Kako doći do Alpha Centauri - tehnički detalji. Koliko će trajati putovanje do najbliže zvijezde? Može li se letjeti do Alpha Centauri?

Svatko od nas je u nekom trenutku života postavio ovo pitanje: koliko je potrebno da se leti do zvijezda? Je li moguće napraviti takav let u jednom ljudskom životu, mogu li takvi letovi postati norma svakodnevnog života? Mnogo je odgovora na ovo složeno pitanje, ovisno o tome tko postavlja. Neki su jednostavni, drugi su složeniji. Previše toga treba uzeti u obzir da bi se pronašao potpuni odgovor.

Nažalost, nema pravih procjena koje bi pomogle pronaći takav odgovor, a to frustrira futuriste i ljubitelje međuzvjezdanih putovanja. Htjeli mi to ili ne, prostor je vrlo velik (i složen), a naša tehnologija još uvijek ograničena. Ali ako ikad odlučimo napustiti naše "gnijezdo", imat ćemo nekoliko načina da dođemo do najbližeg zvjezdanog sustava u našoj galaksiji.

Najbliža zvijezda našoj Zemlji je Sunce, sasvim “prosječna” zvijezda prema Hertzsprung-Russell-ovoj shemi “glavnog niza”. To znači da je zvijezda vrlo stabilna i daje dovoljno sunčeve svjetlosti za razvoj života na našem planetu. Znamo da postoje drugi planeti koji kruže oko zvijezda blizu našeg sunčevog sustava, a mnoge od tih zvijezda slične su našim.

Prvi dio: suvremene metode

U budućnosti, ako čovječanstvo bude željelo napustiti Sunčev sustav, imat ćemo veliki izbor zvijezda na koje ćemo otići, a mnoge od njih mogle bi imati uvjete pogodne za život. Ali kamo ćemo i koliko će nam vremena trebati da tamo stignemo? Imajte na umu da su ovo samo nagađanja i da u ovom trenutku nema smjernica za međuzvjezdana putovanja. Pa, kako reče Gagarin, idemo!

Posegnite za zvijezdom

Kao što je navedeno, najbliža zvijezda našem Sunčevom sustavu je Proxima Centauri, pa ima smisla početi planirati međuzvjezdanu misiju tamo. Dio trostrukog zvjezdanog sustava Alpha Centauri, Proxima je 4,24 svjetlosne godine (1,3 parseka) od Zemlje. Alpha Centauri je u biti najsjajnija zvijezda od tri u sustavu, dio bliskog binarnog sustava 4,37 svjetlosnih godina od Zemlje - dok je Proxima Centauri (najslabija od tri) izolirani crveni patuljak na 0,13 svjetlosnih godina od dualnog sustav.

I dok razgovor o međuzvjezdanom putovanju podsjeća na sve vrste putovanja "bržih od brzine svjetlosti" (FSL), od warp brzina i crvotočina do podsvemirskih pogona, takve su teorije ili vrlo izmišljene (poput Alcubierreovog pogona) ili postoje samo u znanstvena fantastika . Svaka misija u duboki svemir trajat će generacijama.

Dakle, počevši od jednog od najsporijih oblika svemirskog putovanja, koliko će vremena trebati da se stigne do Proxime Centauri?

Suvremene metode

Pitanje procjene trajanja putovanja u svemiru puno je jednostavnije ako uključuje postojeće tehnologije i tijela u našem Sunčevom sustavu. Na primjer, korištenjem tehnologije koju koristi misija New Horizons, 16 hidrazinskih motora s jednim pogonom moglo bi stići do Mjeseca za samo 8 sati i 35 minuta.

Tu je i misija SMART-1 Europske svemirske agencije, koja se tjerala prema Mjesecu koristeći ionski pogon. Uz ovu revolucionarnu tehnologiju, čiju je verziju koristila i svemirska sonda Dawn da stigne do Veste, misiji SMART-1 trebalo je godinu, mjesec i dva tjedna da stigne do Mjeseca.

Od brzih raketnih svemirskih letjelica do ionskih pogona s učinkovitom potrošnjom goriva, imamo nekoliko opcija za kretanje po lokalnom svemiru - plus možete koristiti Jupiter ili Saturn kao ogromnu gravitacijsku praćku. No, ako planiramo ići malo dalje, morat ćemo povećati snagu tehnologije i istražiti nove mogućnosti.

Kada govorimo o mogućim metodama, govorimo o onima koje uključuju postojeće tehnologije ili one koje još ne postoje, ali su tehnički izvedive. Neki od njih, kao što ćete vidjeti, vremenski su testirani i potvrđeni, dok su drugi još uvijek upitni. Ukratko, predstavljaju mogući, ali vrlo dugotrajan i financijski skup scenarij putovanja čak i do najbliže zvijezde.

Jonsko kretanje

Trenutačno najsporiji i najekonomičniji oblik pogona je ionski pogon. Prije nekoliko desetljeća ionski pogon smatran je znanstvenom fantastikom. No posljednjih godina tehnologije podrške ionskim motorima prešle su iz teorije u praksu, i to vrlo uspješno. Misija SMART-1 Europske svemirske agencije primjer je uspješne misije na Mjesec u 13-mjesečnoj spirali sa Zemlje.

SMART-1 koristio je ionske motore na solarni pogon, u kojima je električna energija prikupljena pomoću solarnih panela i korištena za pogon motora s Hallovim efektom. Za isporuku SMART-1 na Mjesec bilo je potrebno samo 82 kilograma ksenonskog goriva. 1 kilogram ksenonskog goriva daje delta-V od 45 m/s. Ovo je iznimno učinkovit oblik kretanja, ali je daleko od najbržeg.

Jedna od prvih misija koja je koristila tehnologiju ionske propulzije bila je misija Deep Space 1 na komet Borrelli 1998. godine. DS1 je također koristio ksenonski ionski motor i trošio je 81,5 kg goriva. Nakon 20 mjeseci potiska, DS1 je u trenutku preleta kometa postigao brzinu od 56.000 km/h.

Ionski motori su ekonomičniji od raketne tehnologije jer im je potisak po jedinici mase pogonskog goriva (specifični impuls) puno veći. Ali ionskim motorima treba puno vremena da ubrzaju svemirsku letjelicu do značajnih brzina, a maksimalna brzina ovisi o potpori goriva i količini proizvedene električne energije.

Stoga, ako bi se ionski pogon koristio u misiji na Proxima Centauri, motori bi morali imati snažan izvor energije (nuklearna energija) i velike rezerve goriva (iako manje od konvencionalnih raketa). Ali ako pođemo od pretpostavke da se 81,5 kg ksenon goriva pretvara u 56.000 km/h (i neće biti drugih oblika kretanja), izračuni se mogu napraviti.

Pri najvećoj brzini od 56 000 km/h, Deep Space 1 bi trebalo 81 000 godina da prijeđe 4,24 svjetlosne godine između Zemlje i Proxime Centauri. U vremenu, to je oko 2700 generacija ljudi. Sa sigurnošću se može reći da će međuplanetarna ionska propulzija biti prespora za međuzvjezdanu misiju s posadom.

Ali ako su ionski motori veći i snažniji (odnosno, brzina istjecanja iona bit će mnogo veća), ako ima dovoljno raketnog goriva da izdrži cijelih 4,24 svjetlosnih godina, vrijeme putovanja bit će značajno smanjeno. Ali će ipak ostati znatno više ljudskih života.

Gravitacijski manevar

Najbrži način putovanja u svemir je korištenje gravitacijske pomoći. Ova tehnika uključuje svemirsku letjelicu koja koristi relativno kretanje (tj. orbitu) i gravitaciju planeta kako bi promijenila svoju putanju i brzinu. Gravitacijski manevri iznimno su korisna tehnika svemirskih letova, osobito kada se za ubrzanje koristi Zemlja ili drugi masivni planet (kao što je plinoviti div).

Svemirska letjelica Mariner 10 prva je upotrijebila ovu metodu, koristeći gravitacijsku silu Venere da se pomakne prema Merkuru u veljači 1974. godine. Osamdesetih godina prošlog stoljeća sonda Voyager 1 koristila je Saturn i Jupiter za gravitacijske manevre i ubrzanje do 60 000 km/h prije ulaska u međuzvjezdani prostor.

Misija Helios 2, koja je započela 1976. i bila je namijenjena istraživanju međuplanetarnog medija između 0,3 AJ. e. i 1 a. e. od Sunca, drži rekord za najveću brzinu razvijenu pomoću gravitacijskog manevra. U to su vrijeme Helios 1 (lansiran 1974.) i Helios 2 držali rekord za najbliže približavanje Suncu. Helios 2 lansiran je konvencionalnom raketom i postavljen u vrlo izduženu orbitu.

Zbog visokog ekscentriciteta (0,54) 190-dnevne solarne orbite, na perihelu je Helios 2 uspio postići maksimalnu brzinu od preko 240 000 km/h. Ova orbitalna brzina razvijena je samo zahvaljujući gravitacijskom privlačenju Sunca. Tehnički gledano, perihelijska brzina Heliosa 2 nije bila rezultat gravitacijskog manevra, već njegove maksimalne orbitalne brzine, ali još uvijek drži rekord za najbrži objekt koji je napravio čovjek.

Kad bi se Voyager 1 kretao prema crvenoj patuljastoj zvijezdi Proximi Centauri konstantnom brzinom od 60 000 km/h, trebalo bi mu 76 000 godina (ili više od 2 500 generacija) da prijeđe tu udaljenost. Ali kad bi sonda dosegla rekordnu brzinu Heliosa 2 - stalnu brzinu od 240.000 km/h - trebalo bi joj 19.000 godina (ili više od 600 generacija) da prijeđe 4.243 svjetlosne godine. Znatno bolje, iako ni približno praktično.

Elektromagnetski motor EM Drive

Još jedna predložena metoda za međuzvjezdana putovanja je RF rezonantna šupljina, također poznata kao EM Drive. Predložen još 2001. godine od strane Rogera Scheuera, britanskog znanstvenika koji je osnovao tvrtku Satellite Propulsion Research Ltd (SPR) za provedbu projekta, motor se temelji na ideji da elektromagnetske mikrovalne šupljine mogu izravno pretvarati električnu energiju u potisak.

Dok su tradicionalni elektromagnetski motori dizajnirani za pogon određene mase (kao što su ionizirane čestice), ovaj određeni pogonski sustav je neovisan o odzivu mase i ne emitira usmjereno zračenje. Općenito, ovaj je motor dočekan s priličnom dozom skepse, uglavnom zato što krši zakon očuvanja količine gibanja, prema kojem količina gibanja sustava ostaje konstantna i ne može se stvoriti ili uništiti, već samo mijenjati pod utjecajem sile .

Međutim, nedavni eksperimenti s ovom tehnologijom očito su doveli do pozitivnih rezultata. U srpnju 2014., na 50. AIAA/ASME/SAE/ASEE zajedničkoj propulzivnoj konferenciji u Clevelandu, Ohio, NASA-ini napredni pogonski znanstvenici objavili su da su uspješno testirali novi dizajn elektromagnetske propulzije.

U travnju 2015. znanstvenici NASA Eagleworks (dio Johnson Space Center) rekli su da su uspješno testirali motor u vakuumu, što bi moglo ukazivati ​​na moguće svemirske primjene. U srpnju iste godine skupina znanstvenika s Odsjeka za svemirske sustave Tehnološkog sveučilišta u Dresdenu razvila je vlastitu verziju motora i primijetila primjetan potisak.

Godine 2010. profesorica Zhuang Yang sa Sjeverozapadnog politehničkog sveučilišta u Xi'anu, Kina, počela je objavljivati ​​seriju članaka o svom istraživanju EM Drive tehnologije. Godine 2012. prijavila je veliku ulaznu snagu (2,5 kW) i zabilježeni potisak od 720 mn. Također je proveo opsežna testiranja 2014., uključujući mjerenja unutarnje temperature s ugrađenim termoparovima, koja su pokazala da sustav radi.

Na temelju proračuna temeljenih na NASA-inom prototipu (za koji se procjenjuje da ima nazivnu snagu od 0,4 N/kW), svemirska letjelica na elektromagnetski pogon mogla bi do Plutona otputovati za manje od 18 mjeseci. To je šest puta manje od onoga što je zahtijevala sonda New Horizons koja se kretala brzinom od 58.000 km/h.

Zvuči impresivno. Ali čak iu ovom slučaju, brod na elektromagnetskim motorima će letjeti do Proxime Centauri 13.000 godina. Blizu, ali ipak nedovoljno. Osim toga, dok se ovoj tehnologiji ne stavi sve točka na i, prerano je govoriti o njezinoj upotrebi.

Nuklearno toplinsko i nuklearno električno gibanje

Druga mogućnost za međuzvjezdani let je korištenje svemirske letjelice opremljene nuklearnim motorima. NASA je desetljećima proučavala takve opcije. Raketa s nuklearnim toplinskim pogonom mogla bi koristiti reaktore s uranom ili deuterijem za zagrijavanje vodika u reaktoru, pretvarajući ga u ionizirani plin (vodikovu plazmu), koji bi zatim bio usmjeren u mlaznicu rakete, stvarajući potisak.

Raketa na nuklearno-električni pogon koristi isti reaktor za pretvaranje topline i energije u električnu energiju, koja potom pokreće električni motor. U oba slučaja, raketa bi se oslanjala na nuklearnu fuziju ili fisiju za stvaranje potiska, a ne na kemijsko gorivo na koje rade sve moderne svemirske agencije.

U usporedbi s kemijskim motorima, nuklearni motori imaju neosporne prednosti. Prvo, ima gotovo neograničenu gustoću energije u usporedbi s raketnim gorivom. Osim toga, nuklearni motor će također proizvesti snažan potisak u odnosu na količinu utrošenog goriva. Time će se smanjiti količina potrebnog goriva, a ujedno i težina i cijena pojedinog uređaja.

Iako termalni nuklearni motori još nisu lansirani u svemir, prototipovi su stvoreni i testirani, a predloženo ih je čak i više.

Ipak, unatoč prednostima u ekonomičnosti goriva i specifičnom impulsu, najbolji predloženi koncept nuklearnog toplinskog motora ima maksimalni specifični impuls od 5000 sekundi (50 kN s/kg). Koristeći nuklearne motore pogonjene fisijom ili fuzijom, NASA-ini znanstvenici mogli bi dostaviti svemirsku letjelicu na Mars za samo 90 dana ako je Crveni planet udaljen 55.000.000 kilometara od Zemlje.

Ali kada se radi o putovanju do Proxime Centauri, bila bi potrebna stoljeća da nuklearna raketa postigne značajan dio brzine svjetlosti. Zatim će biti potrebno nekoliko desetljeća putovanja, a nakon toga još mnoga stoljeća usporavanja na putu do cilja. Još smo 1000 godina od našeg odredišta. Ono što je dobro za međuplanetarne misije nije dobro za međuzvjezdane.

Drugi dio: teorijske metode

Koristeći postojeću tehnologiju, trebalo bi jako, jako dugo da se pošalju znanstvenici i astronauti u međuzvjezdanu misiju. Putovanje će biti bolno dugo (čak i prema kozmičkim standardima). Ako želimo ostvariti takvo putovanje u barem jednom životu, ili čak generaciji, potrebne su nam radikalnije (čitaj: čisto teoretske) mjere. I dok su crvotočine i podsvemirski motori trenutačno apsolutno fantastični, godinama postoje druge ideje za koje vjerujemo da će se ostvariti.

Nuklearni pogon

Nuklearni pogon je teoretski moguć "motor" za brza svemirska putovanja. Koncept je izvorno predložio Stanislaw Ulam 1946. godine, poljsko-američki matematičar koji je sudjelovao u Projektu Manhattan, a preliminarne izračune napravili su F. Reines i Ulam 1947. godine. Projekt Orion pokrenut je 1958. godine i trajao je do 1963. godine.

Pod vodstvom Teda Taylora iz General Atomicsa i fizičara Freemana Dysona s Instituta za napredne studije na Princetonu, Orion bi iskoristio snagu pulsirajućih nuklearnih eksplozija kako bi pružio ogroman potisak s vrlo visokim specifičnim impulsom.

Ukratko, projekt Orion uključuje veliku svemirsku letjelicu koja dobiva na brzini podržavanjem termonuklearnih bojevih glava, izbacivanjem bombi straga i ubrzavanjem od udarnog vala koji ide u stražnji "gurač", pogonsku ploču. Nakon svakog guranja, ova ploča apsorbira snagu eksplozije i pretvara je u kretanje prema naprijed.

Iako ovaj dizajn teško da je elegantan prema modernim standardima, prednost koncepta je u tome što pruža visok specifični potisak - to jest, izvlači maksimalnu količinu energije iz izvora goriva (u ovom slučaju nuklearne bombe) uz minimalne troškove. Osim toga, ovaj koncept teoretski može postići vrlo velike brzine, neke procjenjuju do 5% brzine svjetlosti (5,4 x 107 km/h).

Naravno, ovaj projekt ima neizbježne nedostatke. S jedne strane, brod ove veličine bit će izuzetno skup za izgradnju. Dyson je 1968. procijenio da bi svemirska letjelica Orion, pokretana hidrogenskim bombama, težila između 400.000 i 4.000.000 metričkih tona. A najmanje tri četvrtine te težine dolazilo bi od nuklearnih bombi, svaka teška oko jedne tone.

Dysonovi konzervativni izračuni pokazali su da bi ukupna cijena izgradnje Oriona bila 367 milijardi dolara. Prilagođen inflaciji, ovaj iznos iznosi 2,5 trilijuna dolara, što je dosta. Čak i uz najkonzervativnije procjene, uređaj će biti izuzetno skup za proizvodnju.

Tu je i mali problem radijacije koju će emitirati, da ne spominjemo nuklearni otpad. Vjeruje se da je to razlog zašto je projekt odbačen kao dio sporazuma o djelomičnoj zabrani pokusa iz 1963., kada su svjetske vlade nastojale ograničiti nuklearna pokusa i zaustaviti prekomjerno ispuštanje radioaktivnih padalina u atmosferu planeta.

Fuzijske rakete

Druga mogućnost korištenja nuklearne energije je kroz termonuklearne reakcije za proizvodnju potiska. U ovom konceptu, energija bi se stvorila paljenjem kuglica mješavine deuterija i helija-3 u reakcijskoj komori inercijskim zatvaranjem pomoću elektronskih zraka (slično onome što se radi u National Ignition Facility u Kaliforniji). Takav fuzijski reaktor eksplodirao bi 250 kuglica u sekundi, stvarajući visokoenergetsku plazmu koja bi zatim bila preusmjerena u mlaznicu, stvarajući potisak.

Poput rakete koja se oslanja na nuklearni reaktor, ovaj koncept ima prednosti u smislu učinkovitosti goriva i specifičnog impulsa. Procjenjuje se da će brzina doseći 10 600 km/h, što daleko premašuje ograničenja brzine konvencionalnih raketa. Štoviše, ova je tehnologija opsežno proučavana tijekom posljednjih nekoliko desetljeća i dani su mnogi prijedlozi.

Na primjer, između 1973. i 1978. Britansko međuplanetarno društvo provelo je studiju o izvedivosti projekta Daedalus. Oslanjajući se na suvremeno znanje i tehnologiju fuzije, znanstvenici su pozvali na izgradnju dvostupanjske znanstvene sonde bez ljudske posade koja bi mogla dosegnuti Barnardovu zvijezdu (5,9 svjetlosnih godina od Zemlje) unutar ljudskog vijeka.

Prvi stupanj, najveći od dva, radio bi 2,05 godina i ubrzao bi letjelicu do 7,1% brzine svjetlosti. Tada se ovaj stupanj odbacuje, drugi se pali, a uređaj ubrzava do 12% brzine svjetlosti za 1,8 godina. Zatim se gasi motor drugog stupnja, a brod leti 46 godina.

Projekt Daedalus procjenjuje da bi misiji trebalo 50 godina da stigne do Barnardove zvijezde. Ako do Proxime Centauri, isti će brod tamo stići za 36 godina. Ali, naravno, projekt uključuje puno neriješenih pitanja, posebice onih koja se ne mogu riješiti modernim tehnologijama - a većina njih još nije riješena.

Na primjer, na Zemlji praktički nema helija-3, što znači da će se morati eksploatirati negdje drugdje (najvjerojatnije na Mjesecu). Drugo, reakcija koja pokreće aparat zahtijeva da emitirana energija znatno premašuje energiju utrošenu za pokretanje reakcije. I premda su eksperimenti na Zemlji već premašili "točku rentabilnosti", još smo daleko od količine energije koja može pokretati međuzvjezdanu letjelicu.

Treće, ostaje pitanje cijene takvog plovila. Čak i prema skromnim standardima bespilotnog vozila Project Daedalus, potpuno opremljeno vozilo težilo bi 60.000 tona. Da vam damo ideju, bruto težina NASA SLS-a je nešto više od 30 metričkih tona, a samo lansiranje koštat će 5 milijardi dolara (procjene iz 2013.).

Ukratko, ne samo da bi fuzijska raketa bila preskupa za izgradnju, već bi također zahtijevala razinu fuzijskog reaktora daleko iznad naših mogućnosti. Icarus Interstellar, međunarodna organizacija znanstvenika građana (od kojih su neki radili za NASA-u ili ESA-u), pokušava oživjeti koncept s projektom Icarus. Osnovana 2009. godine, grupa se nada da će omogućiti pokret fuzije (i više od toga) u doglednoj budućnosti.

Fusion ramjet

Također poznat kao Bussard ramjet, motor je prvi predložio fizičar Robert Bussard 1960. godine. U svojoj srži, to je poboljšanje standardne fuzijske rakete, koja koristi magnetska polja za komprimiranje vodikovog goriva do točke fuzije. Ali u slučaju ramjeta, ogromni elektromagnetski lijevak usisava vodik iz međuzvjezdanog medija i ispušta ga u reaktor kao gorivo.

Kako vozilo dobiva na brzini, reaktivna masa ulazi u ograničavajuće magnetsko polje, koje je komprimira sve dok ne započne termonuklearna fuzija. Magnetsko polje zatim usmjerava energiju u mlaznicu rakete, ubrzavajući letjelicu. Budući da ga nikakvi spremnici goriva neće usporiti, fuzijski ramjet može doseći brzine reda veličine 4% brzine svjetlosti i putovati bilo gdje u galaksiji.

Međutim, postoji mnogo potencijalnih nedostataka ove misije. Na primjer, problem trenja. Svemirska letjelica se oslanja na visoku stopu skupljanja goriva, ali će također naići na velike količine međuzvjezdanog vodika i izgubiti na brzini - posebno u gustim područjima galaksije. Drugo, u svemiru ima malo deuterija i tricija (koji se koriste u reaktorima na Zemlji), a sinteza običnog vodika, kojeg svemir ima u izobilju, još nije pod našom kontrolom.

Međutim, znanstvena fantastika se zaljubila u ovaj koncept. Najpoznatiji primjer je možda franšiza Star Trek, koja koristi kolekcionare Bussard. U stvarnosti, naše razumijevanje fuzijskih reaktora nije ni približno onoliko dobro koliko bismo željeli.

Lasersko jedro

Solarna jedra odavno se smatraju učinkovitim načinom osvajanja Sunčevog sustava. Osim što su relativno jednostavni i jeftini za izradu, imaju veliku prednost: ne zahtijevaju gorivo. Umjesto da koristi rakete koje trebaju gorivo, jedro koristi pritisak zračenja od zvijezda kako bi potjeralo ultratanka zrcala do velikih brzina.

Međutim, u slučaju međuzvjezdanog putovanja, takvo bi jedro moralo pokretati fokusirane zrake energije (laser ili mikrovalovi) kako bi se ubrzalo do brzine bliske svjetlosti. Koncept je prvi predložio Robert Forward 1984. godine, fizičar u Hughes Aircraft Laboratoryju.

Njegova ideja zadržava prednosti solarnog jedra u tome što ne zahtijeva gorivo na brodu, kao i to što se laserska energija ne raspršuje na daljinu na isti način kao sunčevo zračenje. Dakle, iako će laserskom jedru trebati neko vrijeme da ubrza do brzine bliske svjetlosti, ono će naknadno biti ograničeno samo brzinom svjetlosti.

Prema studiji koju je 2000. godine proveo Robert Frisby, direktor istraživanja koncepta napredne propulzije u NASA-inom Laboratoriju za mlazni pogon, lasersko bi jedro ubrzalo do polovine brzine svjetlosti za manje od desetljeća. Također je izračunao da bi jedro promjera 320 kilometara moglo stići do Proxime Centauri za 12 godina. U međuvremenu, jedro, promjera 965 kilometara, stići će za samo 9 godina.

Međutim, takvo će jedro morati biti izgrađeno od naprednih kompozitnih materijala kako bi se izbjeglo topljenje. Što će biti posebno teško s obzirom na veličinu jedra. Troškovi su još gori. Prema Frisbyju, laseri bi zahtijevali stalan protok od 17.000 terawata energije, što je otprilike onoliko koliko cijeli svijet potroši u jednom danu.

Motor antimaterije

Ljubitelji znanstvene fantastike dobro znaju što je antimaterija. Ali ako ste zaboravili, antimaterija je tvar sastavljena od čestica koje imaju istu masu kao obične čestice, ali suprotnog naboja. Motor na antimateriju je hipotetski motor koji se oslanja na interakcije između materije i antimaterije za generiranje energije ili potiska.

Ukratko, motor antimaterije koristi čestice vodika i antivodika koje se sudaraju jedna s drugom. Energija emitirana tijekom procesa anihilacije po volumenu je usporediva s energijom eksplozije termonuklearne bombe praćene protokom subatomskih čestica - piona i miona. Te se čestice, koje putuju jednom trećinom brzine svjetlosti, preusmjeravaju u magnetsku mlaznicu i stvaraju potisak.

Prednost ove klase raketa je u tome što se većina mase mješavine materije i antimaterije može pretvoriti u energiju, što rezultira visokom gustoćom energije i specifičnim impulsom koji je bolji od bilo koje druge rakete. Štoviše, reakcija anihilacije može ubrzati raketu do polovine brzine svjetlosti.

Ova klasa raketa bit će najbrža i energetski najučinkovitija moguća (ili nemoguća, ali predložena). Dok konvencionalne kemijske rakete zahtijevaju tone goriva da potjeraju svemirsku letjelicu do odredišta, motor na antimateriju obavit će isti posao sa samo nekoliko miligrama goriva. Međusobno uništavanje pola kilograma čestica vodika i antivodika oslobađa više energije nego hidrogenska bomba od 10 megatona.

Upravo iz tog razloga NASA-in Advanced Concepts Institute istražuje ovu tehnologiju kao mogućnost za buduće misije na Mars. Nažalost, kada se razmatraju misije do obližnjih zvjezdanih sustava, količina potrebnog goriva eksponencijalno raste, a troškovi postaju astronomski (bez namjere).

Prema izvješću pripremljenom za 39. AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit, dvostupanjska raketa s antimaterijom zahtijevala bi više od 815.000 metričkih tona pogonskog goriva da stigne do Proxime Centauri za 40 godina. Relativno je brz. Ali cijena...

Iako jedan gram antimaterije proizvodi nevjerojatnu količinu energije, proizvodnja samo jednog grama zahtijevala bi 25 milijuna milijardi kilovat-sati energije i koštala trilijun dolara. Trenutno je ukupna količina antimaterije koju su stvorili ljudi manja od 20 nanograma.

Čak i kad bismo mogli proizvoditi antimateriju jeftino, trebao bi nam masivan brod koji bi mogao primiti potrebnu količinu goriva. Prema izvješću dr. Darrella Smitha i Jonathana Webbyja sa Sveučilišta Embry-Riddle Aeronautical u Arizoni, međuzvjezdana letjelica pokretana antimaterijom mogla bi postići brzinu 0,5 puta veću od brzine svjetlosti i dosegnuti Proxima Centauri za nešto više od 8 godina. Međutim, sam brod bi bio težak 400 tona i zahtijevao bi 170 tona goriva antimaterije.

Mogući način da se to zaobiđe bilo bi stvaranje plovila koje bi stvaralo antimateriju i potom je koristilo kao gorivo. Ovaj koncept, poznat kao Vacuum to Antimatter Rocket Interstellar Explorer System (VARIES), predložio je Richard Aubauzi iz Icarus Interstellar. Na temelju ideje o recikliranju na licu mjesta, vozilo VARIES koristilo bi velike lasere (pokretane golemim solarnim panelima) za stvaranje čestica antimaterije kada bi se ispalile u prazan prostor.

Slično konceptu fusion ramjet, ovaj prijedlog rješava problem transporta goriva izvlačenjem izravno iz svemira. Ali opet, cijena takvog broda bit će iznimno visoka ako ga izgradimo našim modernim metodama. Mi jednostavno ne možemo stvoriti antimateriju u ogromnim razmjerima. Tu je i problem zračenja koji treba riješiti, budući da anihilacija materije i antimaterije proizvodi izboje visokoenergetskih gama zraka.

Ne predstavljaju opasnost samo za posadu, nego i za motor kako se ne bi raspali na subatomske čestice pod utjecajem svog tog zračenja. Ukratko, motor s antimaterijom potpuno je nepraktičan s obzirom na našu trenutnu tehnologiju.

Alcubierre Warp Drive

Ljubitelji znanstvene fantastike bez sumnje su upoznati s konceptom warp pogona (ili Alcubierreovog pogona). Predložio meksički fizičar Miguel Alcubierre 1994., ideja je bila pokušaj da se zamisli trenutno kretanje u svemiru bez kršenja Einsteinove teorije specijalne relativnosti. Ukratko, ovaj koncept uključuje rastezanje tkanine prostorvremena u val, što bi teoretski uzrokovalo skupljanje prostora ispred objekta i širenje prostora iza njega.

Objekt unutar ovog vala (naš brod) moći će voziti ovaj val, budući da je u "warp mjehuru", brzinom puno većom od relativističke. Budući da se brod ne kreće u samom mjehuru, već ga on nosi, zakoni relativnosti i prostor-vremena neće biti povrijeđeni. U biti, ova metoda ne uključuje kretanje brže od brzine svjetlosti u lokalnom smislu.

On je "brži od svjetlosti" samo u smislu da brod može stići do odredišta brže od zrake svjetlosti koja putuje izvan warp mjehura. Pod pretpostavkom da je letjelica opremljena sustavom Alcubierre, doći će do Proxime Centauri za manje od 4 godine. Stoga, kada je riječ o teoretskom međuzvjezdanom svemirskom putovanju, ovo je daleko najperspektivnija tehnologija u smislu brzine.

Naravno, cijeli ovaj koncept je izuzetno kontroverzan. Među argumentima protiv, na primjer, je da ne uzima u obzir kvantnu mehaniku i da se može opovrgnuti teorijom svega (kao što je petlja kvantne gravitacije). Izračuni potrebne količine energije također su pokazali da bi warp pogon bio pretjerano proždrljiv. Ostale neizvjesnosti uključuju sigurnost takvog sustava, prostorno-vremenske učinke na odredištu i kršenje uzročnosti.

Međutim, 2012. NASA-in znanstvenik Harold White objavio je da su on i njegovi kolege počeli istraživati ​​mogućnost stvaranja Alcubierre motora. White je izjavio da su izgradili interferometar koji bi uhvatio prostorne distorzije nastale širenjem i skupljanjem prostor-vremena u Alcubierreovoj metrici.

Laboratorij za mlazni pogon objavio je 2013. rezultate ispitivanja warp polja provedenih u uvjetima vakuuma. Nažalost, rezultati su smatrani "neuvjerljivima". Dugoročno, možemo otkriti da Alcubierreova metrika krši jedan ili više temeljnih zakona prirode. Čak i ako se njegova fizika pokaže točnom, nema jamstva da se sustav Alcubierre može koristiti za let.

Općenito, sve je kao i obično: rođeni ste prerano da biste putovali do najbliže zvijezde. Međutim, ako čovječanstvo osjeti potrebu za izgradnjom "međuzvjezdane arke" koja će prihvatiti samoodrživo ljudsko društvo, bit će moguće doći do Proxime Centauri za otprilike sto godina. Ako, naravno, želimo ulagati u takav događaj.

Što se tiče vremena, čini se da su sve dostupne metode krajnje ograničene. I dok nas provođenje stotina tisuća godina putujući do najbliže zvijezde može malo zanimati kada je naš vlastiti opstanak u pitanju, kako svemirska tehnologija bude napredovala, metode će ostati krajnje nepraktične. Dok naša arka stigne do najbliže zvijezde, njena će tehnologija zastarjeti, a čovječanstvo možda više neće postojati.

Dakle, osim ako ne napravimo veliki napredak u fuziji, antimateriji ili laserskoj tehnologiji, zadovoljit ćemo se istraživanjem vlastitog solarnog sustava.

PREDAVANJE:

"ZA SEDAM MILIJUNA GODINA"

Predavač Moiseev I.M.

SSO "Energia" MVTU nazvan po. Bauman

selo Ust-Abakan

Dragi drugovi! Želim vas odmah upozoriti da ćemo razgovarati o kontroverznim i prilično apstraktnim pitanjima. Mnogo toga što vam želim reći nije gorući problem današnjice. No, razumijevanje problema o kojem ću govoriti i mogućnosti njegova rješavanja ima ozbiljan svjetonazorski karakter.

Morat ćemo djelovati s vrlo velikim, za naše standarde, brojevima. Želim da ih dobro razumijete, podsjećam vas: milijun je tisuću tisuća, milijarda je tisuću milijuna. Samo brojanje do tisuću će trajati 3 sata. Do milijun - 125 dana. Za milijardu - 350 godina. Predstavljeno? Dobro onda. Onda možemo početi.

Svemir je nastao prije 20 milijardi godina.

Negdje prije 5-6 milijardi godina naše Sunce je planulo.

Prije 4 milijarde godina rastopljena kugla se ohladila, a sada se zove planet Zemlja. Prije otprilike milijun godina pojavio se čovjek.

Države postoje tek nekoliko tisuća godina.

Prije stotinjak godina izumljen je radio i konačno, prije 27 godina, počelo je svemirsko doba.

Ovaj put. Sada razgovarajmo o prostornim mjerilima.

Kao što znate, zraka svjetlosti putuje 300 tisuća km u sekundi. Koristit ćemo brzinu svjetlosti za mjerenje udaljenosti. Da bi zraka svjetlosti prešla udaljenost jednaku duljini ekvatora, trebat će joj 1/7 sekunde. Do Mjeseca - nešto više od 1 sekunde. Svjetlost prijeđe udaljenost od Zemlje do Sunca za 8 minuta. Trebat će više od 5 sati da zraka svjetlosti stigne do granice Sunčevog sustava. Ali potrebno je više od 4 godine da zraka svjetlosti putuje do najbliže zvijezde - Proxime Centauri. Trebat će 75 tisuća godina da snop svjetlosti stigne do središta naše Galaksije. Zraci svjetlosti trebat će 40 milijardi godina da prijeđe naš svemir.

Živimo na planeti zemlji. Naš planet je vrlo mali dio Sunčevog sustava koji uključuje prvu zvijezdu – Sunce, 9 velikih planeta, desetke planetarnih satelita, milijune kometa i asteroida te mnoga druga manja materijalna tijela. Naš Sunčev sustav nalazi se na periferiji Galaksije, ogromnog zvjezdanog sustava koji uključuje 10 milijardi zvijezda poput Sunca. Postoje tisuće takvih galaksija u svemiru

milijardi kuna Ovo je svijet u kojem živimo. Sada kada smo sve ovo predstavili, vrijeme je da postavimo prvi zadatak.

Tako. Moramo doći do najbližeg zvjezdanog sustava - sustava Alpha Centauri. Ovaj sustav uključuje 3 zvijezde: Alpha Centauri A - zvijezda slična našem Suncu, Alpha Centauri B i Proxima Centauri - male crvene zvijezde. Vrlo je vjerojatno da ovaj sustav uključuje i planete. Udaljenost do njega je 4,3 svjetlosne godine. Kad bismo mogli putovati brzinom svjetlosti, trebalo bi nam gotovo 9 godina da putujemo tamo i natrag. Ali ne možemo se kretati brzinom svjetlosti. Trenutno raspolažemo samo s kemijskim raketama čija je najveća postignuta brzina 20 km/s. Pri ovoj brzini trebalo bi više od 70 tisuća godina da dosegne Alpha Centauri. Na raspolaganju su nam elektroraketni i nuklearni termalni motori. Međutim, prvi zbog malog potiska ne mogu vlastitu težinu ubrzati do pristojnih brzina, a drugi su, grubo rečeno, samo dvostruko bolji od kemijskih. Pisci znanstvene fantastike vole slati svoje junake do zvijezda na fotonima, ili točnije, anihilacijskim raketama. Anihilacijski motori teoretski mogu ubrzati raketu do brzina vrlo bliskih brzini svjetlosti u samo jednoj godini. No, da bi se napravili anihilacijski pogonski sustavi, potrebna je velika količina antimaterije, a kako je dobiti potpuno je nepoznato. Osim toga, dizajn takvog motora je potpuno nejasan. Ali trebamo pravi motor. Tako da znamo kako ga napraviti i da možemo odmah početi raditi na njegovom stvaranju. U suprotnom, ako čekamo dok ne pronađu principe koji su trenutno nepoznati, mogli bismo ostati bez ičega. Srećom, takav motor postoji. Istina, zasad samo na papiru, ali ako ti i ja želimo, možemo ga stvoriti u metalu. Ovo je pulsirajući termonuklearni raketni motor. Upoznajmo ga detaljnije. U ovom motoru male porcije termonuklearnog goriva izgaraju visokom frekvencijom. U tom se slučaju oslobađa vrlo velika energija, produkti reakcije - elementarne čestice - raspršuju se velikom brzinom i guraju raketu naprijed. Zadržimo se na glavnim problemima povezanim sa stvaranjem takvog motora i načinima njihovog rješavanja.

Problem broj jedan je problem podmetanja požara. Potrebno je zapaliti, odnosno pokrenuti termonuklearnu reakciju u maloj, ne većoj od 10 miligrama mase, tableti termonuklearnog goriva. Takva se tableta obično naziva meta. Da bi se reakcija odvijala dovoljno intenzivno, temperatura mete mora doseći stotine milijuna stupnjeva. Štoviše, da bi veći dio mete reagirao, ovo se zagrijavanje mora provesti u vrlo kratkom vremenu. /Ako ga polako zagrijavamo, meta će imati vremena da ispari, a da ne izgori./ Proračuni i eksperimenti pokazuju da se u metu mora uložiti energija od milijun džula u vremenu od jedne milijarde sekunde. Snaga takvog impulsa jednaka je snazi ​​200 tisuća Krasnojarskih hidroelektrana. Ali potrošnja energije neće biti tako velika - 100 tisuća kilovata, ako eksplodiramo 100 meta u sekundi. Prvo rješenje problema paljevine pronašao je slavni sovjetski fizičar Basov. Predložio je paljenje meta laserskom zrakom, u kojoj bi se zapravo mogla koncentrirati potrebna snaga. Intenzivno se radi na ovom području iu skoroj budućnosti bit će pokrenute prve termonuklearne elektrane koje rade na ovom principu. Postoje i druge opcije za rješavanje ovog problema, ali one još nisu previše istražene.

Problem broj dva je problem komore za izgaranje. Kada naše mete izgore, nastat će veliki broj elementarnih čestica koje nose veliku energiju i snažno elektromagnetsko zračenje, a sve će se to raspršiti na sve strane. I trebamo usmjeriti što više produkata reakcije u jednom smjeru - protiv kretanja naše rakete - samo u tom slučaju raketa će moći dobiti na brzini. Taj problem možemo riješiti samo uz pomoć magnetskog polja. Magnetsko polje određene jakosti može promijeniti putanje produkata reakcije i usmjeriti ih u željenom smjeru. Možemo stvoriti takvo polje.

Problem broj tri je problem radijatora. Elektromagnetsko zračenje ne može se kontrolirati magnetskim poljem. Ovo zračenje apsorbiraju strukturni elementi motora i pretvaraju ga u toplinu koja se mora otpustiti u prostor. Uklanjanje viška topline obično se provodi pomoću radijatora - velikih tankih ploča sastavljenih od toplinskih cijevi - jednostavnih uređaja koji omogućuju prijenos topline na velike udaljenosti. Međutim, za naše uvjete masa takvog sustava ispada pretjerano velikom.

I tu je nađeno rješenje. Predloženo je korištenje protoka malih krutih čestica ili tekućih kapljica zagrijanih na visoku temperaturu za oslobađanje topline. Takvi uređaji su novi, ali sasvim izvedivi.

Kod projektiranja našeg motora pojavit će se još puno problema, ali svi su oni rješivi, i što je bitno, rješivi na sadašnjem stupnju razvoja znanosti i tehnologije.

Zamislimo motor kao cjelinu. Temelji se na komori za izgaranje - krnjem stošcu, veličine nekoliko desetaka metara. Na osi ovog stošca dolazi do termonuklearnih eksplozija 100 puta u sekundi, svaka snage nekoliko tona TNT-a. Mlazna struja teče iz široke baze stošca. Ovaj stožac čine dva prstena solenoida. Nema zidova. Unutar stošca postoji jako magnetsko polje. Gornji solenoid sadrži sustav laserskog paljenja, sustav za dovod meta u komoru za izgaranje i sustav za odabir električne energije potrebne za napajanje laserske instalacije. /U tu svrhu oduzima se dio energije eksplozije./ Tekući tokovi teku duž bočnih generatrisa stošca - to je radijator. Da bismo osigurali potreban potisak, na našu raketu trebat ćemo ugraditi oko 200 takvih motora.

Napravili smo pogonski sustav. Sada razgovarajmo o nosivosti. Naš uređaj će imati posadu. Stoga će glavni dio biti nastanjivi odjeljak. Može se napraviti u obliku bučice. "Bučica" će mjeriti dvjesto do tristo metara. Okretat će se oko svoje poprečne osi stvarajući umjetnu gravitaciju. Sa svih strana bit će okružen termonuklearnim gorivom, koje će štititi posadu od kozmičkog zračenja. Osim nastanjivog odjeljka, teret će uključivati ​​sustav napajanja, komunikacijski sustav i pomoćne sustave.

Kao što vidite, ne postoji ništa nemoguće u izgradnji međuzvjezdanog svemirskog broda, samo puno složenosti. Svi problemi su premostivi. Sada ću vas upoznati s karakteristikama broda dobivenog kao rezultat idejnog projekta.

Težina na početku		milijuna tona
Težina motora		tisuća tona
Težina korisnog tereta		tisuća tona
Maksimalna brzina		brzina svjetlosti
Vrijeme za let		godine
Posada	1000	ljudski

Takav će nam brod omogućiti let do sustava Alpha Centauri.

Molimo obratite pozornost - samo letite. Neće se moći vratiti. Lako je izračunati da, zadržavajući isti dizajn, da bi se mogao vratiti, naš brod na startu mora težiti 8 milijardi tona. To očito nadilazi naše mogućnosti. I zašto se vratiti? Sve nove - i to vrlo ogromne, treba napomenuti - informacije možemo prenositi putem radija. I morat ćemo ostati u sustavu Alpha Centauri, sletjeti na planete i početi ih istraživati.

Kako ćemo to učiniti? Postoji li takva mogućnost? Da imam. Lansiramo, recimo, stotinu brodova iz Sunčevog sustava. Sto tisuća dragovoljaca. Za 60 godina oni, njihova djeca i unuci stići će u sustav Alpha Centauri i ući u orbitu oko najprikladnijeg planeta za istraživanje. Nakon izviđanja, ljudi će početi prepravljati cijeli planet, jer je malo vjerojatno da će se pokazati kopijom naše Zemlje. Ako je prevruće, možete ga zatvoriti od zvijezde s mrežom protiv prašine. Ako je prehladno, možemo usmjeriti dodatnu energiju na njega pomoću velikih i vrlo laganih ogledala, možemo ih napraviti. Možemo promijeniti i atmosferu. Na primjer, kao što je to predložio Carl Sagan, isti onaj koji je nedavno poslao pismo K. U. Chernenko, u kojem je izrazio svoju zabrinutost zbog planova za militarizaciju svemira. Černjenkov odgovor objavljen je tada u svim novinama./ - predložio je bacanje posebno odabranih mikroorganizama u atmosferu drugog planeta koji bi apsorbirali ugljični dioksid i oslobodili kisik. Mi, u principu, također možemo stvoriti umjetne mehanizme koji su sposobni reproducirati / umnožavati / i mogu brzo prepraviti atmosferu i površinski sloj bilo kojeg planeta. Ništa od ovoga nije lako, ali je moguće. Kada se koliko-toliko naviknemo na novi sustav, možemo napraviti sljedeći korak - lansirati novu eskadrilu brodova u novi zvjezdani sustav, s istim ciljevima.

I tako dalje. A sada - ono najvažnije. Vrhunac. Postupajući na ovaj način, možemo ovladati cijelom našom Galaksijom za SEDAM MILIJUNA GODINA. Sedam milijuna godina u mjerilu Svemira beznačajno je razdoblje. I za sedam milijuna godina, ne više, cijela naša Galaksija, ovaj ogromni sustav s milijardama planetarnih sustava, postat će veliki dom čovječanstva. Ovo je cilj za koji vrijedi raditi. Naravno, tu ima, naravno, više problema raznih vrsta nego rješenja. Ali, ponavljam, sve se to može riješiti. I ne sumnjam da će im biti dopušteno.

Jedina stvar koja može zaustaviti čovječanstvo na njegovom zvjezdanom putu je nuklearni rat. Ista sredstva koja omogućuju čovječanstvu da dosegne zvijezde mogu ga uništiti na samom početku njegovog putovanja. Naravno, ne trebam vas agitirati za mir. Ali dopustit ću si da vas podsjetim da je sada aktivna borba za mirnu budućnost čovječanstva jedina stvar koja može spasiti ne samo naše živote, već i ogromnu budućnost našeg čovječanstva.

Je li moguće letjeti do zvijezde? Pa, barem onaj najbliži?

Razvoj znanosti i tehnologije nalikuje valu. Ne baš. Opet da, i opet ne. Ali na kraju ipak Da!

Je li moguće letjeti do zvijezda?

Barem do najbližeg?

NEMA NEMOGUĆEG. Nikada! Potrebne su milijarde i milijarde tona goriva. I tek nezamisliva količina goriva da se sve to dopremi u orbitu. Nemoguće.

DA MOGUĆE. Potrebno je samo 17 grama antimaterije.

NEMA NEMOGUĆEG. 17 grama antimaterije vrijedi 170 bilijuna dolara!

DA MOGUĆE. Cijena antimaterije sve vrijeme pada. U 2006. godini, prema NASA-i, 1 gram već vrijedi 25 milijardi dolara.

NEMA NEMOGUĆEG. Čak i ako proizvedete 100 grama antimaterije i naučite je skladištiti godinama, a ne 1000 sekundi kao sada. Nije važno. 17 grama antimaterije je približno 22 atomske bombe koje su bačene na Hirošimu. Nitko vam neće dopustiti takve rizike prilikom lansiranja. Uostalom, zamka za antimateriju, koliko god sama po sebi bila pouzdana, kada se uništi, antimaterija će stupiti u interakciju s materijom. A tragedija se ne može izbjeći.

DA MOGUĆE JE. NASA je, doduše u “najluđem” institutu, naručila kolektor antimaterije http://www.membrana.ru/particle/2946. Uostalom, antimaterija postoji u Sunčevom svemiru. A izračunati motori sposobni su doseći brzine od 70% brzine svjetlosti http://ria.ru/science/20120515/649749893.html. Tako let do zvijezda polako prelazi iz ruku fundamentalne znanosti u ruke primijenjene znanosti.

Želim istaknuti jednu zanemarenu točku. Mnogi ljudi pitaju kako doći tamo? Kakvo je gorivo potrebno za let do zvijezde u određenom vremenu? (na primjer, do α - Centaura udaljenost je približno 4365 svjetlosnih godina).

Pokušat ću odgovoriti na ova pitanja sa svog stajališta. Kako doći tamo? Mogu reći da je trenutno najprikladniji zvjezdani brod naš planet Zemlja. Na Zemlji postoji sve što je potrebno osobi i okolnom svijetu za preživljavanje na zvjezdanoj ekspediciji. Kakvo je gorivo potrebno za let do zvijezde u određenom vremenu?

Moj odgovor bi bio ovakav. Gorivo za zvjezdani brod bit će sunčeva energija i toplina. Sunce je najsnažniji i najtrajniji izvor energije u određenom vremenu. Dok Sunce gori i daje toplim zrakama našoj Zemlji, naš zvjezdani brod nastavlja plutati svemirom, vođen Suncem.

Napravio sam približne proračune naše svemirske ekspedicije. Koliko dugo ćemo letjeti na našem svemirskom brodu prije nego što nestane solarnog goriva? Suncu je ostalo još otprilike 4,57 milijardi godina da izgori. Tijekom tog vremena, letjet ćemo na Zemlji otprilike 18 orbita oko središta naše galaksije Mliječni put. Prijeđena udaljenost oko središta galaksija, uzimajući u obzir životni vijek Sunca i brzinu rotacije Sunca oko središta galaksije, iznosi približno 220 km/s. Put naše zvjezdane ekspedicije bit će 3,17·10^19 km = 3,3514·10^6 svjetlosnih godina. Tijekom naše svemirske ekspedicije, zvjezdani brod (planet Zemlja) bi stigao do galaksije M31 koja nam je blizu (maglica Andromeda). Mi i naša Zemlja svaki dan preletimo 19 008 000 km. Cijeli život putujemo svemirom na našem brodu koji se zove Zemlja...

Hvala vam!!!

Neće raditi. Međuzvjezdane udaljenosti, kakve su bile, bit će, unatoč činjenici da ćemo već biti u galaksiji Andromeda. Uostalom, malo će se promijeniti u toj komponenti Galaksije u kojoj sada živimo. Ali najvažnija stvar ovdje je da ćemo za 4,5 milijardi godina, nadamo se, letjeti vikendom kako bismo se divili kvazarima. I u principu ovo nam više neće trebati

Nikolaj! Vaš odgovor se u biti poklapa s Folkovim prijedlogom. Sjedimo na Zemlji i s njom putujemo Galaksijom. Međutim, po mom mišljenju, ova opcija je pomalo nepromišljena. Prvo, krećući se zajedno sa Suncem preko Galaksije, nemamo puno šanse približiti se drugim zvijezdama. To znači da ih nećemo moći proučavati izbliza. Ako se takva šansa ukaže, onda ćemo imati jako teško vrijeme. Bolje je svoj dom držati podalje od drugih zvijezda.

S tim u vezi, postaje jasno da ostanak kod kuće, da tako kažemo, “kako bismo se bolje učvrstili” u našem Sunčevom sustavu, nije najbolja strategija. Malo toga se može dogoditi našoj Zemlji. Stoga je bolje unaprijed brinuti o pronalaženju novog mjesta za život, za svaki slučaj. Naravno, razumijem astronome da je bolje sjediti pokraj teleskopa i graditi modele na temelju vrlo neizravnih podataka. Međutim, ovaj put, blago rečeno, nije previše informativan. Informacije o drugim objektima izvan Sunčevog sustava bolje je primati izravno na licu mjesta. Siguran sam da ćete moći vidjeti dovoljno “čuda” koja nikada nećete vidjeti sa Zemlje. U tom su pogledu prvenstveno sumnjive američke ekspedicije na Mjesec. Nisu otkrili praktički ništa novo. Zbog toga sumnjam.

Viktore Mihajloviču, zapravo sam mislio na nešto drugo. Vjerujem da se prvo trebaš udobno smjestiti u Sunčev sustav. Paralelno s tim, mislim da će čovječanstvo doći do fizičkih, a zatim i do tehničkih ideja koje će nam pomoći da ostvarimo sjecište međuzvjezdanih udaljenosti unutar razumnog vremenskog okvira. Oni. Vjerujem da sve ima svoje vrijeme.

A što se tiče plana za rezervnu paletu za život, tu su Mars i Venera i sateliti divovskih planeta, pogodan je i Merkur.

Serjoža! Što se tiče svega, za sve postoji vrijeme - ne radi se o tome. Sve dok ne izmislimo način putovanja svemirom ili na neki drugi način brzinama bliskim ili većim od brzine svjetlosti, nastanjujemo Sunčev sustav najbolje što možemo. Ali čim se pojavi način da se poleti do zvijezda, barem onih najbližih, odmah će se naći entuzijasti za to. Dakle, "Čekamo do prve zvijezde..." Nikolaj predlaže let po inerciji na samoj Zemlji. Tu se slažemo. Dakle, nećemo letjeti ni u što, a ako i letimo, bolje bi bilo da ne letimo.

Što se tiče Marsa, Venere ili Merkura, ne razumijem. Nećemo moći živjeti tamo, čak ni na Marsu. Mars se ipak mora moći pretvoriti u nastanjiv planet. A što se tiče Venere i Merkura - ovdje je stvarno loše. Ako naučimo teroformirati planete, onda mislim da ćemo moći letjeti do drugih zvijezda. Sada se čini da su ti zadaci usporedive složenosti.

Za let do neke zvijezde potrebno je 5 godina, dok će na zemlji trebati 50-100 godina. Prošla su (vjerojatno) vremena kada su ljudi poput Bikova iz epa o Strugackom bili spremni učiniti tako nešto. Ali letjeti na takav način da stignete tamo na vrijeme, ali je onda povratak u poznati svijet lakši. Štoviše, trebate letjeti tamo gdje postoje planeti, po mogućnosti u zelenoj zoni i po mogućnosti kameni, bilo bi lijepo s atmosferom kisika. I nije činjenica da postoje takvi ljudi u krugu od 30 komada. Jednostavno nema smisla letjeti samo radi samog dolaska. Iz ovoga ćete postići malo znanstvenih rezultata, sve što tamošnja misija sazna o zvijezdi nakon vremena u kojem misija tamo leti i od tamo dolazi signal, ti će podaci postati zastarjeli.

Što se tiče Merkura, tamo se može živjeti u polarnim područjima, ima dosta područja gdje ima vode i relativno niske temperature. Venera su baloni ili nešto slično. Mars - izgradnja kupolastih gradova u polarnim zonama, zašto ne? Vjerujem da će tehnologija izgradnje velikih zatvorenih stambenih objekata u idućih 50-100 godina doći do razine na kojoj će se to moći priuštiti.

Serjoža! Razumijem da raspravljate u okviru danas poznate fizike. Ako se oslanjate na SRT, onda će biti kako kažete. Letenje od 5 godina u vašem vremenu bit će desetke i stotine godina u Zemljinom sustavu, ovisno o vašoj blizini brzini svjetlosti. Međutim, SRT najvjerojatnije nije opća teorija. Ako postoje dodatne dimenzije, tada će brzina svjetlosti imati status vrste brzine zvuka u hidrodinamici. Stoga mislim da problem trebamo sagledati šire, pogotovo zato što dokazi o prisutnosti dodatnih dimenzija, iako još nisu izravno dobiveni, postaju sve važniji aspekt svih istraživanja u fizici. Moramo raditi u ovom smjeru.

Ako uspijete prijeći prag brzine svjetlosti, onda bi sljedeće ograničenje brzine moglo biti daleko iznad njega. To znači da je moguće doći do najbližih zvijezda u satima i minutama. A ovo je druga situacija. U međuvremenu, naravno, ograničeni smo u izgradnji modela leta do najbližih zvijezda.

Što se tiče Merkura, čovječanstvo u cjelini neće živjeti tamo. I vode je malo, i prostor je vrlo ograničen, a osim temperature, tu je i gigantska radijacija. Možeš živjeti i u oblacima sumpora Venere, samo da odnekud dobiješ sve što ti treba. Ali ako nema Zemlje, onda se neće imati odakle uzeti. Isto je i s Marsom. Tri problema posvuda osim na Zemlji (za sada!) - kisik, voda, radijacija.

Još je zanimljivije izgraditi brod s motorom na antimateriju. Budući da izračunate karakteristike ne ometaju stvaranje motora s brzinom od 70% brzine svjetlosti, te je pri ovoj brzini moguće u praksi proučavati paradokse vremena i prostora. Ali je li 70% dovoljno da se očituju duboki zakoni fizike?

Još je zanimljivije izgraditi brod s motorom na antimateriju.

Takav motor ne postoji čak ni u projektu. Ali i da je bilo, kako testirati ako nema goriva. A nagađanja nekih fizičara da se antimaterija može dobiti u gramima samo su nagađanja. Niti jedan problem zapravo nije tehnički riješen u pogledu njegove izrade, održavanja i korištenja.

Podsjetit ću vas da puno jednostavniji problem stvaranja nuklearne energije još uvijek zahtijeva ogromne troškove. Napravljen je nuklearni raketni motor, ali u obliku postolja i nikad nije poletio. Teži od nuklearnih instalacija, ali još uvijek mnogo lakši, problem zadržavanja konvencionalne visokotemperaturne plazme od problema zadržavanja antimaterije nije riješen. Tome se pridodaje čitava hrpa neriješenih problema povezanih s kretanjem brzinom bliskom brzini svjetlosti u prostoru ispunjenom raznim česticama i prašinom. Dakle, izgradnja takvog broda je beznadan projekt. Problem se mora riješiti na radikalno drugačiji način.

Pronašao sam informaciju da je Skolkovo prihvatio zahtjev za "vječni stroj". Pa, u redu, oni bi to nazvali "Instalacija za primanje vakuumske energije". Ali ne - "perpetum mobile". http://lenta.ru/news/2012/10/22/inf/ Dakle, doista, nije sve što pojedini fizičari kažu znanstveno utemeljena informacija.

Sama ideja o nanobrodovima je zanimljiva. Ali postoji nepremostiv problem s motorima. Na primjer, raketa koja se lansira iz Zemljine orbite prema Marsu koristeći kemijsko gorivo, čak i bez korisnog tereta, ne može biti mala. I drugi motori također nisu prikladni. Po veličini. Gubi se svaki smisao. Antimaterija je jedini konkurent u ovom slučaju.

Ako izgradimo lanac sakupljača antimaterije - njenog skladišta - nanosvemirskih brodova, tada bi istraživanje Bliskog svemira išlo drugim tempom. Ali očito je ovo samo zanimljiva ideja.

Ovi se paradoksi mogu proučavati na zemaljskim akceleratorima, uključujući LHC, pri brzinama od 0,999999 brzine svjetlosti. Ova tema govori o izvedivost svemirskih letova pri takvim brzinama. Kao što je Folko već rekao, važno pitanje će biti prijenos primljenih istraživačkih informacija na Zemlju. Za nanobrod sa svojom nanoantenom i nanoenergijom, radio prijenos vjerojatno neće biti učinkovit. Drugi način je poslati kapsulu s informacijama na Zemlju brzinom 0,7 puta većom od brzine svjetlosti, no to će trajati još duže.

Sol piše:

proučavaj... brzinom od 0,999999 brzine svjetlosti.

Drugo gledište čini se razumnim i optimističnim:

piše zhvictorm:

Pozdrav Mi nije izmišljeno način putovanja u prostoru odn nekako drugačije brzinama... većim od brzine svjetlosti. Ali čim postoji način leti do zvijezda...

Ivana piše:

Ako su samo takve brzine dostupne zemaljskoj civilizaciji, ili čak više od 70% brzine svjetlosti, onda se zapravo može govoriti samo o izvedivost svemirskih letova.

Da. Točnije, u takvoj situaciji oni općenito neprikladno(velike udaljenosti). Treba pronaći nove fizičke ideje, objašnjavajući strukturu prostor-vremena na dubljoj razini, a time i mogućnost zaobilaženja ograničenja povezanog s brzinom svjetlosti.

Općenito, ideja svemirski nanobrodovi- zanimljivo!

Za proučavanje i eventualno naseljavanje prostora oko najbliže zvijezde, brzina od 70% brzine svjetlosti i korištenje prirodnog resursa u obliku goriva neće štetiti.

Neće škoditi ako se umiješam, ali gdje ih mogu nabaviti? Ne samo da još ne znamo kako postići 70% brzine svjetlosti, nego također ne znamo kako provoditi aktivnu navigaciju u Sunčevom sustavu pri brzinama od 10-20 km/s.

To je upravo ono što se tiče goriva. Antimaterija je još uvijek čista fantazija, pogotovo cijena ove tvari izražena u dolarima. Ono što sada mogu učiniti je možda nekoliko stotina atoma antihelija i to je sve. Štoviše, oni postoje vrlo male djeliće sekunde. Dakle, sve je još uvijek fantazija. Mislim da ćemo do zvijezda morati doći na sasvim druge načine, o kojima još ništa ne znamo.

Naravno, projekti zasad su više kao razina čak ni K.E. Tsiolkovsky i N.I. Kibalchich. No, ne vidim temeljne, temeljne prepreke za daljnji rad na tom području. Štoviše, to govorim od FUNDAMENTAL znanost antimaterija glatko prelazi u PRIMIJENJENO. I, uzimajući u obzir cijenu moderne eksperimentalne fizike, tim više PRAKTIČNO aplikacije će imati antimateriju sve bolje za istraživanje svemira. Brojka od 70% brzine svjetlosti je, naravno, izračunata. Ali sami izračuni temelje se na trenutnoj razini znanja.

Što se tiče misli Prokofjeva E.P. tada njegovi prijedlozi za kombiniranje nanotehnologija i tehnologija antimaterije izgledaju posebno zanimljivi i obećavajući. Stvaranje nanobrodova s ​​motorima od antimaterije. Tada će trenutna količina antimaterije vrlo brzo odletjeti do Urana. S obzirom da je član Nanodruštva, vjerojatno zna o čemu govori.

Folko piše:

Zašto trebamo letjeti do zvijezda? Čini mi se da je puno važnije učvrstiti se ovdje u “zarobljenosti” Sunca.

Ovo je pitanje za osobu koja je mudra u životu, razumna i racionalna. Mislite li da je osnivač Moskovskog državnog sveučilišta beznadno zastario?

“Otvorio se bezdan pun zvijezda! Zvijezdama nema broja, dno ponora!” M.V. Lomonosov.

Naravno, Moskva nudi ozbiljne izglede, ali postoji takvo provincijsko selo Veškaima V Uljanovska regija. Na ovom divnom mjestu živio je sanjivi dječak koji je napravio teleskop domaće izrade i s duhovnim strahopoštovanjem promatrao daleke zvijezde. Učitelji i roditelji pokušali su zabraniti noćna astronomska promatranja; razrednici nisu razumjeli, ali svi su osjećali izuzetnu odlučnost ovog dječaka i... bili ponosni govoreći da takav "ekscentrik" živi pored njih.

Slavnom skladatelju je ambiciozni glazbenik došao s riječima: "Želim naučiti svirati kao ti." Maestro je iznenađen: "Baš kao i ja? U tvojim sam godinama sanjao o stvaranju božanske glazbe i sviranju kao Bog... a postigao sam tako malo. Što će biti s tobom ako si postaviš tako prizeman cilj?"

> > Koliko će trajati putovanje do najbliže zvijezde?

Saznati, koliko dugo letjeti do najbliže zvijezde: najbliža zvijezda Zemlji nakon Sunca, udaljenost do Proxime Centauri, opis lansiranja, nove tehnologije.

Moderno čovječanstvo ulaže napore u istraživanje svog izvornog Sunčevog sustava. Ali možemo li ići u izviđanje do susjedne zvijezde? I koliko Koliko će trajati putovanje do najbliže zvijezde?? Na ovo se može odgovoriti vrlo jednostavno, ili možete otići dublje u sferu znanstvene fantastike.

Govoreći iz perspektive današnje tehnologije, stvarne brojke će uplašiti entuzijaste i sanjare. Ne zaboravimo da su udaljenosti u svemiru nevjerojatno velike, a naši resursi još uvijek ograničeni.

Najbliža zvijezda planeti Zemlji je . Ovo je srednji predstavnik glavnog niza. Ali oko nas je koncentrirano mnogo susjeda, tako da je sada moguće stvoriti cijelu kartu ruta. Ali koliko vremena treba da se stigne tamo?

Koja je zvijezda najbliža

Zvijezda najbliža Zemlji je Proxima Centauri, pa za sada svoje izračune trebate temeljiti na njezinim karakteristikama. Dio je trostrukog sustava Alpha Centauri i udaljen je od nas na udaljenosti od 4,24 svjetlosne godine. To je izolirani crveni patuljak koji se nalazi 0,13 svjetlosnih godina od binarne zvijezde.

Čim se pojavi tema međuzvjezdanog putovanja, svi odmah pomisle na warp brzinu i skakanje u crvotočine. Ali sve su one ili nedostižne ili apsolutno nemoguće. Nažalost, svaka misija na velike udaljenosti će trajati više od jedne generacije. Počnimo analizu s najsporijim metodama.

Koliko će danas trajati putovanje do najbliže zvijezde?

Lako je napraviti izračune na temelju postojeće opreme i ograničenja našeg sustava. Na primjer, misija New Horizons koristila je 16 motora koji su radili na hidrazin monopropelent. Trebalo je 8 sati i 35 minuta da se stigne. Ali misija SMART-1 temeljila se na ionskim motorima i trebalo joj je 13 mjeseci i dva tjedna da stigne do Zemljina satelita.

To znači da imamo nekoliko opcija vozila. Osim toga, može se koristiti kao ogromna gravitacijska praćka. Ali ako planiramo putovati tako daleko, moramo provjeriti sve moguće opcije.

Sada govorimo ne samo o postojećim tehnologijama, već io onima koje se teoretski mogu stvoriti. Neki od njih već su testirani na misijama, dok su drugi samo u obliku crteža.

Ionska snaga

Ovo je najsporiji način, ali ekonomičan. Prije samo nekoliko desetljeća ionski motor smatran je fantastičnim. Ali sada se koristi u mnogim uređajima. Primjerice, misija SMART-1 uz njegovu je pomoć stigla do Mjeseca. U ovom slučaju korištena je opcija sa solarnim panelima. Tako je potrošio samo 82 kg ksenonskog goriva. Ovdje pobjeđujemo u učinkovitosti, ali definitivno ne u brzini.

Po prvi put, ionski motor korišten je za Deep Space 1, koji je letio do (1998.). Uređaj je koristio isti tip motora kao SMART-1, koristeći samo 81,5 kg pogonskog goriva. Tijekom 20 mjeseci putovanja uspio je ubrzati do 56.000 km/h.

Ionski tip se smatra mnogo ekonomičnijim od raketne tehnologije jer je potisak po jedinici mase eksploziva puno veći. Ali potrebno je puno vremena da se ubrza. Ako se planira koristiti za putovanje od Zemlje do Proxime Centauri, bilo bi potrebno mnogo raketnog goriva. Iako možete uzeti prethodne pokazatelje kao osnovu. Dakle, ako se uređaj kreće brzinom od 56 000 km/h, tada će prijeći udaljenost od 4,24 svjetlosne godine u 2700 ljudskih generacija. Stoga je malo vjerojatno da će se koristiti za misiju leta s posadom.

Naravno, ako ga napunite velikom količinom goriva, možete povećati brzinu. Ali vrijeme dolaska ipak će uzeti standardni ljudski život.

Pomoć od gravitacije

Ovo je popularna metoda jer vam omogućuje korištenje orbite i planetarne gravitacije za promjenu rute i brzine. Često se koristi za putovanje do plinskih divova radi povećanja brzine. Mariner 10 je ovo probao prvi put. Oslanjao se na gravitaciju Venere da dosegne (veljača 1974.). U 1980-ima, Voyager 1 je iskoristio satelite Saturna i Jupitera da ubrza do 60.000 km/h i uđe u međuzvjezdani prostor.

Ali rekorder u brzini postignutoj korištenjem gravitacije bila je misija Helios-2, koja je krenula proučavati međuplanetarni medij 1976. godine.

Zbog velike ekscentričnosti orbite od 190 dana, uređaj je uspio ubrzati do 240.000 km/h. U tu svrhu korištena je isključivo sunčeva gravitacija.

Pa, ako pošaljemo Voyager 1 brzinom od 60 000 km/h, morat ćemo čekati 76 000 godina. Za Helios 2 to bi trebalo 19.000 godina. Brži je, ali ne dovoljno brz.

Elektromagnetski pogon

Postoji još jedan način - radiofrekvencijski rezonantni motor (EmDrive), koji je predložio Roger Shavir 2001. godine. Temelji se na činjenici da elektromagnetski mikrovalni rezonatori mogu pretvoriti električnu energiju u potisak.

Dok su konvencionalni elektromagnetski motori dizajnirani za pokretanje određene vrste mase, ovaj ne koristi reakcijsku masu i ne proizvodi usmjereno zračenje. Ova vrsta je dočekana s velikom količinom skepse jer krši zakon očuvanja količine gibanja: sustav količine gibanja unutar sustava ostaje konstantan i mijenja se samo pod utjecajem sile.

Ali nedavni eksperimenti polako osvajaju pristaše. U travnju 2015. istraživači su objavili da su uspješno testirali disk u vakuumu (što znači da može funkcionirati u svemiru). U srpnju su već izgradili svoju verziju motora i otkrili primjetan potisak.

Godine 2010. Huang Yang je započeo seriju članaka. Završni rad završila je 2012., gdje je prijavila veću ulaznu snagu (2,5 kW) i ispitane uvjete potiska (720 mN). U 2014. godini dodala je i neke detalje o korištenju promjena unutarnje temperature koji su potvrdili funkcionalnost sustava.

Prema izračunima, uređaj s takvim motorom može letjeti do Plutona za 18 mjeseci. Ovo su važni rezultati, jer predstavljaju 1/6 vremena koje je New Horizons potrošio. Zvuči dobro, ali čak i tako, putovanje do Proxime Centauri trajalo bi 13 000 godina. Štoviše, još uvijek nemamo 100% povjerenja u njegovu učinkovitost, pa nema smisla započinjati razvoj.

Nuklearna toplinska i električna oprema

NASA već desetljećima istražuje nuklearni pogon. Reaktori koriste uran ili deuterij za zagrijavanje tekućeg vodika, pretvarajući ga u ionizirani vodikov plin (plazma). Zatim se šalje kroz mlaznicu rakete kako bi se stvorio potisak.

Nuklearna raketna elektrana sadrži isti izvorni reaktor, koji pretvara toplinu i energiju u električnu energiju. U oba slučaja, raketa se oslanja na nuklearnu fisiju ili fuziju za stvaranje pogona.

U usporedbi s kemijskim motorima dobivamo niz prednosti. Počnimo s neograničenom gustoćom energije. Osim toga, zajamčena je veća trakcija. To bi smanjilo potrošnju goriva, što bi smanjilo masu lansiranja i troškove misije.

Do sada nije pokrenut niti jedan nuklearni termalni motor. Ali postoji mnogo koncepata. Oni se kreću od tradicionalnih čvrstih dizajna do onih temeljenih na tekućoj ili plinovitoj jezgri. Unatoč svim tim prednostima, najsloženiji koncept postiže maksimalni specifični impuls od 5000 sekundi. Ako koristite takav motor za putovanje do vremena kada je planet udaljen 55.000.000 km (položaj "opozicije"), to će trajati 90 dana.

Ali ako ga pošaljemo na Proximu Centauri, trebat će mu stoljeća da se ubrza do brzine svjetlosti. Nakon toga, trebalo bi nekoliko desetljeća putovanja i još stoljeća da se uspori. Općenito, razdoblje je smanjeno na tisuću godina. Izvrstan za međuplanetarna putovanja, ali još uvijek nije dobar za međuzvjezdana putovanja.

U teoriji

Vjerojatno ste već shvatili da moderna tehnologija prilično sporo prelazi tako velike udaljenosti. Ako to želimo postići u jednoj generaciji, onda moramo smisliti nešto revolucionarno. A ako crvotočine još uvijek skupljaju prašinu na stranicama znanstvenofantastičnih knjiga, onda imamo nekoliko pravih ideja.

Kretanje nuklearnog impulsa

Stanislav Ulam bio je uključen u ovu ideju još 1946. godine. Projekt je započeo 1958. i nastavio se do 1963. pod imenom Orion.

Orion je planirao iskoristiti snagu impulzivnih nuklearnih eksplozija za stvaranje snažnog udara s visokim specifičnim impulsom. Odnosno, imamo veliki svemirski brod s ogromnom zalihom termonuklearnih bojevih glava. Prilikom pada koristimo detonacijski val na stražnjoj platformi ("gurač"). Nakon svake eksplozije, potisna ploča apsorbira silu i pretvara potisak u impuls.

Naravno, u suvremenom svijetu metoda nema milosti, ali jamči potreban impuls. Prema preliminarnim procjenama, u ovom slučaju moguće je postići 5% brzine svjetlosti (5,4 x 10 7 km/h). Ali dizajn pati od nedostataka. Počnimo s činjenicom da bi takav brod bio vrlo skup, a težio bi 400.000-4000.000 tona. Štoviše, ¾ težine predstavljaju nuklearne bombe (svaka od njih doseže 1 metričku tonu).

Ukupni troškovi lansiranja porasli bi u to vrijeme na 367 milijardi dolara (danas - 2,5 bilijuna dolara). Tu je i problem generiranog zračenja i nuklearnog otpada. Vjeruje se da je zbog toga projekt zaustavljen 1963. godine.

Nuklearna fuzija

Ovdje se koriste termonuklearne reakcije, zbog kojih se stvara potisak. Energija se proizvodi kada se kuglice deuterija/helija-3 zapale u reakcijskom odjeljku kroz inercijsko ograničenje pomoću elektronskih zraka. Takav bi reaktor detonirao 250 kuglica u sekundi, stvarajući visokoenergetsku plazmu.

Ovaj razvoj štedi gorivo i stvara poseban poticaj. Ostvariva brzina je 10.600 km (mnogo brže od standardnih raketa). Nedavno je sve više ljudi zainteresirano za ovu tehnologiju.

Godine 1973.-1978. Britansko interplanetarno društvo izradilo je studiju izvedivosti, Projekt Daedalus. Temeljio se na trenutnom znanju o fuzijskoj tehnologiji i dostupnosti dvostupanjske sonde bez posade koja bi mogla dosegnuti Barnardovu zvijezdu (5,9 svjetlosnih godina) u jednom životnom vijeku.

Prvi stupanj radit će 2,05 godina i ubrzat će brod do 7,1% brzine svjetlosti. Zatim će se resetirati i motor će se pokrenuti, povećavajući brzinu na 12% u 1,8 godina. Nakon toga, motor drugog stupnja će se zaustaviti i brod će putovati 46 godina.

Općenito, brod će stići do zvijezde za 50 godina. Ako ga pošaljete na Proximu Centauri, vrijeme će se smanjiti na 36 godina. Ali ova se tehnologija također suočavala s preprekama. Počnimo s činjenicom da će se helij-3 morati eksploatirati na Mjesecu. A reakcija koja pokreće letjelicu zahtijeva da oslobođena energija premašuje energiju korištenu za njezino lansiranje. I iako je testiranje prošlo dobro, još uvijek nemamo potrebnu vrstu energije koja bi mogla pokretati međuzvjezdanu letjelicu.

Pa, nemojmo zaboraviti na novac. Jedno lansiranje rakete od 30 megatona NASA-u košta 5 milijardi dolara. Tako bi projekt Daedalus bio težak 60.000 megatona. Osim toga, bit će potreban novi tip termonuklearnog reaktora, koji se također ne uklapa u proračun.

Ramjet motor

Ovu ideju predložio je Robert Bussard 1960. Ovo se može smatrati poboljšanim oblikom nuklearne fuzije. Koristi magnetska polja za komprimiranje vodikovog goriva sve dok se fuzija ne aktivira. Ali ovdje se stvara golemi elektromagnetski lijevak koji "čupa" vodik iz međuzvjezdanog medija i baca ga u reaktor kao gorivo.

Brod će dobiti na brzini, te će prisiliti komprimirano magnetsko polje da postigne proces termonuklearne fuzije. Zatim će energiju u obliku ispušnih plinova preusmjeriti kroz injektor motora i ubrzati kretanje. Bez korištenja drugog goriva, možete postići 4% brzine svjetlosti i putovati bilo gdje u galaksiji.

Ali ova shema ima ogroman broj nedostataka. Odmah se javlja problem otpora. Brod mora povećati brzinu kako bi nakupio gorivo. Ali nailazi na ogromne količine vodika, pa može usporiti, posebno kada udari u gusta područja. Osim toga, vrlo je teško pronaći deuterij i tricij u svemiru. Ali ovaj se koncept često koristi u znanstvenoj fantastici. Najpopularniji primjer su Zvjezdane staze.

Lasersko jedro

Kako bi se uštedjelo novac, solarna jedra se već jako dugo koriste za kretanje vozila po Sunčevom sustavu. Lagani su i jeftini i ne zahtijevaju gorivo. Jedro koristi pritisak zračenja od zvijezda.

Ali da bi se takav dizajn koristio za međuzvjezdana putovanja, on mora biti kontroliran fokusiranim energetskim zrakama (laseri i mikrovalovi). To je jedini način da se ubrza do točke bliske brzini svjetlosti. Ovaj koncept razvio je Robert Ford 1984.

Zaključak je da sve prednosti solarnog jedra ostaju. Iako će laseru trebati vremena da ubrza, ograničenje je samo brzina svjetlosti. Studija iz 2000. pokazala je da lasersko jedro može ubrzati do polovine brzine svjetlosti za manje od 10 godina. Ako je veličina jedra 320 km, tada će stići na odredište za 12 godina. A ako ga povećate na 954 km, onda za 9 godina.

Ali njegova proizvodnja zahtijeva upotrebu naprednih kompozita kako bi se izbjeglo topljenje. Ne zaboravite da mora doseći ogromne veličine, pa će cijena biti visoka. Osim toga, morat ćete potrošiti novac na stvaranje snažnog lasera koji bi mogao osigurati kontrolu pri tako velikim brzinama. Laser troši konstantnu struju od 17.000 terawata. Dakle, razumijete, ovo je količina energije koju cijeli planet potroši u jednom danu.

Antimaterija

To je materijal predstavljen antičesticama koje postižu istu masu kao obične, ali imaju suprotan naboj. Takav bi mehanizam koristio interakciju između materije i antimaterije za generiranje energije i stvaranje potiska.

Općenito, takav motor koristi vodikove i antivodikove čestice. Štoviše, u takvoj reakciji oslobađa se ista količina energije kao u termonuklearnoj bombi, kao i val subatomskih čestica koje se kreću brzinom od 1/3 brzine svjetlosti.

Prednost ove tehnologije je što se većina mase pretvara u energiju, što će stvoriti veću gustoću energije i specifični impuls. Kao rezultat, dobit ćemo najbržu i najekonomičniju letjelicu. Ako konvencionalna raketa koristi tone kemijskog goriva, onda motor s antimaterijom troši samo nekoliko miligrama za iste radnje. Ova bi tehnologija bila izvrsna za putovanje na Mars, ali se ne može primijeniti na drugu zvijezdu jer se količina goriva eksponencijalno povećava (zajedno s troškovima).

Dvostupanjska raketa s antimaterijom zahtijevala bi 900.000 tona goriva za 40-godišnji let. Poteškoća je u tome što će za izdvajanje 1 grama antimaterije biti potrebno 25 milijuna milijardi kilovat-sati energije i više od trilijun dolara. Trenutno imamo samo 20 nanograma. Ali takav je brod sposoban ubrzati do polovine brzine svjetlosti i doletjeti do zvijezde Proxima Centauri u zviježđu Centaurus za 8 godina. Ali teži 400 Mt i troši 170 tona antimaterije.

Kao rješenje problema predložili su razvoj "Vakuumskog antimaterijalnog raketnog međuzvjezdanog istraživačkog sustava". To bi moglo koristiti velike lasere koji stvaraju čestice antimaterije kada se ispale u prazan prostor.

Ideja se također temelji na korištenju goriva iz svemira. Ali opet se javlja trenutak skupoće. Osim toga, čovječanstvo jednostavno ne može stvoriti takvu količinu antimaterije. Postoji i rizik od zračenja, budući da anihilacija materije i antimaterije može stvoriti izljeve visokoenergetskih gama zraka. Bit će potrebno ne samo zaštititi posadu posebnim zaslonima, već i opremiti motore. Stoga je proizvod inferioran u praktičnosti.

Alcubierreov mjehurić

Godine 1994. predložio ju je meksički fizičar Miguel Alcubierre. Želio je stvoriti alat koji ne bi kršio posebnu teoriju relativnosti. Sugerira rastezanje tkanine prostorvremena u val. Teoretski, to će uzrokovati smanjenje udaljenosti ispred objekta i povećanje udaljenosti iza njega.

Brod uhvaćen unutar vala moći će se kretati iznad relativističkih brzina. Sam brod se neće kretati u "warp mjehuru", tako da pravila prostor-vremena ne vrijede.

Ako govorimo o brzini, onda je to "brže od svjetlosti", ali u smislu da će brod stići na svoje odredište brže od snopa svjetlosti koji izlazi iz mjehurića. Izračuni pokazuju da će na odredište stići za 4 godine. Ako o tome razmišljamo u teoriji, ovo je najbrža metoda.

Ali ova shema ne uzima u obzir kvantnu mehaniku i tehnički je poništava Teorija svega. Izračuni potrebne količine energije također su pokazali da će biti potrebna iznimno ogromna snaga. A još se nismo dotakli sigurnosti.

No, 2012. se počelo govoriti da se ova metoda testira. Znanstvenici su tvrdili da su izgradili interferometar koji može otkriti izobličenja u svemiru. Laboratorij za mlazni pogon je 2013. proveo eksperiment u uvjetima vakuuma. Zaključno, rezultati su se činili neuvjerljivima. Ako pogledate dublje, možete shvatiti da ova shema krši jedan ili više temeljnih zakona prirode.

Što iz ovoga slijedi? Ako ste se nadali povratnom putovanju do zvijezde, izgledi su nevjerojatno niski. Ali ako je čovječanstvo odlučilo izgraditi svemirsku arku i poslati ljude na stoljetno putovanje, onda je sve moguće. Naravno, ovo je za sada samo priča. Ali znanstvenici bi bili aktivniji u takvim tehnologijama da je naš planet ili sustav u stvarnoj opasnosti. Tada bi put do druge zvijezde bio pitanje preživljavanja.

Za sada možemo samo surfati i istraživati ​​prostranstva našeg izvornog sustava, nadajući se da će se u budućnosti pojaviti nova metoda koja će omogućiti provedbu međuzvjezdanih tranzita.