارگان یافت می‌شوند، بنابراین فضانوردان چیزی برای کاوش در این شعاع خواهند داشت (به عنوان مثال، منظومه‌های سیاره‌ای ε Eridani و Gliese 581).

مناسب بودن انواع موتورها برای پروازهای بین ستاره ای

مناسب بودن انواع موتورها برای پرواز بین ستاره ای در جلسه انجمن بین سیاره ای بریتانیا در سال 1973 توسط تونی مارتین مورد توجه قرار گرفت. موتور موشک برقی هسته‌ای شتاب کمی دارد، بنابراین قرن‌ها طول می‌کشد تا به سرعت مورد نظر برسد و تنها در کشتی‌های تولیدکننده از آن استفاده شود. موتورهای هسته ای حرارتی از نوع NERVA دارای مقدار نیروی رانش کافی هستند، اما سرعت اگزوز اگزوز جرم کار کم است، در حدود 5-10 کیلومتر در ثانیه، بنابراین مقدار زیادی سوخت برای شتاب دادن به سرعت مورد نیاز است. بنابراین، یک کشتی با چنین موتوری چندین مرتبه کندتر از یک کشتی با موتور محرکه الکتریکی خواهد بود. پرواز به ستاره همسایه در چنین کشتی ده ها و صدها هزار سال طول می کشد (پرواز به آلفا قنطورس با سرعت 30 کیلومتر در ثانیه 40 هزار سال طول می کشد). یک موتور رم جت به یک قیف با قطر بزرگ برای جمع آوری هیدروژن بین ستاره ای کمیاب نیاز دارد که چگالی آن 1 اتم بر سانتی متر مکعب است. اگر از یک میدان الکترومغناطیسی فوق العاده قدرتمند برای جمع آوری هیدروژن بین ستاره ای استفاده شود، بارهای نیرو روی سیم پیچ مولد آنقدر زیاد خواهد بود که غلبه بر آنها حتی برای فناوری آینده نیز بعید به نظر می رسد.

پروژه های سفر بین ستاره ای

پروژه های سفینه- موشک

پروژه "اوریون"

کشتی موشکی پروژه Daedalus آنقدر بزرگ بود که باید در فضای بیرونی ساخته شود. قرار بود 54000 تن وزن داشته باشد (تقریبا تمام وزن آن سوخت موشک است) و می توانست تا 7.1 درصد سرعت نور شتاب بگیرد و محموله ای به وزن 450 تن را حمل کند. شامل استفاده از بمب های هیدروژنی مینیاتوری با مخلوطی از دوتریوم و هلیوم-3 و سیستم احتراق با استفاده از پرتوهای الکترونی بود. اما مشکلات فنی و نگرانی های بزرگ در مورد نیروی محرکه هسته ای باعث شد که پروژه Daedalus نیز برای مدت نامعلومی متوقف شود.

ایده های فناورانه Daedalus در پروژه کشتی فضایی گرما هسته ای ایکاروس استفاده شد.

پروژه های کشتی های ستاره ای که نیروی محرکه آنها فشار امواج الکترومغناطیسی است.

در سال 1971، در گزارشی توسط جی. مارکس در سمپوزیومی در بیوراکان، استفاده از لیزرهای اشعه ایکس برای سفرهای بین ستاره ای پیشنهاد شد. امکان استفاده از این نوع پیشرانه بعدها توسط ناسا مورد بررسی قرار گرفت. در نتیجه، نتیجه گیری زیر حاصل شد: "اگر امکان ایجاد لیزری که در محدوده طول موج پرتو ایکس کار می کند پیدا شود، می توان در مورد توسعه واقعی یک هواپیما (که توسط پرتو چنین لیزری شتاب می گیرد) صحبت کرد. که قادر خواهد بود فواصل تا نزدیکترین ستارگان را بسیار سریعتر از تمام سیستم های شناخته شده راکتی در حال حاضر پوشش دهد. محاسبات نشان می دهد که با استفاده از سیستم فضایی در نظر گرفته شده در این اثر، می توان در عرض حدود 10 سال به ستاره آلفا قنطورس رسید.»

در سال 1985، R. Forward طراحی یک کاوشگر بین ستاره ای را پیشنهاد کرد که توسط انرژی مایکروویو شتاب می گیرد. این پروژه پیش بینی می کرد که کاوشگر در 21 سال آینده به نزدیکترین ستاره ها برسد.

در سی و ششمین کنگره بین المللی نجوم، پروژه ای برای یک سفینه فضایی لیزری پیشنهاد شد که حرکت آن توسط انرژی لیزرهای نوری واقع در مدار اطراف عطارد تامین می شود. طبق محاسبات، مسیر یک سفینه فضایی با این طرح تا ستاره اپسیلون اریدانی (10.8 سال نوری) و بازگشت 51 سال طول می کشد.

مزیت قایق بادبانی خورشیدی این است که سوخت در آن وجود ندارد. نقطه ضعف آن ناتوانی در استفاده از بادبان برای سفر به زمین است، بنابراین برای پرتاب کاوشگرهای خودکار، ایستگاه ها و کشتی های باری خوب است، اما برای پروازهای برگشت سرنشین دار کاربرد کمی دارد (یا فضانوردان نیاز به لیزر دوم با یک لیزر دارند. ذخیره سوخت برای نصب در مقصد، که در واقع تمام مزایای یک قایق بادبانی را نفی می کند).

موتورهای نابودی

محاسبات نظری فیزیکدانان آمریکایی رونان کین و وی مینگ ژانگ نشان می‌دهد که بر اساس فناوری‌های مدرن، می‌توان یک موتور نابودی ایجاد کرد که بتواند یک فضاپیما را تا ۷۰ درصد سرعت نور شتاب دهد. موتور پیشنهادی آنها به دلیل طراحی خاص نازل، سریعتر از سایر پیشرفت های نظری است. با این حال، مشکلات اصلی در ایجاد موشک های انهدام ( انگلیسی) با چنین موتورهایی تولید مقدار لازم پادماده و همچنین ذخیره آن می شود. تا می 2011، رکورد زمان ذخیره سازی اتم های آنتی هیدروژن 1000 ثانیه (~ 16.5 دقیقه) بود. برآورد ناسا در سال 2006 تخمین زد که تولید یک میلی گرم پوزیترون تقریباً 25 میلیون دلار هزینه داشت. طبق برآوردی که در سال 1999 انجام شد، یک گرم آنتی هیدروژن 62.5 تریلیون دلار قیمت داشت.

موتورهای رم جت با هیدروژن بین ستاره ای کار می کنند

جزء اصلی جرم موشک های مدرن، جرم سوخت مورد نیاز موشک برای شتاب است. اگر بتوانیم به نحوی از محیط اطراف موشک به عنوان سیال کار و سوخت استفاده کنیم، می توانیم جرم موشک را به میزان قابل توجهی کاهش دهیم و در نتیجه به سرعت بالایی برسیم.

یکی دیگر از معایب موتور رم جت گرما هسته ای سرعت محدودی است که کشتی مجهز به آن می تواند به آن برسد (بیش از 0.119 نیست. ج= 35.7 هزار کیلومتر بر ثانیه). این به دلیل این واقعیت است که هنگام گرفتن هر اتم هیدروژن (که در اولین تقریب می توان آن را بی حرکت نسبت به ستاره ها در نظر گرفت)، کشتی حرکت خاصی را از دست می دهد، که تنها در صورتی که سرعت این کار را انجام ندهد، می توان آن را با رانش موتور جبران کرد. از حد معینی فراتر رود برای غلبه بر این محدودیت، لازم است تا حد امکان از انرژی جنبشی اتم های گرفته شده استفاده شود، که به نظر می رسد کار نسبتاً دشواری باشد.

فرض کنید صفحه نمایش 4 اتم هیدروژن را گرفت. هنگامی که یک راکتور همجوشی کار می کند، چهار پروتون به یک ذره آلفا، دو پوزیترون و دو نوترینو تبدیل می شوند. برای سادگی، از نوترینوها غفلت خواهیم کرد (با در نظر گرفتن نوترینوها نیاز به محاسبه دقیق تمام مراحل واکنش است و تلفات ناشی از نوترینوها حدود یک درصد است) و پوزیترون ها را با 2 الکترون باقی مانده از اتم های هیدروژن پس از حذف پروتون ها از آنها نابود می کنیم. . از 2 الکترون دیگر برای تبدیل ذره آلفا به اتم هلیوم خنثی استفاده می شود که به لطف انرژی دریافتی از واکنش، در نازل موتور شتاب می گیرد.

معادله واکنش نهایی بدون در نظر گرفتن نوترینوها:

4ویرایش] موتور فوتون روی تک قطبی های مغناطیسی

اگر برخی از انواع نظریه‌های یکپارچه بزرگ مانند مدل هوفت-پلیاکوف معتبر باشند، می‌توان موتور فوتونی ساخت که از پادماده استفاده نمی‌کند، زیرا یک تک قطبی مغناطیسی می‌تواند به طور فرضی تجزیه یک پروتون را به پوزیترون و یک کاتالیز کند. مزون π 0:

π 0 به سرعت به 2 فوتون تجزیه می شود و پوزیترون با الکترون نابود می شود، در نتیجه اتم هیدروژن به 4 فوتون تبدیل می شود و فقط مشکل آینه حل نشده باقی می ماند.

یک موتور فوتون مبتنی بر تک قطبی مغناطیسی نیز می تواند در یک مدار جریان مستقیم کار کند.

در عین حال، اکثر تئوری های مدرن Grand Unified شامل تک قطبی های مغناطیسی نمی شوند که این ایده جذاب را مورد تردید قرار می دهد.

سیستم های ترمز کشتی بین ستاره ای

چندین روش پیشنهاد شده است:

1. ترمز در منابع داخلی - موشک

2. ترمز در اثر پرتو لیزر ارسالی از منظومه شمسی.

3. ترمز میدان مغناطیسی با استفاده از بادبان مغناطیسی Zubrin بر روی ابررساناها.

کشتی های نسل

سفر بین ستاره‌ای نیز با استفاده از کشتی‌های ستاره‌ای که مفهوم «کشتی‌های نسل» را اجرا می‌کنند (مثلاً مانند مستعمرات اونیل) امکان‌پذیر است. در چنین سفینه های فضایی، یک بیوسفر بسته ایجاد و نگهداری می شود که قادر به حفظ و بازتولید خود برای چندین هزار سال است. این پرواز با سرعت کم انجام می شود و زمان بسیار زیادی طول می کشد، که طی آن نسل های زیادی از فضانوردان موفق به تغییر می شوند.

خطرات زیست محیطی

این مشکل توسط ایوان کورزنیکوف در مقاله "واقعیت های پروازهای بین ستاره ای" به تفصیل مورد بررسی قرار گرفت. برخورد با غبار بین ستاره ای با سرعت های نزدیک به نور رخ می دهد و برخورد فیزیکی شبیه انفجارهای ریز خواهد بود. در سرعت های بیشتر از 0.1 درجه سانتیگراد، صفحه محافظ باید ضخامت ده ها متر و جرم صدها هزار تن داشته باشد. اما این صفحه نمایش فقط از گرد و غبار بین ستاره ای محافظت می کند. برخورد با شهاب سنگ عواقب مرگباری در پی خواهد داشت. ایوان کورزنیکوف محاسباتی را ارائه می دهد که با سرعت بیش از 0.1 درجه سانتیگراد، فضاپیما زمانی برای تغییر مسیر پرواز و جلوگیری از برخورد نخواهد داشت. ایوان کورزنیکوف معتقد است که با سرعت زیر نور فضاپیما قبل از رسیدن به هدف خود فرو می ریزد. به نظر او، سفر بین ستاره ای تنها با سرعت های بسیار پایین تر (تا 0.01 درجه سانتیگراد) امکان پذیر است.

انرژی و منابع

پرواز بین ستاره ای به ذخایر زیادی از انرژی و منابع نیاز دارد که باید با خود حمل کنید. این یکی از مسائلی است که در فضانوردی بین ستاره ای کمتر مورد مطالعه قرار گرفته است.

به عنوان مثال، توسعه یافته ترین پروژه تا به امروز، "Daedalus" با یک موتور حرارتی پالسی، در نیم قرن به ستاره بارنارد (شش سال نوری) می رسد و 50 هزار تن سوخت گرما هسته ای (مخلوطی از دوتریوم و هلیوم-3) مصرف می کند. و رساندن توده مفید 4 هزار تنی به هدف

«تکنولوژی برای جوانان» 1370 شماره 10، ص 18-19

تریبون فرضیه های جسورانه

ولادیمیر آتسیوکوفسکی،
کاندیدای علوم فنی،
ژوکوفسکی، منطقه مسکو.

آیا سفر بین ستاره ای امکان پذیر است؟

مطبوعات تحت تأثیر موجی از گزارش ها در مورد یوفوها قرار گرفتند. شاهدان عینی ادعا می کنند که یک بشقاب پرنده را دیده اند که به وضوح ساخته دست بشر بوده است. آنها شکی ندارند که سفینه های فضایی تمدن های بیگانه را مشاهده کرده اند. با این حال، آگاهی ما از پذیرش این امر خودداری می کند: برای سیارات منظومه شمسی، حضور تمدن هایی غیر از زمین تقریباً غیرممکن است، زیرا هیچ شرایطی برای زندگی در آنها وجود ندارد، حداقل در سطح آنها. شاید زیر سطح؟ بعید است، اگرچه ...

و در سیارات سایر منظومه ها، ممکن است حیات وجود داشته باشد، اما از آنها بسیار دور است: نزدیکترین 28 ستاره در محدوده 4 (نزدیکترین قنطورس) تا 13 سال نوری (ستاره کاپتین) قرار دارند. ستارگانی مانند سیریوس A و B، Procyon A و B، Tau Ceti در این فاصله قرار دارند. نزدیک نیست! اگر کشتی ها با سرعت نور به عقب و جلو پرواز کنند، از 8 تا 26 سال در هر دو جهت طول می کشد، و این فقط برای نزدیکترین ستاره ها است. بدون احتساب زمان برای شتاب و کاهش سرعت. این به سختی توصیه می شود، به این معنی که شما باید سریعتر از نور پرواز کنید.

خوب، بیایید تخمین بزنیم که چقدر طول می کشد تا به چنین سرعت هایی (و ترمزگیری) شتاب دهیم. برای وضوح، نتایج در یک جدول خلاصه می شود که از آن می توانید بلافاصله زمان لازم برای دستیابی به یک سرعت خاص در یک شتاب خاص را دریابید. معلوم می شود: اگر مدت زمان مجاز یک سفر یک طرفه را برابر با یک ماه فرض کنیم، باید با سرعتی برابر با چند ده سرعت نور پرواز کنید و با آن شتاب (و کاهش سرعت) داشته باشید. شتاب صدها شتاب زمینی. هوم!.. و برای همه اینها هنوز باید از جایی انرژی بگیریم! به طور اجتناب ناپذیری تعجب می شود: آیا پروازهای بین ستاره ای حتی امکان پذیر است؟ اما یوفوها از کجا می آیند؟ علاوه بر این، آنها سرکشی می کنند: ناگهان ناپدید می شوند، در زوایای قائم مانور می دهند، چیزی منتشر می کنند... چه می شود اگر...

بالاخره ما به چه چیزی نیاز داریم؟ فقط به سه سوال پاسخ دهید:

1. آیا اصولاً می توان با سرعتی بیش از سرعت نور پرواز کرد؟ (در مدرسه به من یاد دادند که این کار را نکنم.)

2. آیا می توان بدون تخریب بدن به شدت شتاب گرفت؟ (طبق مفاهیم مدرن، در حال حاضر 10 برابر اضافه بار حداکثر مجاز است.)

3. آیا می توان برای شتاب گیری و ترمز گرفتن انرژی گرفت؟ (محاسبات نشان می دهد که هیچ انرژی حرارتی هسته ای برای این کار کافی نیست.)

به اندازه کافی عجیب، همه سوالات، علیرغم یادداشت های مشکوک در پرانتز، امروز پاسخ های مثبت دارند. پرواز با سرعت بیش از سرعت نور فقط به دلیل ممنوعیت اعمال شده توسط A. Einstein غیرممکن است. اما چرا در زمین، نظریه نسبیت او به درجه حقیقت مطلق ارتقا یافته است؟ از این گذشته ، این از فرضیه ها می آید ، یعنی اختراعات نویسنده ، که خود مبتنی بر فرضیه های نادرست است. به عنوان مثال، در سال 1887، در آزمایش معروف مایکلسون، باد اثیری کشف شد، اگرچه اندازه آن کمتر از حد انتظار بود (در آن زمان مفهوم لایه مرزی مشخص نبود). چه اتفاقی می افتد؟ از یک طرف، SRT - نظریه نسبیت خاص - در صورت وجود اتر نمی تواند وجود داشته باشد. از سوی دیگر، GTR - نظریه نسبیت عام - همانطور که خود انیشتین در مقالات "درباره اتر" و "اتر و نظریه نسبیت" نوشت، همیشه حضور اتر را فرض می کند. چگونه این تناقض را درک کنیم؟

بررسی انتقادی من از تمام آزمایش‌های اصلی روی SRT و GTR (به «مبانی منطقی و تجربی نظریه نسبیت. بررسی تحلیلی مراجعه کنید.» M., MPI، 1990، 56 ص.) نشان داد که در میان آنها هیچ‌گونه تأیید صریح این موضوع وجود ندارد. تئوری! به همین دلیل است که می توان آن را تخفیف داد و در اینجا در نظر نگرفت. علاوه بر این، P. لاپلاس همچنین ثابت کرد که سرعت انتشار اختلالات گرانشی کمتر از 50 میلیون بار بیشتر از سرعت نور نیست، و کل تجربه مکانیک آسمانی است که منحصراً با فرمول های ایستا عمل می کند که سرعت بی نهایت زیادی را فرض می کنند. انتشار گرانش، این را تایید می کند. خلاصه هیچ ممنوعیتی برای سرعت زیر نور وجود ندارد، زنگ خطر اشتباه بود.

بریم سراغ سوال دوم. بیایید در نظر بگیریم که یک فضانورد چگونه شتاب می گیرد؟ گازهای موشک به دیواره محفظه احتراق فشار می آورد که روی موشک فشار می آورد، موشک به پشتی صندلی فشار می آورد و پشتی صندلی روی آن فشار می آورد. و بدن، کل جرم فضانورد، که تلاش می کند در حالت استراحت باقی بماند، تغییر شکل می دهد و تحت تأثیرات قوی می تواند سقوط کند. اما اگر همین فضانورد در میدان گرانشی فلان ستاره بیفتد، آنگاه، اگرچه شتاب بسیار بیشتری می گرفت، اما به هیچ وجه تغییر شکلی را تجربه نمی کرد، زیرا همه عناصر بدن او به طور همزمان و یکسان شتاب می گیرند. همین اتفاق می افتد اگر اتر را به یک فضانورد منفجر کنید. در این مورد، جریان اتر - یک گاز چسبناک واقعی - به هر پروتون و فضانورد به عنوان یک کل شتاب می بخشد، بدون اینکه بدن را تغییر شکل دهد (رمان علمی تخیلی A. Belyaev "آریل" را به یاد بیاورید). علاوه بر این، شتاب می تواند هر مقداری داشته باشد، تا زمانی که جریان یکنواخت باشد. بنابراین در اینجا نیز فرصت هایی وجود دارد.

و بالاخره از کجا انرژی می گیرید؟ با توجه به داده های من (نگاه کنید به "دینامیک عمومی اتر. مدل سازی ساختارهای ماده و میدان ها بر اساس ایده هایی در مورد اتر گاز مانند." M., Energoatomizdat, 1990, 280 pp)، اتر یک گاز واقعی با ساختار ظریف، قابل تراکم است. و چسبناک درست است که ویسکوزیته آن بسیار کم است و این عملاً تأثیری در کاهش سرعت سیارات ندارد ، اما در سرعت های بالا نقش بسیار قابل توجهی را ایفا می کند. فشار اتر بسیار زیاد است، بیش از 2×10 در 29 اتمسفر (2×10 در 32 نیوتن بر متر مربع)، چگالی - 8.85×10 اینچ - 12 کیلوگرم بر مکعب. متر (در فضای نزدیک به زمین). و همانطور که مشخص شد، یک فرآیند طبیعی در آن وجود دارد که می تواند انرژی نامحدودی را در هر نقطه از فضا در بخش هایی با هر اندازه ای به ما برساند... ما در مورد گرداب ها صحبت می کنیم.

گردبادهای معمولی انرژی جنبشی خود را از کجا می گیرند؟ به طور خود به خود از انرژی پتانسیل جو تشکیل می شود. و توجه داشته باشید: اگر استفاده از دومی عملاً غیرممکن باشد، می توان از اولین استفاده کرد، به عنوان مثال، با وادار کردن یک گردباد به چرخش یک توربین. همه می دانند که گردباد شبیه تنه است - در پایه ضخیم تر. تجزیه و تحلیل این شرایط نشان داد که توسط فشار اتمسفر فشرده می شود. فشار خارجی به آن باعث می شود که ذرات گاز در بدنه گردباد به صورت مارپیچی در طی فرآیند فشرده سازی حرکت کنند. تفاوت نیروهای فشار - خارجی و داخلی (به اضافه نیروی گریز از مرکز) نیروی حاصله را بر روی مسیر ذرات گاز (شکل 1) پیش بینی می کند و باعث شتاب آنها در بدنه گردباد می شود. نازک تر می شود و سرعت حرکت دیواره آن افزایش می یابد. در این مورد، قانون بقای تکانه زاویه ای mrv = const اعمال می شود و هر چه گردباد فشرده تر باشد، سرعت حرکت بیشتر می شود. بنابراین، کل جو سیاره روی هر گردباد کار می کند. انرژی آن بر اساس چگالی هوا برابر با 1 کیلوگرم بر متر مکعب است. متر، و فشاری برابر با 1 اتمسفر (10 در 5 نیوتن بر متر مربع). و در اتر چگالی 11 مرتبه قدر کمتر است ولی فشار 29 (!) مرتبه قدر بیشتر است. و اتر نیز مکانیسم خاص خود را دارد که قادر به تامین انرژی است. این BL، رعد و برق توپ است.

مدل اتر دینامیک BL تنها (!) است که می تواند تمام ویژگی های آن را به طور کلی توضیح دهد. و آنچه امروزه برای به دست آوردن انرژی سازگار با محیط زیست از اتر کم است، یادگیری نحوه ایجاد CMM مصنوعی است. البته بعد از اینکه نحوه ایجاد شرایط برای تشکیل گرداب در اتر را یاد گرفتیم. اما ما نه تنها نمی دانیم چگونه این کار را انجام دهیم، بلکه حتی نمی دانیم از کدام راه به آن نزدیک شویم. یک مهره بسیار سخت برای شکستن! یک چیز دلگرم کننده است: بالاخره طبیعت به نوعی موفق می شود آنها را ایجاد کند، این CMM ها! و اگر چنین است، شاید روزی ما نیز بتوانیم مدیریت کنیم. و آن وقت دیگر نیازی به انواع نیروگاه های هسته ای، نیروگاه های برق آبی، نیروگاه های حرارتی، نیروگاه های حرارتی، نیروگاه های بادی، نیروگاه های خورشیدی و سایر نیروگاه ها نخواهد بود. با داشتن هر مقدار انرژی مورد نظر در هر مکانی، بشریت به روشی کاملاً متفاوت به حل مشکلات زیست محیطی می پردازد. البته به شرطی که او مجبور باشد در سیاره خود با آرامش زندگی کند و چه جهنمی، نه تنها زمین مادری او، بلکه کل منظومه شمسی نیز نابود خواهد شد! ببینید، با انرژی می توان این مسئله را حل کرد. در عین حال، به یک جزئیات مهم توجه کنید - با این روش دیگر نیازی به تسریع و کاهش حجم سوخت نخواهد بود، که اکنون تا حد زیادی جرم کشتی را تعیین می کند.

خوب، در مورد خود کشتی بین ستاره ای چطور باید طراحی شود؟ بله، حداقل به شکل "بشقاب پرنده" از قبل آشنا. (شکل 2.) در قسمت جلویی آن دو «مخلخل اتر» وجود دارد که اتر را از فضای اطراف جذب می کند. در پشت آن‌ها اتاقک‌های تشکیل گرداب قرار دارند که در آن اتر جریان می‌یابد و به خود فشرده می‌شود. بیشتر در امتداد مجاری گرداب، گردبادهای اثیری به محفظه نابودی منتقل می شوند، جایی که آنها (با حرکات پیچی یکسان، اما در جهت مخالف هدایت می شوند؛ یکدیگر را با گاوآهن نابود می کنند. اتر متراکم شده دیگر توسط لایه مرزی مهار نمی شود. منفجر می شود، در همه جهات پراکنده می شود. جریان جت به عقب و به جلو پرتاب می شود - جریانی که کل کشتی و بدن فضانورد را می گیرد، که بدون تغییر شکل شتاب می گیرد. و کشتی جلوتر از نور، در فضای معمولی اقلیدسی و در زمان معمولی پرواز می کند. ...

اما در مورد تناقضات دوقلوها، افزایش جرم و کاهش طول چطور؟ اما به هیچ وجه. اصول - آنها فرضیات هستند - اختراعات رایگان، ثمرات تخیل آزاد. و آنها را باید همراه با "نظریه" ای که آنها را به وجود آورد کنار زد. زیرا اگر زمان آن فرا رسیده است که بشریت مسائل کاربردی را حل کند، پس هیچ مقام متورم نباید با موانع سوداگرانه خود که از ناکجاآباد آمده است، جلوی آن را بگیرد.

توجه داشته باشید: کتاب های ذکر شده را می توان به آدرس: ژوکوفسکی، منطقه مسکو، صندوق پستی 285، 140160 سفارش داد.

در 12 آوریل 2016 استیون هاوکینگ فیزیکدان مشهور بریتانیایی و یوری میلنر تاجر و بشردوست روسی از اختصاص 100 میلیون دلار برای تامین مالی این پروژه خبر دادند. موفقیت Starshot. هدف از این پروژه توسعه فن آوری برای ایجاد فضاپیما با قابلیت پرواز بین ستاره ای به آلفا قنطورس بود.

هزاران رمان علمی تخیلی سفینه های فوتون غول پیکر به اندازه یک شهر کوچک (یا بزرگ) را توصیف می کنند که از مدار سیاره ما (کمتر از سطح زمین) برای پرواز بین ستاره ای حرکت می کنند. اما به گفته نویسندگان این پروژه، موفقیت Starshot، همه چیز کاملاً متفاوت اتفاق می افتد: در یک روز مهم دو هزار سال، نه یک یا دو، بلکه صدها و هزاران سفینه فضایی کوچک به اندازه یک ناخن انگشت و وزن 1 گرم به سمت یکی از نزدیکترین ستاره ها، آلفا قنطورس، پرتاب می شوند. و هر یک از آنها یک بادبان خورشیدی نازک به مساحت 16 متر مربع خواهند داشت که سفینه فضایی را با سرعت فزاینده ای به جلو - به سمت ستاره ها می برد.

"شات به ستاره ها"

اساس پروژه موفقیت Starshotمقاله ای توسط فیلیپ لوبین، استاد فیزیک دانشگاه کالیفرنیا سانتا باربارا، با عنوان «نقشه ای برای پرواز بین ستاره ای» ( نقشه راهی برای پرواز بین ستاره ای). هدف اصلی اعلام شده این پروژه امکان پروازهای بین ستاره ای در طول عمر نسل بعدی مردم است، یعنی نه در قرن ها، بلکه در دهه ها.

بلافاصله پس از اعلام رسمی برنامه استارشاتنویسندگان این پروژه با موجی از انتقادات دانشمندان و متخصصان فنی در زمینه های مختلف مواجه شدند. کارشناسان انتقادی به ارزیابی های نادرست متعدد و صرفاً "نقاط خالی" در طرح برنامه اشاره کردند. برخی از نظرات در نظر گرفته شد و برنامه پرواز کمی در تکرار اول تعدیل شد.

بنابراین، کاوشگر بین ستاره ای یک قایق بادبانی فضایی با یک ماژول الکترونیکی خواهد بود استارچیپبا وزن 1 گرم که توسط تسمه های سنگین به یک بادبان خورشیدی با مساحت 16 متر مربع، ضخامت 100 نانومتر و جرم 1 گرم متصل شده است. البته نور خورشید ما حتی برای شتاب گرفتن کافی نیست. چنین ساختار سبکی با سرعت هایی که سفر بین ستاره ای هزاران سال طول نمی کشد. بنابراین، برجسته اصلی پروژه StarShot- این شتاب با استفاده از تابش لیزر قدرتمند است که روی بادبان متمرکز می شود. لوبین تخمین می زند که با قدرت پرتو لیزر 50 تا 100 گیگاوات، شتاب حدود 30000 گرم خواهد بود و ظرف چند دقیقه کاوشگر به سرعت 20 درصد نور خواهد رسید. پرواز به آلفا قنطورس حدود 20 سال طول خواهد کشید.

پرسش های بی پاسخ: موجی از انتقاد

فیلیپ لوبین در مقاله خود تخمین های عددی از نقاط طرح ارائه می دهد، اما بسیاری از دانشمندان و متخصصان نسبت به این داده ها بسیار انتقاد دارند.

البته، برای توسعه چنین پروژه بلندپروازانه ای مانند موفقیت Starshot، سالها کار طول می کشد و 100 میلیون دلار برای کارهایی در این مقیاس چندان زیاد نیست. این امر به ویژه در مورد زیرساخت های زمینی صدق می کند - آرایه مرحله ای از ساطع کننده های لیزر. نصب چنین ظرفیتی (50 تا 100 گیگاوات) به مقدار عظیمی انرژی نیاز دارد، یعنی حداقل یک دوجین نیروگاه بزرگ باید در نزدیکی ساخته شود. علاوه بر این، لازم است مقدار زیادی گرما را در طی چند دقیقه از قطره چکان ها حذف کنید و نحوه انجام این کار هنوز کاملاً نامشخص است. چنین سوالات بی پاسخی در پروژه وجود دارد موفقیت Starshotمقدار زیادی است، اما تا کنون کار تازه شروع شده است.

یوری میلنر می گوید: «شورای علمی پروژه ما شامل کارشناسان برجسته، دانشمندان و مهندسان در زمینه های مختلف مرتبط، از جمله دو برنده جایزه نوبل است. - و من ارزیابی های بسیار متعادلی از امکان سنجی این پروژه شنیده ام. در انجام این کار، ما مطمئناً بر تخصص ترکیبی همه اعضای شورای علمی خود تکیه می‌کنیم، اما در عین حال برای بحث علمی گسترده‌تر باز هستیم.»

زیر بادبان های پر ستاره

یکی از جزئیات کلیدی این پروژه بادبان خورشیدی است. در نسخه اصلی، مساحت بادبان در ابتدا تنها 1 متر مربع بود و به همین دلیل، در حین شتاب در میدان تابش لیزر نمی توانست گرما را تحمل کند. نسخه جدید از بادبانی با مساحت 16 متر مربع استفاده می کند ، بنابراین رژیم حرارتی اگرچه بسیار خشن است ، اما طبق برآوردهای اولیه نباید بادبان را ذوب یا نابود کند. همانطور که خود فیلیپ لوبین می نویسد، برنامه ریزی شده است که از پوشش های فلزی نشده، بلکه از آینه های چند لایه کاملا دی الکتریک به عنوان پایه بادبان استفاده شود: "این گونه مواد با ضریب انعکاس متوسط ​​و جذب بسیار کم مشخص می شوند. بیایید بگوییم، عینک‌های نوری برای فیبر نوری برای شارهای نوری بالا طراحی شده‌اند و در هر میکرون ضخامت، حدود بیست تریلیونم جذب دارند. دستیابی به ضریب انعکاس خوب از دی الکتریک با ضخامت بادبان 100 نانومتر، که بسیار کمتر از طول موج است، آسان نیست. اما نویسندگان این پروژه به استفاده از رویکردهای جدید، مانند تک لایه‌های فراماده با ضریب شکست منفی، امیدوار هستند.

بادبان خورشیدی

یکی از عناصر اصلی پروژه یک بادبان خورشیدی به مساحت 16 متر مربع و جرم تنها 1 گرم است. مواد بادبان آینه های دی الکتریک چند لایه است که 99.999 درصد نور فرودی را منعکس می کند (طبق محاسبات اولیه، این باید برای جلوگیری از ذوب شدن بادبان در میدان تابشی لیزر 100 گیگاواتی کافی باشد. یک رویکرد امیدوارکننده‌تر، که امکان کوچک‌تر کردن ضخامت بادبان از طول موج نور بازتاب‌شده را ممکن می‌سازد، استفاده از تک لایه‌ای از فراماده با ضریب شکست منفی به‌عنوان پایه بادبان است (چنین ماده دارای عملکرد نانو نیز است. که باعث کاهش بیشتر جرم آن می شود). گزینه دوم این است که از ماده ای نه با ضریب انعکاس بالا، بلکه با ضریب جذب پایین (9-10) استفاده کنید، مانند مواد نوری برای راهنماهای نور.

لوبین می‌گوید: «همچنین باید در نظر داشته باشید که بازتاب آینه‌های دی‌الکتریک به طیف باریکی از طول‌موج‌ها تنظیم می‌شود و با افزایش سرعت کاوشگر، اثر داپلر طول موج را بیش از 20 درصد تغییر می‌دهد». - ما این را در نظر گرفتیم، بنابراین بازتابنده تقریباً به بیست درصد از پهنای باند تابش تنظیم می شود. ما چنین رفلکتورهایی را طراحی کردیم. در صورت نیاز، بازتابنده‌هایی با پهنای باند بزرگ‌تر نیز در دسترس هستند.»

دستگاه لیزر

نیروگاه اصلی سفینه فضایی به سمت ستاره ها پرواز نخواهد کرد - روی زمین قرار خواهد گرفت. این یک آرایه فازی زمینی از ساطع کننده های لیزر با اندازه 1×1 کیلومتر است. توان کل لیزر باید از 50 تا 100 گیگاوات باشد (این معادل توان 10 تا 20 نیروگاه برق آبی کراسنویارسک است). قرار است از فازبندی (یعنی تغییر فازها در هر ساطع کننده منفرد) برای متمرکز کردن تابش با طول موج 1.06 میکرومتر از کل گریتینگ به نقطه ای با قطر چند متر در فواصل تا چندین میلیون کیلومتر استفاده کند. حداکثر دقت فوکوس 10-9 رادیان است). اما اتمسفر متلاطم که پرتو را در نقطه ای تقریباً به اندازه یک ثانیه قوسی (10-5 رادیان) تار می کند، چنین تمرکزی را به شدت مختل می کند. انتظار می‌رود با استفاده از اپتیک تطبیقی ​​(AO)، که اعوجاج‌های جوی را جبران می‌کند، بهبودهایی در چهار مرتبه بزرگی حاصل شود. بهترین سیستم‌های اپتیک تطبیقی ​​در تلسکوپ‌های مدرن تاری را تا 30 میلی‌آرکثانیه کاهش می‌دهند، که به این معنی است که هنوز حدود دو و نیم مرتبه قدر تا هدف مورد نظر باقی مانده است. فیلیپ لوبین توضیح می دهد: "برای غلبه بر تلاطم جوی در مقیاس کوچک، آرایه فازی باید به عناصر بسیار کوچک تقسیم شود، اندازه عنصر ساطع کننده برای طول موج ما نباید بیشتر از 20 تا 25 سانتی متر باشد." - این حداقل 20 میلیون قطره چکان است، اما این تعداد من را نمی ترساند. برای بازخورد در سیستم AO، ما قصد داریم از بسیاری از منابع مرجع - چراغ‌ها - هم در کاوشگر، هم در کشتی مادر و هم در جو استفاده کنیم. علاوه بر این، ما کاوشگر را در مسیر رسیدن به هدف ردیابی خواهیم کرد. ما همچنین می‌خواهیم از ستاره‌ها به‌عنوان شناور برای تنظیم فازبندی آرایه هنگام دریافت سیگنال از کاوشگر هنگام ورود استفاده کنیم، اما برای اطمینان، کاوشگر را دنبال می‌کنیم.»

ورود

اما سپس کاوشگر وارد سیستم آلفا قنطورس شد و از محیط اطراف منظومه و سیاره (در صورت وجود) عکس گرفت. این اطلاعات باید به نحوی به زمین منتقل شود و قدرت فرستنده لیزری کاوشگر به چند وات محدود می شود. و پس از پنج سال، این سیگنال ضعیف باید روی زمین دریافت شود و ستاره ها را از تشعشعات پس زمینه جدا می کند. به گفته نویسندگان این پروژه، کاوشگر روی هدف به گونه ای مانور می دهد که بادبان به عدسی فرنل تبدیل می شود و سیگنال کاوشگر را در جهت زمین متمرکز می کند. تخمین زده می‌شود که یک لنز ایده‌آل با فوکوس ایده‌آل و جهت‌گیری ایده‌آل، سیگنال 1 وات را به 10 13 وات معادل همسانگرد تقویت می‌کند. اما چگونه می‌توانیم این سیگنال را در پس زمینه تابش بسیار قوی‌تر (با قدر 13 تا 14 مرتبه!) از ستاره در نظر بگیریم؟ نور ستاره در واقع بسیار ضعیف است زیرا پهنای خط لیزر ما بسیار کوچک است. لوبین می گوید که یک خط باریک عامل کلیدی در کاهش پس زمینه است. - ایده ساختن لنز فرنل از بادبان بر اساس یک عنصر انکساری لایه نازک بسیار پیچیده است و نیاز به کار مقدماتی زیادی دارد تا بفهمیم دقیقا چگونه می توان این کار را انجام داد. این نقطه در واقع یکی از موارد اصلی در طرح پروژه ما است.»

پرواز بین ستاره ای موضوع قرن ها نیست، بلکه دهه هاست

یوری میلنر ,
تاجر و نیکوکار روسی،
بنیانگذار Breakthrough Initiatives:

در طول 15 سال گذشته، می توان گفت، پیشرفت های انقلابی قابل توجهی در سه زمینه تکنولوژیک رخ داده است: کوچک سازی قطعات الکترونیکی، ایجاد نسل جدیدی از مواد، و همچنین کاهش هزینه و افزایش توان لیزر. ترکیب این سه روند منجر به امکان تئوری شتاب یک نانوماهواره به سرعت های تقریبا نسبیتی می شود. در مرحله اول (5 تا 10 سال)، ما قصد داریم یک مطالعه علمی و مهندسی عمیق تر انجام دهیم تا بفهمیم این پروژه چقدر امکان پذیر است. در وب سایت پروژه لیستی از حدود 20 مشکل فنی جدی وجود دارد که بدون حل آنها نمی توانیم جلو برویم. این لیست قطعی نیست اما بر اساس نظر شورای علمی معتقدیم مرحله اول پروژه انگیزه کافی دارد. من می دانم که پروژه بادبان ستاره در معرض انتقاد جدی کارشناسان قرار دارد، اما من فکر می کنم که موضع برخی از کارشناسان منتقد با درک نه کاملاً دقیق از آنچه واقعاً پیشنهاد می کنیم همراه است. ما هزینه پرواز به ستاره دیگری را تامین نمی کنیم، بلکه توسعه های چند منظوره واقع بینانه مربوط به ایده یک کاوشگر بین ستاره ای را فقط در یک جهت کلی تامین می کنیم. این فناوری ها هم برای پرواز در منظومه شمسی و هم برای محافظت در برابر سیارک های خطرناک استفاده خواهند شد. اما تعیین چنین هدف استراتژیک بلندپروازانه ای به عنوان پرواز بین ستاره ای از این نظر موجه به نظر می رسد که توسعه فناوری در 10 تا 20 سال گذشته احتمالاً باعث می شود که اجرای چنین پروژه ای نه آنطور که بسیاری تصور می کردند، بلکه دهه ها باشد.

از سوی دیگر، آرایه‌ای فازی از گیرنده‌های تابشی/تابش نوری با دیافراگم کلی یک کیلومتر ابزاری است که می‌تواند سیارات فراخورشیدی را از فواصل ده‌ها پارسک ببیند. با استفاده از گیرنده های طول موج قابل تنظیم، می توان ترکیب جو سیارات فراخورشیدی را تعیین کرد. آیا در این مورد اصلاً پروب لازم است؟ مطمئناً، استفاده از یک آرایه فازی به عنوان یک تلسکوپ بسیار بزرگ، احتمالات جدیدی را در نجوم باز می کند. اما، Lubin اضافه می کند، ما قصد داریم یک طیف سنج مادون قرمز را به عنوان یک برنامه طولانی مدت علاوه بر دوربین و سایر حسگرها به کاوشگر اضافه کنیم. ما یک گروه فوتونیک عالی در UC Santa Barbara داریم که بخشی از این همکاری است.

اما در هر صورت، طبق گفته لوبین، اولین پروازها در منظومه شمسی انجام خواهد شد: «از آنجایی که ما می‌توانیم تعداد زیادی کاوشگر بفرستیم، این به ما امکانات مختلفی می‌دهد. ما همچنین می توانیم مشابه کوچک ( مقیاس ویفریعنی روی یک تراشه) روی موشک‌های معمولی کاوشگر می‌کند و از همین فناوری‌ها برای مطالعه زمین یا سیارات و ماهواره‌های آنها در منظومه شمسی استفاده می‌کند."

سردبیران از روزنامه "ترویتسکی آپشن - ساینس" و سردبیر آن بوریس استرن برای کمک آنها در تهیه مقاله تشکر می کنند.

پرواز بین ستاره ای، سفر بین ستاره ها با وسایل نقلیه سرنشین دار یا ایستگاه های خودکار است. اغلب، پرواز بین ستاره ای به سفر سرنشین دار، گاهی اوقات با استعمار احتمالی سیارات فراخورشیدی اشاره دارد.

ساخت یک اسکادران از کشتی های بین ستاره ای در نقاط لاگرانژ منظومه زمین-ماه (نقاط تعادل گرانشی) آغاز خواهد شد. مواد، در بیشتر موارد، می توانند از پایگاه های قمری تحویل داده شوند - به عنوان مثال، ظروف با آنها توسط اسلحه های الکترومغناطیسی شلیک می شوند و توسط ایستگاه های تله ویژه در منطقه ساخت و ساز دستگیر می شوند. موتور یک کشتی بین‌ستاره‌ای باید همان قدرتی را داشته باشد که تمام توان مصرفی بشر امروزی دارد. بر اساس فناوری‌های قابل پیش‌بینی و قابلیت‌های منابع، می‌توان طرح کلی سفرهای بین‌ستاره‌ای آینده را ارائه کرد.

هنگام در نظر گرفتن یک فضاپیما برای هر هدفی، راحت است که آن را به دو قسمت تقسیم کنید - سیستم رانش و محموله. منظور از سیستم محرکه معمولاً نه تنها خود موتورها، بلکه مخازن سوخت و ساختارهای قدرت لازم است. برای مشکلات سفر بین ستاره ای، این سیستم پیشرانه است که عامل کلیدی تعیین کننده امکان سنجی پروژه است. با این حال، مشکلات ایجاد یک پیشرانه خارج از محدوده این بررسی است. آنچه در حال حاضر برای ما مهم است این است که فناوری هایی وجود دارند که در مسیر توسعه خود می توانند برای پروازهای بین ستاره ای قابل قبول شوند. در اینجا فناوری استفاده از همجوشی گرما هسته ای اینرسی برای پیشرانه موشک حرف اول را می زند. تاسیسات NIF آمریکا (تاسیسات احتراق ملی) برای تحقیق در مورد همجوشی گرما هسته‌ای لیزری به ارزش 3.5 میلیارد دلار، قبلاً نتایجی به دست آورده است که نشان می‌دهد می‌توان یک موتور موشک بر اساس این اصل ایجاد کرد. یک نصب حتی قدرتمندتر از این نوع در نزدیکی Sarov ساخته می شود. این تاسیسات شباهت کمی به موتورهای موشک دارند، اما اگر آنها را به طور تقریبی به دو نیم کنیم، از شر پایه ها، دیوارها و بسیاری از تجهیزات غیر ضروری در فضا خلاص شویم، موتور موشکی به دست خواهیم آورد که می تواند به نسخه بین ستاره ای ارتقا یابد. بدون پرداختن به جزئیات، متذکر می شویم که چنین موتورهایی لزوماً بزرگ، سنگین و بسیار قدرتمند خواهند بود. موتور یک کشتی بین‌ستاره‌ای باید همان قدرتی را داشته باشد که تمام توان مصرفی بشر امروزی دارد. با داشتن چنین موتوری (و اگر چنین موتوری وجود نداشته باشد، پس چیزی برای صحبت وجود ندارد)، هنگام در نظر گرفتن پارامترهای بار، می توانید احساس آزادی بیشتری داشته باشید. به قیاس، اگر 50 کیلوگرم اضافی برای یک دوچرخه سوار قابل توجه باشد، یک لوکوموتیو دیزلی حتی متوجه 50 تن اضافی نمی شود.

مسلح به این درک، می توانیم سعی کنیم اولین سفر بین ستاره ای را تصور کنیم. در این صورت باید از نتایج محاسبات و برآوردهای انجام شده استفاده کنید، اما در اینجا، به دلایل واضح، قابل بازتولید نیست.

ساخت یک اسکادران از کشتی های بین ستاره ای در نقاط لاگرانژ منظومه زمین-ماه (نقاط تعادل گرانشی) آغاز خواهد شد. مواد، در بیشتر موارد، می توانند از پایگاه های قمری تحویل داده شوند - به عنوان مثال، ظروف با آنها توسط اسلحه های الکترومغناطیسی شلیک می شوند و توسط ایستگاه های تله ویژه در منطقه ساخت و ساز دستگیر می شوند.

یک کشتی به معنای صدها هزار تن بار، میلیون ها تن موتور، ده ها میلیون تن سوخت است. اعداد می توانند ترسناک باشند، اما برای جلوگیری از ترساندن بیش از حد، می توان آنها را با سایر پروژه های ساختمانی بزرگ مقایسه کرد. مدتها پیش، در 20 سال، هرم Cheops با وزن بیش از 6 میلیون تن ساخته شد. یا قبلاً در زمان ما - در کانادا در سال 1965، جزیره دام شمالی ساخته شد. تنها 15 میلیون تن خاک مورد نیاز بود و ساخت آن تنها 10 ماه طول کشید. بزرگترین کشتی دریایی - Knock Nevis - دارای جابجایی 825614 تن بود. ساخت و ساز در فضا دشواری های خاص خود را دارد، اما مزایایی نیز دارد، به عنوان مثال، سبک شدن عناصر قدرت به دلیل بی وزنی، عدم وجود محدودیت در جرم و اندازه (روی زمین، یک ساختار به اندازه کافی بزرگ به سادگی خود را خرد می کند).

تقریباً 95 درصد از جرم کشتی بین ستاره ای را سوخت گرما هسته ای تشکیل می دهد. احتمالاً از هیدروژن بور استفاده می کند، سوخت جامد خواهد بود، مخازن مورد نیاز نخواهد بود، که تا حد زیادی ویژگی های کشتی را بهبود می بخشد و ساخت آن را آسان می کند. برای جلوگیری از تلفات ناشی از تصعید، بهتر است بوروهیدریدها را نه در منظومه زمین-ماه، بلکه در جایی دور از خورشید، مثلاً در منظومه زحل جمع آوری کنید. زمان ساخت را می توان چندین دهه تخمین زد. این دوره چندان طولانی نیست و علاوه بر این، همان سازندگان به طور همزمان کارهای دیگری را به عنوان بخشی از توسعه منظومه شمسی انجام خواهند داد. بهتر است ساخت و ساز را با ساخت بلوک های مسکونی کشتی که سازندگان و سایر متخصصان در آن زندگی می کنند شروع کنید. در عین حال، در طول ساخت و انباشت سوخت، پایداری سیستم پشتیبانی زندگی بسته برای چندین دهه آزمایش خواهد شد.

سیستم پشتیبانی زندگی بسته احتمالاً دومین مشکل پس از مشکل موتور است. یک نفر در روز تقریباً 5 کیلوگرم آب، غذا و هوا مصرف می کند، اگر همه چیز را با خود ببرید، به بیش از 200 هزار تن لوازم نیاز خواهید داشت. راه حل استفاده مجدد از منابع است همانطور که در سیاره زمین اتفاق می افتد.

مقیاس کامل فواصل پرواز بین ستاره ای را تنها زمانی می توان تجربه کرد که ابزار انجام چنین پروازهایی را در نظر بگیریم. البته، چنین توجهی برای «احساس فاصله» نیست. همچنین نمی توان آن را طراحی یک طرح خاص از کشتی های بین ستاره ای دانست. مطالعه سفر بین ستاره ای امروزه ماهیت مهندسی و نظری دارد. اثبات غیرممکن بودن پروازهای بین ستاره ای غیرممکن است، اما هیچ کس نتوانسته امکان پذیری آنها را ثابت کند. راه برون رفت از این وضعیت آسان نیست - لازم است طرحی برای کشتی های بین ستاره ای پیشنهاد شود که توسط جامعه مهندسی و علمی به عنوان امکان پذیر پذیرفته شود.

پروازهای تک کشتی های بین ستاره ای، که در ادبیات علمی تخیلی قاعده است، مستثنی هستند؛ پرواز تنها یک اسکادران از کشتی ها، حدود 12 وسیله نقلیه، امکان پذیر است. این یک الزام ایمنی است و علاوه بر این، تنوع زندگی را از طریق ارتباط بین خدمه کشتی های مختلف تضمین می کند.

هنگامی که ساخت اسکادران به پایان رسید، به سمت ذخایر سوخت ذخیره شده حرکت می کند، با آنها پهلو می گیرد و حرکت می کند. ظاهراً شتاب بسیار آهسته خواهد بود و ظرف یک یا دو سال دیگر دستگاه های تلفن همراه قادر خواهند بود آنچه را که فراموش کرده اند روی کشتی ها پرتاب کنند و کسانی را که نظر خود را تغییر داده اند از زمین خارج کنند.

این پرواز 100-150 سال طول خواهد کشید. شتاب آهسته با شتاب تقریباً یک صدم زمین در یک دوره ده ساله، ده ها سال پرواز با اینرسی و تا حدودی کاهش سرعت بیشتر از شتاب. شتاب سریع زمان پرواز را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد، اما به دلیل جرم بسیار زیاد سیستم پیشرانه امکان پذیر نیست.

این پرواز به همان اندازه که در ادبیات علمی تخیلی توصیف شده پر از ماجراهای فضایی نخواهد بود. عملا هیچ تهدید خارجی وجود ندارد. ابرهای گرد و غبار کیهانی، تلاطم در فضا، شکاف در زمان - همه این لوازم به دلیل عدم وجود آنها خطری ایجاد نمی کنند. حتی شهاب سنگ های بی اهمیت نیز در فضای بین ستاره ای بسیار نادر هستند. مشکل اصلی خارجی تابش کیهانی کهکشانی، پرتوهای کیهانی است. این یک جریان همسانگرد از هسته های عناصر با انرژی بالا و در نتیجه توانایی نفوذ بالا است. در زمین، ما توسط جو و میدان مغناطیسی از آنها محافظت می‌شویم؛ در فضا، اگر پرواز طولانی باشد، باید اقدامات ویژه‌ای انجام دهیم و از منطقه زندگی کشتی محافظت کنیم تا دوز تشعشعات کیهانی تا حد زیادی بیشتر نشود. سطح زمینی یک تکنیک طراحی ساده در اینجا به شما کمک می کند - ذخایر سوخت (و آنها بسیار بزرگ هستند) در اطراف محفظه های زندگی قرار دارند و آنها را در برابر تشعشعات در بیشتر زمان پرواز محافظت می کنند.

تنها در کهکشان ما، فواصل بین منظومه های ستاره ای به طرز غیرقابل تصوری بسیار زیاد است. اگر موجودات فضایی واقعاً از زمین بازدید کنند، سطح پیشرفت فنی آنها باید صد برابر بیشتر از سطح فعلی ما در زمین باشد.

چند سال نوری دورتر

برای نشان دادن فاصله بین ستاره ها، ستاره شناسان مفهوم "سال نوری" را معرفی کردند. سرعت نور سریعترین سرعت در کیهان است: 300000 کیلومتر بر ثانیه!

عرض کهکشان ما 100000 سال نوری است. برای طی کردن چنین مسافت عظیمی، بیگانگان از سیارات دیگر باید یک سفینه فضایی بسازند که سرعت آن برابر یا حتی بیشتر از سرعت نور باشد.

دانشمندان معتقدند که یک جسم مادی نمی تواند سریعتر از سرعت نور حرکت کند. با این حال، آنها قبلا معتقد بودند که توسعه سرعت مافوق صوت غیرممکن است، اما در سال 1947، هواپیمای مدل Bell X-1 با موفقیت دیوار صوتی را شکست.

شاید در آینده، زمانی که بشریت دانش بیشتری در مورد قوانین فیزیکی کیهان به دست آورد، زمینیان بتوانند سفینه فضایی بسازند که با سرعت نور و حتی سریعتر حرکت کند.

سفرهای بزرگ

حتی اگر موجودات فضایی بتوانند در فضا با سرعت نور سفر کنند، چنین سفری سال ها طول می کشد. برای زمینیان که امید به زندگی آنها به طور متوسط ​​80 سال است، این غیرممکن خواهد بود. با این حال، هر گونه از موجودات زنده چرخه زندگی خود را دارد. به عنوان مثال، در کالیفرنیا، ایالات متحده، کاج های بریستلکون وجود دارد که در حال حاضر 5000 سال قدمت دارند.

چه کسی می داند که بیگانگان چند سال زندگی می کنند؟ شاید چند هزار؟ سپس پروازهای بین ستاره ای صدها سال برای آنها معمول است.

کوتاه ترین مسیرها

این احتمال وجود دارد که بیگانگان میانبرهایی را در فضای بیرونی پیدا کرده باشند - "حفره های گرانشی" یا اعوجاج فضا که توسط گرانش ایجاد شده است. چنین مکان هایی در جهان می توانند به نوعی پل تبدیل شوند - کوتاه ترین مسیرهای بین اجرام آسمانی واقع در انتهای مختلف جهان.