O'quvchimiz Nikita Ageev so'raydi: yulduzlararo sayohatning asosiy muammosi nima? Javob, masalan, uzun maqolani talab qiladi, ammo savolga bitta belgi bilan javob berish mumkin: c .

Vakuumdagi yorug'lik tezligi, c, sekundiga taxminan uch yuz ming kilometrni tashkil qiladi va undan oshib bo'lmaydi. Shuning uchun yulduzlarga bir necha yillardan ko'ra tezroq etib bo'lmaydi (yorug'lik Proksima Sentavriga 4,243 yil yo'l bosib o'tadi, shuning uchun kosmik kema undan ham tezroq yetib bora olmaydi). Agar siz tezlashuv va sekinlashuv vaqtini odamlar uchun ko'proq yoki kamroq maqbul tezlashtirish bilan qo'shsangiz, eng yaqin yulduzga taxminan o'n yil bo'ladi.

Qanday shartlar ostida parvoz qilish kerak?

Va agar biz "yorug'lik tezligiga yaqin tezlikka qanday tezlashish kerak" degan savolni e'tiborsiz qoldirsak ham, bu davr allaqachon o'z-o'zidan muhim to'siqdir. Endi ekipajning koinotda uzoq vaqt avtonom yashashiga imkon beradigan kosmik kemalar yo'q - kosmonavtlarga doimiy ravishda Yerdan yangi materiallar olib kelinadi. Odatda, yulduzlararo sayohat muammolari haqidagi suhbatlar ko'proq fundamental savollardan boshlanadi, ammo biz sof amaliy muammolardan boshlaymiz.

Gagarin parvozidan yarim asr o'tgach, muhandislar kir yuvish mashinasi va kosmik kemalar uchun etarlicha amaliy dush yarata olmadilar va vaznsizlik uchun mo'ljallangan hojatxonalar ISSda havas qiladigan muntazamlik bilan buziladi. Hech bo'lmaganda Marsga parvoz (4 yorug'lik yili o'rniga 22 yorug'lik daqiqasi) sanitariya-tesisat dizaynerlari uchun ahamiyatsiz vazifani qo'yadi: shuning uchun yulduzlarga sayohat qilish uchun kamida yigirma yillik ishlaydigan kosmik hojatxonani ixtiro qilish kerak bo'ladi. kafolat va bir xil kir yuvish mashinasi.

Yuvish, yuvish va ichish uchun suv ham siz bilan birga olinishi yoki qayta ishlatilishi kerak bo'ladi. Havodan tashqari, oziq-ovqat ham bortda saqlanishi yoki o'stirilishi kerak. Er yuzida yopiq ekotizim yaratish bo'yicha tajribalar allaqachon o'tkazilgan, ammo ularning sharoitlari hali ham kosmik sharoitlardan, hech bo'lmaganda tortishish kuchi mavjud bo'lganda juda farq qilar edi. Insoniyat kamerali qozon tarkibini toza ichimlik suviga qanday aylantirishni biladi, ammo bu holda buni nol tortishish kuchida, mutlaq ishonchlilik bilan va yuk ko'taruvchi sarf materiallarisiz qilish kerak: yuk mashinasida filtr patronlarini olish. yulduzlar juda qimmat.

Paypoqlarni yuvish va ichak infektsiyalaridan himoya qilish yulduzlararo parvozlar uchun juda oddiy, "jismoniy bo'lmagan" cheklovlardek tuyulishi mumkin - ammo, har qanday tajribali sayohatchi avtonom ekspeditsiyada noqulay poyabzal yoki notanish ovqatdan oshqozon bezovtalanishi kabi "kichik narsalar" ga aylanishi mumkinligini tasdiqlaydi. hayotga tahdid soladi.

Hatto oddiy kundalik muammolarni hal qilish uchun mutlaqo yangi kosmik dvigatellarni ishlab chiqish kabi jiddiy texnologik baza kerak. Agar er yuzida hojatxonadagi eskirgan qistirmani eng yaqin do'konda ikki rublga sotib olish mumkin bo'lsa, u holda Mars kemasida zaxirani ta'minlash kerak. hamma shunga o'xshash qismlar yoki universal plastik xom ashyodan ehtiyot qismlarni ishlab chiqarish uchun uch o'lchovli printer.

2013 yilda AQSh dengiz flotida 3D bosib chiqarishni boshladi dalada an’anaviy usullar yordamida harbiy texnikani ta’mirlashga sarflangan vaqt va mablag‘ni baholaganimizdan so‘ng. Harbiylar, o'n yil oldin to'xtatilgan vertolyot komponenti uchun nodir qistirmalarni chop etish boshqa qit'adagi ombordan qismga buyurtma berishdan ko'ra osonroq deb hisobladilar.

Korolevning eng yaqin hamkorlaridan biri Boris Chertok o'zining "Raketalar va odamlar" xotiralarida ma'lum bir nuqtada Sovet kosmik dasturi vilka kontaktlarining etishmasligi bilan duch kelganini yozgan. Ko'p yadroli kabellar uchun ishonchli ulagichlar alohida ishlab chiqilishi kerak edi.

Uskunalar, oziq-ovqat, suv va havo uchun ehtiyot qismlardan tashqari, kosmonavtlar energiyaga muhtoj bo'ladi. Dvigatel va bort jihozlari energiyaga muhtoj bo'ladi, shuning uchun kuchli va ishonchli manba muammosini alohida hal qilish kerak bo'ladi. Quyosh batareyalari, agar parvoz paytida yulduzlardan uzoqligi sababli, radioizotop generatorlari (ular Voyagerlar va Yangi ufqlarni quvvatlaydi) katta boshqariladigan kosmik kema uchun zarur bo'lgan quvvatni ta'minlamasa, mos kelmaydi va ular hali ham to'liq quvvat olishni o'rganmaganlar. -kosmos uchun yaratilgan yadro reaktorlari.

Sovet yadroviy sun'iy yo'ldosh dasturi Kanadada Cosmos 954 halokatidan so'ng xalqaro janjal, shuningdek, kamroq dramatik oqibatlarga olib keladigan bir qator muvaffaqiyatsizliklar bilan yakunlandi; Qo'shma Shtatlarda shunga o'xshash ish bundan oldin ham to'xtatilgan. Endi Rosatom va Roskosmos kosmik atom elektr stantsiyasini yaratish niyatida, ammo bu hali ham boshqa yulduz tizimiga ko'p yillik sayohat emas, balki qisqa masofali parvozlar uchun qurilmalardir.

Ehtimol, yadroviy reaktor o'rniga kelajakda yulduzlararo kosmik kemalarda tokamaklardan foydalaniladi. Bu yozda MIPTda termoyadro plazmasining parametrlarini hech bo'lmaganda to'g'ri aniqlash qanchalik qiyinligi haqida. Aytgancha, Yerdagi ITER loyihasi muvaffaqiyatli davom etmoqda: hatto bugun birinchi kursga kirganlar ham ijobiy energiya balansiga ega bo'lgan birinchi eksperimental termoyadro reaktoridagi ishlarga qo'shilish uchun barcha imkoniyatlarga ega.

Nima uchish kerak?

An'anaviy raketa dvigatellari yulduzlararo kemani tezlashtirish va sekinlashtirish uchun mos emas. Birinchi semestrda MIPTda o'qitiladigan mexanika kursi bilan tanish bo'lganlar, raketa soniyasiga kamida yuz ming kilometr tezlikka erishish uchun qancha yoqilg'i kerakligini mustaqil ravishda hisoblashlari mumkin. Tsiolkovskiy tenglamasi bilan hali tanish bo'lmaganlar uchun biz darhol natijani e'lon qilamiz - yonilg'i baklarining massasi Quyosh tizimining massasidan sezilarli darajada yuqori bo'lib chiqadi.

Dvigatelning ishchi suyuqlik, gaz, plazma yoki boshqa narsalarni, elementar zarrachalar nuriga qadar chiqarish tezligini oshirish orqali yonilg'i ta'minotini kamaytirish mumkin. Hozirgi vaqtda plazma va ionli dvigatellar Quyosh tizimidagi avtomatik sayyoralararo stansiyalarning parvozlari yoki geostatsionar sun'iy yo'ldoshlar orbitasini tuzatish uchun faol qo'llaniladi, biroq ular bir qator boshqa kamchiliklarga ega. Xususan, bunday dvigatellarning barchasi juda kam harakatni ta'minlaydi, ular hali kemaga sekundiga bir necha metr tezlanishni bera olmaydi;

MIPT prorektori Oleg Gorshkov plazma dvigatellari sohasidagi taniqli mutaxassislardan biridir. SPD seriyali dvigatellar Fakel konstruktorlik byurosida ishlab chiqariladi, bular aloqa sun'iy yo'ldoshlarining orbitasini tuzatish uchun seriyali mahsulotlardir;

1950-yillarda yadroviy portlash momentidan foydalanadigan dvigatel dizayni ishlab chiqilayotgan edi (Orion loyihasi), ammo u yulduzlararo parvozlar uchun tayyor yechim bo'lishdan yiroq edi. Magnithidrodinamik effektdan foydalanadigan, ya'ni yulduzlararo plazma bilan o'zaro ta'sir qilish tufayli tezlashadigan dvigatelning dizayni kamroq rivojlangan. Nazariy jihatdan, kosmik kema ichidagi plazmani "so'rib olishi" va reaktiv zarba hosil qilish uchun uni orqaga tashlashi mumkin, ammo bu boshqa muammoni keltirib chiqaradi.

Qanday qilib omon qolish kerak?

Agar og'ir zarrachalarni hisobga olsak, yulduzlararo plazma asosan protonlar va geliy yadrolaridir. soniyasiga yuz minglab kilometr tezlikda harakatlanayotganda, bu zarralarning barchasi megaelektronvolt yoki hatto o'nlab megaelektronvolt energiyasini oladi - bu yadro reaktsiyalari mahsulotlari bilan bir xil miqdorda. Yulduzlararo muhitning zichligi har bir kubometr uchun taxminan yuz ming ionni tashkil etadi, bu esa sekundiga bir kvadrat metr kema korpusi energiyalari o'nlab MeV bo'lgan taxminan 10 13 protonni qabul qilishini anglatadi.

Bir elektronvolt, eV,― Bu bir volt potentsial farqi bilan bir elektroddan ikkinchisiga uchganda elektron oladigan energiya. Yorug'lik kvantlari bu energiyaga ega va yuqori energiyaga ega ultrabinafsha kvantlar allaqachon DNK molekulalarini buzishga qodir. Radiatsiya yoki megaelektronvolt energiyasiga ega zarralar yadro reaktsiyalariga hamroh bo'ladi va qo'shimcha ravishda o'zi ham ularni keltirib chiqarishga qodir.

Bunday nurlanish o'nlab joulga teng so'rilgan energiyaga (barcha energiya teri tomonidan so'riladi deb hisoblasak) mos keladi. Bundan tashqari, bu energiya nafaqat issiqlik shaklida bo'ladi, balki qisman kema materialida qisqa muddatli izotoplar hosil bo'lgan yadroviy reaktsiyalarni boshlash uchun ishlatilishi mumkin: boshqacha qilib aytganda, qoplama radioaktiv bo'ladi.

Voqea sodir bo'lgan protonlar va geliy yadrolarining ba'zilari magnit maydon tomonidan induktsiyalangan radiatsiya va ikkilamchi nurlanish ko'plab qatlamlardan iborat murakkab qobiq bilan himoyalangan bo'lishi mumkin; Bundan tashqari, parvoz paytida kemaga xizmat ko'rsatish bosqichida "qaysi material nurlantirilganda eng kam vayron bo'ladi" ko'rinishidagi asosiy qiyinchiliklar alohida muammolarga aylanadi - "har biriga ellik millizievert fonda bo'linmada to'rtta 25 murvatni qanday ochish kerak. soat.”

Eslatib o'tamiz, Xabbl teleskopini so'nggi ta'mirlash vaqtida astronavtlar dastlab kameralardan birini mahkamlab turgan to'rtta murvatni bura olmadilar. Er bilan maslahatlashgandan so'ng, ular momentni cheklovchi kalitni oddiy kalit bilan almashtirdilar va qo'pol kuch qo'lladilar. Boltlar joyidan chiqib ketdi, kamera muvaffaqiyatli almashtirildi. Agar tiqilib qolgan murvat olib tashlanganida, ikkinchi ekspeditsiya yarim milliard AQSh dollariga tushadi. Yoki bu umuman sodir bo'lmagan bo'lardi.

Vaqtinchalik echimlar bormi?

Ilmiy fantastikada (ko'pincha fandan ko'ra ko'proq fantaziya) yulduzlararo sayohat "subkosmos tunnellari" orqali amalga oshiriladi. Rasmiy ravishda Eynshteynning fazo-vaqt geometriyasini ushbu fazo-vaqtda taqsimlangan massa va energiyaga bog'liq holda tavsiflovchi tenglamalari shunga o'xshash narsaga imkon beradi - ammo taxminiy energiya xarajatlari bir yil uchun raketa yoqilg'isi miqdorini taxmin qilishdan ham ko'proq tushkunlikka tushadi. Proxima Centauri-ga parvoz. Sizga nafaqat ko'p energiya kerak, balki energiya zichligi ham salbiy bo'lishi kerak.

Barqaror, katta va energetik jihatdan mumkin bo'lgan "chuvalchang teshigi" ni yaratish mumkinmi yoki yo'qmi degan savol butun olamning tuzilishi haqidagi fundamental savollarga bog'liq. Fizikadagi hal etilmagan muammolardan biri elementar zarrachalarning xatti-harakatlarini va to'rtta asosiy jismoniy o'zaro ta'sirlardan uchtasini tavsiflovchi standart model deb ataladigan nazariyada tortishishning yo'qligi. Fiziklarning ko'pchiligi tortishishning kvant nazariyasida yulduzlararo "giperkosmosdan sakrash" uchun joy mavjudligiga juda shubha bilan qarashadi, ammo, qat'iy aytganda, hech kim yulduzlarga parvozlar uchun vaqtinchalik echim izlashga harakat qilishni taqiqlamaydi.

Olimlarning aytishicha, insoniyat bir sayyora tizimidan ikkinchisiga parvozlar nihoyat haqiqatga aylanadigan kelajak sari kichik qadamlar tashlamoqda. Mutaxassislarning so'nggi hisob-kitoblariga ko'ra, agar ilmiy taraqqiyot vaqtni belgilamasa, bunday kelajak bir yoki ikki asr ichida paydo bo'lishi mumkin. Bir vaqtning o'zida faqat o'ta kuchli Kepler teleskopi yordamida astronomlar 54 ta potentsial yashashga yaroqli ekzosayyoralarni kashf etishga muvaffaq bo'lishdi. Bizdan uzoqda joylashgan bu olamlarning barchasi yashash zonasi deb ataladigan hududda, markaziy yulduzdan ma'lum masofada joylashgan bo'lib, bu sayyorada suvni suyuq holatda saqlashga imkon beradi.

Shu bilan birga, eng muhim savolga javob olish - biz koinotda yolg'izmizmi - juda qiyin. Quyosh tizimini va eng yaqin qo'shnilarimizni ajratib turadigan juda katta masofalar tufayli. Masalan, "istiqbolli" sayyoralardan biri Gliese 581g 20 yorug'lik yili masofasida joylashgan bo'lib, u kosmik standartlarga juda yaqin, ammo an'anaviy er usti texnologiyalari uchun hali ham juda uzoqdir. Bizning sayyoramizdan 100 yorug'lik yili yoki undan kamroq masofada joylashgan ekzosayyoralarning ko'pligi va ular butun insoniyat uchun juda katta ilmiy va hatto tsivilizatsiyaviy qiziqish bizni yulduzlararo parvozlar haqidagi shu paytgacha ajoyib g'oyaga qarashga majbur qiladi. yangi yo'l.

Bugungi kunda kosmologlar va muhandislar oldida turgan asosiy vazifa yer aholisiga nisbatan qisqa vaqt ichida ulkan kosmik masofalarni bosib o'tish imkonini beradigan yangi dvigatelni yaratishdir. Shu bilan birga, galaktikalararo parvozlar haqida hali hech qanday gap yo'q. Avvalo, insoniyat bizning uy galaktikamiz - Somon yo'lini kashf qilishi mumkin edi.

Somon yo'li juda ko'p yulduzlardan iborat bo'lib, ular atrofida sayyoralar aylanadi. Quyoshga eng yaqin yulduz Alpha Centauri deb ataladi. Bu yulduz Yerdan 4,3 yorug'lik yili yoki 40 trillion kilometr uzoqlikda joylashgan. Agar bugungi kunda an'anaviy dvigatelli raketa sayyoramizdan uchadi deb hisoblasak, u bu masofani faqat 40 ming yildan keyin bosib o'ta oladi! Albatta, bunday kosmik missiya butunlay absurd ko'rinadi. NASA’ning ilg‘or dvigatel texnologiyalari loyihasining sobiq rahbari va Tau Zero jamg‘armasi asoschisi Mark Millis insoniyat yangi turdagi dvigatel yaratish uchun uzoq va uslubiy yo‘lni bosib o‘tishi kerak, deb hisoblaydi. Hozirgi vaqtda ushbu dvigatel qanday bo'lishi haqida juda ko'p nazariyalar mavjud, ammo biz qaysi nazariya ishlashini bilmaymiz. Shuning uchun Millis faqat bitta texnologiyaga e'tibor qaratishni ma'nosiz deb hisoblaydi.

Bugungi kunda olimlar kelajakdagi kosmik kemalar termoyadroviy, quyosh yelkanli yelkanli, antimateriyali disk yoki fazo-vaqt aylanma diski (yoki Star Trek teleseriali muxlislariga yaxshi maʼlum boʻlgan warp drive) yordamida ucha oladi degan xulosaga kelishdi. Eng so'nggi dvigatel, nazariy jihatdan, yorug'lik tezligidan tezroq uchish va shuning uchun kichik hajmdagi vaqt sayohatini amalga oshirishi kerak.

Shu bilan birga, sanab o'tilgan texnologiyalarning barchasi faqat tasvirlangan, ularni amalda qanday amalga oshirishni hali hech kim bilmaydi. Xuddi shu sababga ko'ra, qaysi texnologiya amalga oshirish uchun eng ko'p va'da berishi aniq emas. To'g'ri, bir qator quyosh yelkanlari allaqachon koinotga uchishga muvaffaq bo'lgan, ammo yulduzlararo parvozlarning boshqariladigan missiyasini bajarish uchun Arxangelsk viloyatining kattaligidagi ulkan yelkan kerak bo'ladi. Quyosh yelkanining ishlash printsipi shamol yelkanidan deyarli farq qilmaydi, faqat havo oqimlari o'rniga u Yer atrofida aylanadigan kuchli lazer moslamasi chiqaradigan giperfokuslangan yorug'lik nurlarini ushlaydi.

Mark Millis o'zining Tau Zero jamg'armasining press-relizida aytadiki, haqiqat bizga deyarli tanish bo'lgan quyosh yelkanlari va burma dvigatel kabi butunlay fantastik o'zgarishlar o'rtasida joylashgan. “Ilmiy kashfiyotlar qilish va sekin-asta, lekin qat'iy ravishda belgilangan maqsad sari harakat qilish kerak. Biz qanchalik ko'p odamlarni qiziqtirsak, biz shunchalik ko'p mablag'larni jalb qilamiz, bu hozirda juda etishmayotgan mablag'dir, - deydi Millis. Mark Millisning fikricha, yirik loyihalarni moliyalashtirishni asta-sekin yig'ish kerak, kimdir olimlarning ulug'vor rejalarini amalga oshirish uchun to'satdan boylik kiritishini kutmasdan.

Bugun butun dunyoda kelajakni hozirdanoq qurish kerakligiga ishonadigan va ishonadigan ishqibozlar ko'p. Icarus Interstellar kompaniyasi prezidenti va hammuassisi Richard Obusi ta'kidlaydi: "Yulduzlararo sayohat - bu xalqaro, ko'p avlodlar ishtirokidagi harakat bo'lib, katta intellektual va moliyaviy sarmoyalarni talab qiladi. Biz yuz yildan keyin insoniyat quyosh sistemamiz chegaralaridan chiqib keta olishi uchun bugundanoq zarur dasturlarni boshlashimiz kerak”.

Joriy yilning avgust oyida “Icarus Interstellar” kompaniyasi “Starship Congress” ilmiy konferensiyasini o‘tkazmoqchi bo‘lib, unda dunyoning yetakchi mutaxassislari nafaqat imkoniyatlar, balki yulduzlararo parvozlarning oqibatlarini ham muhokama qilishadi. Tashkilotchilarning ta'kidlashicha, konferentsiya shuningdek, chuqur fazoni inson tomonidan tadqiq qilishning qisqa muddatli va uzoq muddatli istiqbollarini o'rganadigan amaliy qismni ham o'z ichiga oladi.

Shuni ta'kidlash kerakki, bunday kosmik sayohatlar bugungi kunda insoniyat xayoliga ham keltirmaydigan ulkan energiya sarfini talab qiladi. Shu bilan birga, energiyadan noto'g'ri foydalanish Yerga ham, odam qo'nmoqchi bo'lgan sayyoralarga ham tuzatib bo'lmaydigan zarar etkazishi mumkin. Barcha hal etilmagan muammolar va to'siqlarga qaramay, Obuzi ham, Millis ham insoniyat tsivilizatsiyasi o'zining "beshigi" chegarasini tark etish uchun barcha imkoniyatlarga ega, deb hisoblashadi. Herschel va Kepler kosmik observatoriyalari tomonidan to'plangan ekzosayyoralar, yulduz tizimlari va begona olamlar haqidagi bebaho ma'lumotlar olimlarga o'z missiyalarini puxta rejalashtirishda yordam beradi.

Bugungi kunga qadar 850 ga yaqin ekzosayyoralar mavjudligi aniqlangan va tasdiqlangan, ularning aksariyati super-yerlar, yaʼni massasi Yernikiga teng boʻlgan sayyoralardir. Mutaxassislarning fikricha, astronomlar biznikiga o'xshash dukkakdagi ikkita no'xat kabi ekzosayyora mavjudligini tasdiqlay oladigan kun uzoq emas. Bunday holda, yangi raketa dvigatellarini yaratish bo'yicha loyihalarni moliyalashtirish sezilarli darajada oshadi. Asteroidlardan minerallarni qazib olish kosmik tadqiqotlarda ham rol o'ynashi kerak, bu hozir yulduzlararo parvozlar kabi g'ayrioddiy ko'rinmaydi. Mutaxassislarning fikricha, insoniyat nafaqat Yer, balki butun quyosh tizimining resurslaridan foydalanishni o'rganishi kerak.

Yulduzlararo parvozlar muammosiga Amerikaning NASA kosmik agentligi, shuningdek, AQShning Mudofaa ilg‘or tadqiqot loyihalari agentligi – DARPA olimlari va muhandislari qo‘shildi. Ular "100 yillik yulduz kemasi" loyihasini amalga oshirish doirasida kuchlarni birlashtirishga tayyor va bu hatto loyiha emas, balki loyiha loyihasidir. 100 yillik Starship yulduzlararo parvozlarni amalga oshira oladigan kosmik kemadir. Tadqiqotning hozirgi bosqichining vazifasi yulduzlararo sayohatning haqiqatga aylanishi uchun zarur bo'lgan "texnologiyalar yig'indisini" yaratishdir. Bundan tashqari, loyihaga investitsiyalarni jalb qiladigan biznes modeli yaratilmoqda.

DARPA vakili Pavel Eremenkoning so'zlariga ko'ra, ushbu loyiha turli manbalardan "moliyaviy va intellektual kapitalga barqaror sarmoyalarni" talab qiladi. Eremenko, shuningdek, "100 yillik yulduz kemasi" loyihasining maqsadi nafaqat yulduzli kemani ishlab chiqish va keyinchalik qurish ekanligini ta'kidladi. "Biz ko'plab fanlar bo'yicha innovatsiyalar va ilg'or texnologiyalarga ko'p avlod qiziqishini uyg'otish uchun ko'p ishlaymiz."

DARPA ekspertlari ushbu loyiha ustida ishlash natijasida olinadigan natijalar AQSh Mudofaa vazirligi tomonidan hayotni qo'llab-quvvatlash tizimlari, energiya va kompyuter texnologiyalari kabi turli sohalarda qo'llanilishi mumkinligiga umid qilmoqda.

Axborot manbalari:
-http://www.vesti.ru/doc.html?id=1100469
-http://rnd.cnews.ru/reviews/index_science.shtml?2011/10/11/459501
-http://www.nkj.ru/news/18905

Javob uzoq maqolani talab qiladi, garchi unga bitta belgi bilan javob berish mumkin: c .

Vakuumdagi yorug'lik tezligi c , sekundiga taxminan uch yuz ming kilometrga teng va oshib bo'lmaydi. Shuning uchun yulduzlarga bir necha yillardan ko'ra tezroq etib bo'lmaydi (yorug'lik Proksima Sentavriga 4,243 yil yo'l bosib o'tadi, shuning uchun kosmik kema undan ham tezroq yetib bora olmaydi). Agar siz tezlashuv va sekinlashuv vaqtini odamlar uchun ko'proq yoki kamroq maqbul tezlashtirish bilan qo'shsangiz, eng yaqin yulduzga taxminan o'n yil bo'ladi.

Qanday shartlar ostida parvoz qilish kerak?

Va agar biz "yorug'lik tezligiga yaqin tezlikka qanday tezlashish kerak" degan savolni e'tiborsiz qoldirsak ham, bu davr allaqachon o'z-o'zidan muhim to'siqdir. Endi ekipajga koinotda uzoq vaqt avtonom yashashga imkon beradigan kosmik kemalar yo'q - kosmonavtlarga doimiy ravishda Yerdan yangi materiallar olib kelinadi. Odatda, yulduzlararo sayohat muammolari haqidagi suhbatlar ko'proq fundamental savollardan boshlanadi, ammo biz sof amaliy muammolardan boshlaymiz.

Gagarin parvozidan yarim asr o'tgach, muhandislar kir yuvish mashinasi va kosmik kemalar uchun etarlicha amaliy dush yarata olmadilar va vaznsizlik uchun mo'ljallangan hojatxonalar ISSda havas qiladigan muntazamlik bilan buziladi. Hech bo'lmaganda Marsga parvoz (4 yorug'lik yili o'rniga 22 yorug'lik daqiqasi) sanitariya-tesisat dizaynerlari uchun ahamiyatsiz vazifani qo'yadi: shuning uchun yulduzlarga sayohat qilish uchun kamida yigirma yillik ishlaydigan kosmik hojatxonani ixtiro qilish kerak bo'ladi. kafolat va bir xil kir yuvish mashinasi.

Yuvish, yuvish va ichish uchun suv ham siz bilan birga olinishi yoki qayta ishlatilishi kerak bo'ladi. Havodan tashqari, oziq-ovqat ham bortda saqlanishi yoki o'stirilishi kerak. Er yuzida yopiq ekotizim yaratish bo'yicha tajribalar allaqachon o'tkazilgan, ammo ularning sharoitlari hali ham kosmik sharoitlardan, hech bo'lmaganda tortishish kuchi mavjud bo'lganda juda farq qilar edi. Insoniyat kamerali qozon tarkibini toza ichimlik suviga qanday aylantirishni biladi, ammo bu holda buni nol tortishish kuchida, mutlaq ishonchlilik bilan va yuk ko'taruvchi sarf materiallarisiz qilish kerak: yuk mashinasida filtr patronlarini olish. yulduzlar juda qimmat.

Paypoqlarni yuvish va ichak infektsiyalaridan himoya qilish yulduzlararo parvozlar uchun juda oddiy, "jismoniy bo'lmagan" cheklovlardek tuyulishi mumkin - ammo, har qanday tajribali sayohatchi avtonom ekspeditsiyada noqulay poyabzal yoki notanish ovqatdan oshqozon bezovtalanishi kabi "kichik narsalar" ga aylanishi mumkinligini tasdiqlaydi. hayotga tahdid soladi.

Hatto oddiy kundalik muammolarni hal qilish uchun mutlaqo yangi kosmik dvigatellarni ishlab chiqish kabi jiddiy texnologik baza kerak. Agar er yuzida hojatxona idishidagi eskirgan qistirmani eng yaqin do'konda ikki rublga sotib olish mumkin bo'lsa, Mars kemasida bunday qismlarning barchasini yoki ishlab chiqarish uchun uch o'lchamli printerni ta'minlash kerak. universal plastik xom ashyodan ehtiyot qismlar.

AQSh Harbiy-dengiz kuchlari 2013-yilda harbiy texnikani anʼanaviy usullardan foydalangan holda taʼmirlash uchun sarflangan vaqt va xarajatlarni baholab, 3D bosib chiqarishga jiddiy kirishdi. Harbiylar, o'n yil oldin to'xtatilgan vertolyot komponenti uchun nodir qistirmalarni chop etish boshqa qit'adagi ombordan qismga buyurtma berishdan ko'ra osonroq deb hisobladilar.

Korolevning eng yaqin hamkorlaridan biri Boris Chertok o'zining "Raketalar va odamlar" xotiralarida ma'lum bir nuqtada Sovet kosmik dasturi vilka kontaktlarining etishmasligi bilan duch kelganini yozgan. Ko'p yadroli kabellar uchun ishonchli ulagichlar alohida ishlab chiqilishi kerak edi.

Uskunalar, oziq-ovqat, suv va havo uchun ehtiyot qismlardan tashqari, kosmonavtlar energiyaga muhtoj bo'ladi. Dvigatel va bort jihozlari energiyaga muhtoj bo'ladi, shuning uchun kuchli va ishonchli manba muammosini alohida hal qilish kerak bo'ladi. Quyosh batareyalari, agar parvoz paytida yulduzlardan uzoqligi sababli, radioizotop generatorlari (ular Voyagerlar va Yangi ufqlarni quvvatlaydi) katta boshqariladigan kosmik kema uchun zarur bo'lgan quvvatni ta'minlamasa, mos kelmaydi va ular hali ham to'liq quvvat olishni o'rganmaganlar. -kosmos uchun yaratilgan yadro reaktorlari.

Sovet yadroviy sun'iy yo'ldosh dasturi Kanadada Cosmos 954 halokatidan so'ng xalqaro janjal, shuningdek, kamroq dramatik oqibatlarga olib keladigan bir qator muvaffaqiyatsizliklar bilan yakunlandi; Qo'shma Shtatlarda shunga o'xshash ish bundan oldin ham to'xtatilgan. Endi Rosatom va Roskosmos kosmik atom elektr stantsiyasini yaratish niyatida, ammo bu hali ham boshqa yulduz tizimiga ko'p yillik sayohat emas, balki qisqa masofali parvozlar uchun qurilmalardir.

Ehtimol, yadroviy reaktor o'rniga kelajakda yulduzlararo kosmik kemalarda tokamaklardan foydalaniladi. Ushbu yozda MIPT barchaga termoyadro plazmasining parametrlarini to'g'ri aniqlash qanchalik qiyinligi haqida to'liq ma'ruza qildi. Aytgancha, Yerdagi ITER loyihasi muvaffaqiyatli davom etmoqda: hatto bugun birinchi kursga kirganlar ham ijobiy energiya balansiga ega bo'lgan birinchi eksperimental termoyadro reaktoridagi ishlarga qo'shilish uchun barcha imkoniyatlarga ega.

Nima uchish kerak?

An'anaviy raketa dvigatellari yulduzlararo kemani tezlashtirish va sekinlashtirish uchun mos emas. Birinchi semestrda MIPTda o'qitiladigan mexanika kursi bilan tanish bo'lganlar, raketa soniyasiga kamida yuz ming kilometr tezlikka erishish uchun qancha yoqilg'i kerakligini mustaqil ravishda hisoblashlari mumkin. Tsiolkovskiy tenglamasi bilan hali tanish bo'lmaganlar uchun biz darhol natijani e'lon qilamiz - yonilg'i baklarining massasi Quyosh tizimining massasidan sezilarli darajada yuqori bo'lib chiqadi.

Dvigatelning ishchi suyuqlik, gaz, plazma yoki boshqa narsalarni, elementar zarrachalar nuriga qadar chiqarish tezligini oshirish orqali yonilg'i ta'minotini kamaytirish mumkin. Hozirgi vaqtda plazma va ionli dvigatellar Quyosh tizimidagi avtomatik sayyoralararo stansiyalarning parvozlari yoki geostatsionar sun'iy yo'ldoshlar orbitasini tuzatish uchun faol qo'llaniladi, biroq ular bir qator boshqa kamchiliklarga ega. Xususan, bunday dvigatellarning barchasi juda kam harakatni ta'minlaydi, ular hali kemaga sekundiga bir necha metr tezlanishni bera olmaydi;

MIPT prorektori Oleg Gorshkov plazma dvigatellari sohasidagi taniqli mutaxassislardan biridir. SPD seriyali dvigatellar Fakel konstruktorlik byurosida ishlab chiqariladi, bular aloqa sun'iy yo'ldoshlarining orbitasini tuzatish uchun seriyali mahsulotlardir;

1950-yillarda yadroviy portlash momentidan foydalanadigan dvigatel dizayni ishlab chiqilayotgan edi (Orion loyihasi), ammo u yulduzlararo parvozlar uchun tayyor yechim bo'lishdan yiroq edi. Magnithidrodinamik effektdan foydalanadigan, ya'ni yulduzlararo plazma bilan o'zaro ta'sir qilish tufayli tezlashadigan dvigatelning dizayni kamroq rivojlangan. Nazariy jihatdan, kosmik kema ichidagi plazmani "so'rib olishi" va reaktiv zarba hosil qilish uchun uni orqaga tashlashi mumkin, ammo bu boshqa muammoni keltirib chiqaradi.

Qanday qilib omon qolish kerak?

Agar og'ir zarrachalarni hisobga olsak, yulduzlararo plazma asosan protonlar va geliy yadrolaridir. soniyasiga yuz minglab kilometr tezlikda harakatlanayotganda, bu zarralarning barchasi megaelektronvolt yoki hatto o'nlab megaelektronvolt energiyasini oladi - bu yadro reaktsiyalari mahsulotlari bilan bir xil miqdorda. Yulduzlararo muhitning zichligi har bir kubometr uchun taxminan yuz ming ionni tashkil etadi, bu esa sekundiga bir kvadrat metr kema korpusi energiyalari o'nlab MeV bo'lgan taxminan 10 13 protonni qabul qilishini anglatadi.

Bir elektron volt, eV - bu elektronning bir volt potentsial farqi bilan bir elektroddan ikkinchisiga uchganda oladigan energiyasi. Yorug'lik kvantlari bu energiyaga ega va yuqori energiyaga ega ultrabinafsha kvantlar allaqachon DNK molekulalarini buzishga qodir. Radiatsiya yoki megaelektronvolt energiyasiga ega zarralar yadro reaktsiyalariga hamroh bo'ladi va qo'shimcha ravishda o'zi ham ularni keltirib chiqarishga qodir.

Bunday nurlanish o'nlab joulga teng so'rilgan energiyaga (barcha energiya teri tomonidan so'riladi deb hisoblasak) mos keladi. Bundan tashqari, bu energiya nafaqat issiqlik shaklida bo'ladi, balki qisman kema materialida qisqa muddatli izotoplar hosil bo'lgan yadroviy reaktsiyalarni boshlash uchun ishlatilishi mumkin: boshqacha qilib aytganda, qoplama radioaktiv bo'ladi.

Voqea sodir bo'lgan protonlar va geliy yadrolarining ba'zilari magnit maydon tomonidan induktsiyalangan radiatsiya va ikkilamchi nurlanish ko'plab qatlamlardan iborat murakkab qobiq bilan himoyalangan bo'lishi mumkin; Bundan tashqari, parvoz paytida kemaga xizmat ko'rsatish bosqichida "qaysi material nurlantirilganda eng kam vayron bo'ladi" ko'rinishidagi asosiy qiyinchiliklar alohida muammolarga aylanadi - "har biriga ellik millizievert fonda bo'linmada to'rtta 25 murvatni qanday ochish kerak. soat.”

Eslatib o'tamiz, Xabbl teleskopini so'nggi ta'mirlash vaqtida astronavtlar dastlab kameralardan birini mahkamlab turgan to'rtta murvatni bura olmadilar. Er bilan maslahatlashgandan so'ng, ular momentni cheklovchi kalitni oddiy kalit bilan almashtirdilar va qo'pol kuch qo'lladilar. Boltlar joyidan chiqib ketdi, kamera muvaffaqiyatli almashtirildi. Agar tiqilib qolgan murvat olib tashlanganida, ikkinchi ekspeditsiya yarim milliard AQSh dollariga tushadi. Yoki bu umuman sodir bo'lmagan bo'lardi.

Vaqtinchalik echimlar bormi?

Ilmiy fantastikada (ko'pincha fandan ko'ra ko'proq fantaziya) yulduzlararo sayohat "subkosmos tunnellari" orqali amalga oshiriladi. Rasmiy ravishda Eynshteynning fazo-vaqt geometriyasini ushbu fazo-vaqtda taqsimlangan massa va energiyaga bog'liq holda tavsiflovchi tenglamalari shunga o'xshash narsaga imkon beradi - ammo taxminiy energiya xarajatlari bir yil uchun raketa yoqilg'isi miqdorini taxmin qilishdan ham ko'proq tushkunlikka tushadi. Proxima Centauri-ga parvoz. Sizga nafaqat ko'p energiya kerak, balki energiya zichligi ham salbiy bo'lishi kerak.

Barqaror, katta va energetik jihatdan mumkin bo'lgan "chuvalchang teshigi" ni yaratish mumkinmi yoki yo'qmi degan savol butun olamning tuzilishi haqidagi fundamental savollarga bog'liq. Fizikadagi hal etilmagan muammolardan biri elementar zarrachalarning xatti-harakatlarini va to'rtta asosiy jismoniy o'zaro ta'sirlardan uchtasini tavsiflovchi standart model deb ataladigan nazariyada tortishishning yo'qligi. Fiziklarning ko'pchiligi tortishishning kvant nazariyasida yulduzlararo "giperkosmosdan sakrash" uchun joy mavjudligiga juda shubha bilan qarashadi, ammo, qat'iy aytganda, hech kim yulduzlarga parvozlar uchun vaqtinchalik echim izlashga harakat qilishni taqiqlamaydi.

Va quyosh tizimini tark etdi; Endi ular yulduzlararo fazoni o'rganish uchun ishlatiladi. 21-asrning boshlarida to'g'ridan-to'g'ri vazifasi eng yaqin yulduzlarga uchish bo'lgan stantsiyalar yo'q.

Eng yaqin yulduzgacha bo'lgan masofa (Proxima Centauri) taxminan 4243 yorug'lik yili, ya'ni Yerdan Quyoshgacha bo'lgan masofadan taxminan 268 ming marta.

Yulduzlararo ekspeditsiya loyihalari

"Orion" loyihasi

Elektromagnit to'lqinlar bosimi bilan boshqariladigan yulduz kemalari loyihalari

1971 yilda G. Marksning Byurakandagi simpoziumdagi ma'ruzasida yulduzlararo parvozlar uchun rentgen lazerlaridan foydalanish taklif qilindi. Ushbu turdagi harakatlantiruvchi vositadan foydalanish imkoniyati keyinchalik NASA tomonidan o'rganilgan. Natijada, quyidagi xulosaga kelindi: "Agar rentgen to'lqin uzunligi diapazonida ishlaydigan lazerni yaratish imkoniyati topilsa, biz samolyotning haqiqiy rivojlanishi haqida gapirishimiz mumkin (bunday lazer nurlari bilan tezlashtirilgan) u eng yaqin yulduzlargacha bo'lgan masofani hozirda ma'lum bo'lgan barcha raketa tizimlariga qaraganda tezroq bosib o'ta oladi. Hisob-kitoblar shuni ko'rsatadiki, ushbu ishda ko'rib chiqilgan kosmik tizimdan foydalanib, Alpha Centauri yulduziga ... taxminan 10 yil ichida erishish mumkin."

1985 yilda R. Forward mikroto'lqinli energiya bilan tezlashtirilgan yulduzlararo zond loyihasini taklif qildi. Loyiha 21 yil ichida zond eng yaqin yulduzlarga yetib borishini nazarda tutgan edi.

36-Xalqaro Astronomiya Kongressida lazer yulduz kemasi loyihasi taklif qilindi, uning harakati Merkuriy atrofidagi orbitada joylashgan optik lazerlarning energiyasi bilan ta'minlanadi. Hisob-kitoblarga ko'ra, bunday dizayndagi yulduz kemasining Epsilon Eridani yulduziga (10,8 yorug'lik yili) va orqaga qaytish yo'li 51 yil davom etadi.

Yo'q qilish dvigatellari

Yo'q qiluvchi raketalarning konstruksiyalarini tahlil qilgan olimlar va muhandislar tomonidan aniqlangan asosiy muammolar antimateriyaning kerakli miqdorini olish, uni saqlash va zarrachalar oqimini kerakli yo'nalishga qaratishdir. Ta'kidlanishicha, fan va texnikaning hozirgi holati hatto nazariy jihatdan ham bunday tuzilmalarni yaratishga imkon bermaydi.

Ramjet dvigatellari yulduzlararo vodorod bilan ishlaydi

Zamonaviy raketalar massasining asosiy komponenti raketaning tezlashishi uchun zarur bo'lgan yoqilg'i massasidir. Agar biz qandaydir tarzda raketani o'rab turgan muhitdan ishchi suyuqlik va yoqilg'i sifatida foydalana olsak, raketaning massasini sezilarli darajada kamaytirishimiz va shu bilan yuqori tezlikka erishishimiz mumkin.

Avlod kemalari

Yulduzlararo sayohat, shuningdek, "avlod kemalari" kontseptsiyasini amalga oshiradigan yulduz kemalari yordamida ham mumkin (masalan, O'Nilning koloniyalari kabi, bunday yulduz kemalarida bir necha ming yillar davomida o'zini saqlab turish va ko'paytirishga qodir bo'lgan yopiq biosfera yaratiladi va saqlanadi. Parvoz past tezlikda sodir bo'ladi va juda ko'p vaqtni oladi, bu vaqt davomida kosmonavtlarning ko'p avlodlari o'zgarishi mumkin.

FTL harakatlantiruvchisi

Eslatmalar

Shuningdek qarang

Manbalar

• Kolesnikov Yu. Siz yulduz kemalarini qurishingiz kerak. M., 1990. 207 b. ISBN 5-08-000617-X.
• http://www.gazeta.ru/science/2008/01/30_a_2613225.shtml?4 Yulduzlararo parvozlar, yulduzlar yaqinida 100 km/sek tezlanish bo'yicha ma'ruza

Ijtimoiy hodisalar

Moliya va inqiroz

Elementlar va ob-havo

Fan va texnologiya

G'ayrioddiy hodisalar

Tabiat monitoringi

Muallif bo'limlari

Hikoyani kashf qilish

Ekstremal dunyo

Ma'lumot yordami

Fayl arxivi

Munozaralar

Xizmatlar

Infofront

NF OKO dan ma'lumot

RSS eksporti

foydali havolalar

Muhim mavzular

Yulduzlararo sayohat qilish mumkinmi?

Kosmosning cheksiz qa'rida, ko'p trillionlab mil uzoqlikda, quyosh tizimining eng chekka sayyoralaridan uzoqda, yulduzlar porlaydi. Ularning xilma-xilligi juda katta: qizil, sariq, to'q sariq, ko'k, oq. Astronomlarning ishonchi komilki, bu yulduzlarning hech bo'lmaganda ba'zilari ularni aylanib yuruvchi sayyoralarni isitadi. Ammo kelajakda biz avval o'nlab, keyin esa yuzlab yerga o'xshash sayyoralar, ehtimol hatto suv zahiralari yoki hayot belgilari bilan kashf etilishiga guvoh bo'lishimiz mumkin.

Astronomlar uzoqdan bu sayyoralarni o‘rganishga va ularning asosiy xususiyatlarini aniqlashga harakat qilmoqdalar, ammo barcha tafsilotlarni chuqur o‘rganishning yagona yo‘li — kosmik kemani uchirishdir. Kosmik stansiyalar kosmosga sayohat qilishdan oldin, biz quyosh tizimidagi sayyoralar haqida kam narsa bilgan edik. Ba'zilar Venerada okeanlar va Marsda kanallar borligiga ishonishgan va hech kim Uran va Neptun kabi uzoq olamlar haqida hech narsa bilmas edi.

Muammolar va istiqbollar

Yulduzlarga qanchalik yaqinroq uchib, ular atrofida aylanayotgan sayyoralarni ko'rishni qanchalik istamaylik, ko'plab olimlar bunday sayohatlar hech qachon sodir bo'lmasligiga ishonchlari komil. Bizga eng yaqin yulduzlar tizimi Alpha Centauriga sayohat qilish uchun zarur energiya va xarajatlar shunchalik kattaki, hatto yulduzlararo sayohat tarafdorlari ham ular bilan hisoblashishga majbur.

Kosmosga sayohat tarafdorlari ko'pincha ilgari ishonmagan, ammo hozir odatdagidek qabul qiladigan narsalarga murojaat qilishadi.

Masalan, 20-asr boshlarida ko'plab olimlar samolyotlar Atlantika okeani bo'ylab hech qachon ucha olmasligini ta'kidladilar. Boshqa tomondan, yulduzlararo parvozlar ehtimoliga ishonmaydiganlar, bundan kam ishtiyoq bilan, o'tmishdagi umidlarni eslashadi, bu esa barcha kutganlarga zid ravishda amalga oshmagan. Masalan, yaqinda ko'pchilik 90-yillarda biz hammamiz shaxsiy vertolyotimizda ishlash uchun uchamiz, deb ishonishgan.

Professional astronomlar orasida aqlli hayot Galaktikada juda keng tarqalgan hodisa deb hisoblaydiganlar ko'p. Biroq, shu paytgacha hech bir o'zga sayyoralik irq Yerga tashrif buyurishni bezovta qilmagan - bu fizik Enriko Fermi 1950 yilda o'zining mashhur savolini berishga undagan: "Ular qayerda?" Fermi paradoksi deb ataladigan bu zohiriy qarama-qarshilikni tushuntirish uchun koinotda yashashga yaroqli boshqa olamlar mavjudligini tan olgan astronomlar ekspeditsiyani tashkil etishning qiyinligi va qimmatligi tufayli hech bir tsivilizatsiya bunday sayohatlarni amalga oshirishga jur'at eta olmasligini ta'kidlaydilar. Binobarin, biz yerliklar bu vazifani hech qachon bajara olmaymiz.

Bugungi kunga qadar odamlar sayyoralararo kemalarni koinotga uchirishga va ulardan Merkuriydan Neptungacha bo'lgan quyosh tizimining barcha sayyoralarini o'rganish uchun foydalanishga muvaffaq bo'lishdi va noma'lumlikning qorong'u chizig'i ortida faqat Pluton qolmoqda.

Qaysidir ma'noda, insoniyatning birinchi yulduzlararo kemalari to'rtta avtomatik stantsiya edi - Pioneer 10, Pioneer 11, Voyager 1 va Voyager 2; Aynan ular hozir quyosh tizimini yuqori tezlikda tark etib, yulduzlar tomon yo'l olishmoqda. Pioner bir yilda Yer va Quyosh o'rtasidagi masofadan 2,3 baravar ko'proq masofani bosib o'ta oladi, tezroq Voyagers esa 3,4 marta bosib o'ta oladi. Ammo yulduzlar shunchalik uzoqdaki, hatto Voyajer ham Yerdan 4,3 yorug'lik yili uzoqlikdagi Alpha Sentavriga yetib borishi uchun 80 000 yil kerak bo'ladi. Ammo, agar omadimiz kelsa, bunday bo'lmaydi: kelajakdagi asrlarning kosmik kemalari, ehtimol, zamonaviy "sekin harakatlanuvchi" kemalarni quvib yetib, ularni quvib o'tib, koinotni tadqiq qilishda eksponatlar sifatida o'z sayyoralariga qaytaradi. muzey.

Uzoq maqsad

Yulduzli sayohatchilar duch keladigan eng katta qiyinchiliklar yulduzlarga bo'lgan katta masofalardir. Astronomlar shunchalik tez-tez masofalarni yorug'lik yiliga aylantiradilarki, ular yorug'lik yili qanchalik katta ekanligini unutishadi. Yorug'lik nuri shunchalik tezki, u bir soniyada Yer atrofida 7,5 marta aylana oladi. Shunday qilib, bir yilda bosib o'tilgan masofa haqiqatdan ham katta bo'ladi. Tasavvur qiling-a, Galaktika shunchalik qisqardiki, Yer va Quyosh bir-biridan atigi bir dyuym (2,5 sm) masofada joylashgan edi. Keyin Yupiter Quyoshdan besh dyuym, uzoq Neptun esa atigi 30 dyuym uzoqlikda joylashgan bo'lar edi. Va hatto bu miqyosda ham yorug'lik yili to'liq milga (1,6 km) teng bo'lib qoladi va Alpha Centauri Yerdan 4,3 mil uzoqlikda harakat qiladi. Va agar Somon yo'li galaktikasi shunchalik ulkan va keng bo'lib, bir tiyin o'lchamiga kichrayib qolsa, u holda Yerdan bizga ma'lum bo'lgan eng uzoq kvazarlargacha bo'lgan butun koinotning kengligi ikki mildan oshmaydi.

"Sayohatchilar" kosmosda atigi 0,005% yorug'lik tezligida harakat qilishadi, lekin ekspeditsiyani tashkil etgan olimlar hali ham tirik ekan, Alpha Centauri-ga haqiqiy kosmik kemani yuborish va uning manziliga kamida ellik yil ichida etib borish uchun bu kemani kamida 10% yorug'lik tezligiga tezlashtirish uchun zarur. Taqqoslash uchun: agar siz quyosh tizimidan yorug'lik tezligidan "atigi 1%" o'tib ketsangiz, Alpha Centauri-ga erishish uchun 430 yil kerak bo'ladi va shu qadar uzoq vaqt davomida texnologiya darajasi shunchalik ko'tarilishi mumkinki, u tezroq kosmik kemalarni qurish mumkin bo'ldi. Tasavvur qilaylik, Kristofer Kolumb uzoq umr ko'rgan va unga Atlantika okeanini kesib o'tish uchun 500 yil kerak bo'ladi. Vaqti-vaqti bilan uni yanada ilg'or kemalar bosib o'tishardi va tez samolyotlar Evropadan Amerikaga sayohatni uning o'zi qadrdon qirg'oqlariga yetib borishidan ancha oldin amalga oshirishga muvaffaq bo'lardi. Va nihoyat u erga etib kelganida, u uchun mutlaqo yangi Kolumb Yangi Dunyo boshqalar uchun allaqachon "eski" bo'lib qolgan edi.

Biroq, yorug'lik tezligiga yaqin yuqori tezlikka erishish juda qiyin, chunki bu juda ko'p energiya va pul talab qiladi. Misol uchun, bir tonna og'irlikdagi kema katta sanoat quvvati bir oyda iste'mol qiladigan energiyani talab qiladi. To'g'ri, quyosh shkalasida bu juda oz: birgina Quyosh har soniyada koinotga million marta ko'proq energiya chiqaradi. Shunday qilib, energiya mavjud, odamlar undan qanday foydalanishni o'rganishlari kerak.

Tanqidchilarning yana bir to'siqlari ekspeditsiyaning narxidir. Bunday sayohat bir trillion dollardan ko'proqqa tushishi mumkin. Biroq, bugungi kunda tasavvur qilib bo'lmaydigan qimmat narsa asrlar o'tib arzonlashishi mumkin. Axir, 1776 yilda amerikalik mustamlakachilar texnologiyaning etishmasligi va astronomik summalarga bo'lgan ehtiyoj tufayli Oyga parvozni tashkil etishga jur'at eta olmadilar va ularning avlodlari ikki asrdan kamroq vaqt o'tgach, Oyga odamni muvaffaqiyatli qo'ndi. Va agar biz buni oltmishinchi yillar texnologiyasidan foydalangan holda amalga oshirgan bo'lsak, unda nega bizning izdoshlarimiz Alpha Centauri orbitasiga odamni chiqarmaydilar?

Shubhasiz, birinchi yulduzlararo sayohatchilar odamlar emas, balki mashinalar bo'ladi. Odam faqat Oyga yetib bordi, avtomatik kosmik stansiyalar esa Neptundan tashqarida joylashgan.

Mashinalar, odamlardan farqli o'laroq, havo, suv, oziq-ovqat va minimal qulayliklarga muhtoj emas. Bundan tashqari, kelajakdagi o'n yilliklarning kompyuterlari va asboblari kichikroq, engilroq va kuchliroq bo'ladi, bu esa kosmik kemaning og'irligini kamaytiradi.

Eynshteyn nazariyasi

Agar biz yulduzlarga sayohat qiladigan bo'lsak, Eynshteynning yorug'lik tezligiga yaqin harakatlanuvchi jismlarning ta'siri bilan bog'liq bo'lgan maxsus nisbiylik nazariyasi tomonidan bashorat qilingan qiyinchiliklarga duch kelamiz. Yorug'lik tezligi eng mashhur relyativistik to'siqdir; Aynan shu tezlikning haddan tashqari tabiati tufayli yerliklar kema Alpha Centauri ga yetguncha kamida 4,3 yil kutishlari kerak bo'ladi, keyin esa ma'lumotga ega kema Yerga qaytib kelguncha yana 4,3 yil kutish kerak bo'ladi.

Maxsus nisbiylik nazariyasi tezlikning massa va vaqtga ta'sirini ham tavsiflaydi. Kosmik kemaning tezligi oshgani sayin, uning massasi ham ortadi, bu yomon, chunki uni tezlashtirish tobora qiyinlashadi. Biroq, kema bortida bo'lgan har qanday yo'lovchi uchun vaqt ancha sekinroq harakat qiladi, bu yaxshi, chunki u uzoq masofalarga sayohat qilish imkonini beradi. Massa va vaqtga ta'sir qiluvchi bu ikki relyativistik effekt past tezlikda kichik bo'lib, kema tezligi yorug'lik tezligiga yaqinlashganda juda ko'payadi. Yorug'lik tezligiga teng tezlikda jismning massasi cheksiz bo'ladi, shuning uchun hech qanday moddiy jism bunchalik tez harakat qila olmaydi.

Olimlar relativistik effektlarning ta'sir darajasini golland fizigi Xendrik Lorents nomi bilan atalgan Lorentz koeffitsienti bilan ifodalaydilar. Lorentz koeffitsienti tezlikka bog'liq: u nol tezlikda birlikka teng, ikkinchisi oshgani sayin ortadi va yorug'lik tezligida cheksiz bo'ladi. 20% yorug'lik tezligida Lorentz koeffitsienti bor-yo'g'i 1,02 ni tashkil qiladi, ya'ni bu tezlikda harakatlanadigan kosmik kema tinch holatda bo'lganidan atigi 2% og'irroq va vaqt shunchalik sekinlashadiki, ekipaj uchun atigi 1 soat o'tadi. , Yerda bo'lganda bu 1,02 soat davom etadi. Yorug'lik tezligining 50% da Lorentz koeffitsienti 1,15 ga etadi, bu hali ham juda kichik: bu tezlikda kemaning massasi dam olish holatidan atigi 15% ko'proq va bortda bir soat vaqt 1,15 ga teng. Yerda soat. Va faqat yorug'lik tezligining 80% dan yuqori tezlikda Lorentz koeffitsienti tez o'sishni boshlaydi. Yorug'lik tezligining 87% da u 2,00 ga etadi, shuning uchun massa ikki baravar ko'payadi va vaqt Yerga nisbatan ikki baravar sekinlashadi.

Tez yo'lda hayot

Yulduzlararo sayohat tarafdorlari uchun haqiqiy muammo maxsus nisbiylik emas, balki bunday sayohat qilish mumkin bo'lgan tezlikka qanday erishishdir. Hatto yorug'lik tezligining 10 foizi - sekundiga 30 ming km - ilgari uchirilgan eng tez kosmik kemaning tezligidan ancha yuqori.

Aslida, eng yaxshi raketa yoqilg'isi antimaterdir - oddiy materiyaning aksi. Oddiy moddaning atom yadrosi musbat zaryadlangan, uning atrofida aylanadigan elektronlar esa manfiy zaryadlangan. Antimateriyada buning aksi: yadro manfiy, aylanuvchi zarrachalar, pozitronlar esa musbat. Materiya va antimateriya uchrashganda, ular bir-birini yo'q qiladi (yo'q qiladi), barcha massani energiyaga aylantiradi. Ma'lum bo'lishicha, materiya va antimater kuchli yoqilg'i hisoblanadi, chunki oz miqdordagi massa m ham mc2 ga teng E energiyani o'z ichiga oladi. Yorug'lik tezligi shunchalik yuqoriki, o'z-o'zidan (kvadratga) ko'paytirilganda, energiya miqdori, hatto kichik massa yoki antimateriya bilan ham, juda katta bo'ladi. Agar siz antimater hamkasbingiz bilan qo'l silkitsangiz, hosil bo'lgan energiya butun mamlakatni bir necha oy davomida quvvatlantirishi yoki Alpha Centauri-ga kichik kosmik kemani yuborishi mumkin.

Afsuski, antimateriya Yerda tabiiy shaklda mavjud emas va astronomlar uning quyosh tizimidagi manbalarini bilishmaydi. Antimateriya yadroviy reaktsiyalar natijasida hosil bo'lishi mumkin, lekin juda oz miqdorda, shuning uchun kosmik kemani quvvatlantirish uchun zarur bo'lgan nisbatan kichik miqdordagi antimateriyani ishlab chiqarish juda katta xarajatlarni talab qiladi. Bugungi kunda antimateriya, hatto olimlar uni qazib olish yo'lini topsalar ham, bir untsiya trillionlab dollarga tushadi.

Ammo har qanday raketa, hatto materiya va antimateriya aralashmasidan quvvat oladigan raketa ham o'ziga xos tuzoqqa duch keladi: kosmik kemani tezlashtirish uchun dvigatel quvvatini oshirish kerak. Yoqilg'i qancha ko'p to'ldirilsa, og'irlik shunchalik yuqori bo'ladi. Ko‘proq energiya olish uchun yana ham ko‘proq yoqilg‘i kerak bo‘ladi, lekin keyin raketaning og‘irligi ortadi va hokazo... Shu bois olimlar kosmik kemalarni raketalarsiz tezlashtirish imkonini beruvchi loyihalarni ishlab chiqishmoqda. 1960 yilda Robert Bussard koinotdan yoqilg'i olishni taklif qildi. Kosmosda vodorod atomlari mavjud. Agar kema ularni yig‘ib, yadroviy reaktorga joylashtira olsa, hosil bo‘lgan energiya yoqilg‘i zahiralarini to‘ldirish uchun yetarli bo‘lar edi. Afsuski, yulduzlararo fazoda har bir kub santimetrga o'rtacha bitta vodorod atomi to'g'ri keladi, shuning uchun kema bu atomlarni yuz yoki hatto ming mildan ortiq radiusda to'plashi kerak edi.

Raketalardan foydalanmasdan yana bir loyiha - engil bosim bilan harakatlanadigan yelkanli qayiq shaklida kema qurish. Bunday bosim, masalan, kosmosda bir joyda joylashgan lazer o'rnatish orqali yaratilishi mumkin. Yorug'lik bosimi past bo'lgani uchun lazerlar kuchli bo'lishi va ularning nurlari juda tor yo'naltirilgan bo'lishi kerak. Agar bunday kema bortida odamlar bo'lganida, ular o'z parvozlarini boshqara olmaydilar. Buning o'rniga, ular ko'p yorug'lik yillari uzoqlikda joylashgan lazer stantsiyalarining rahm-shafqatiga duchor bo'lishadi.

Nurdan tezroq

Bunday g'oyalarni amalga oshirish qiyin bo'lib tuyulsa-da yoki tanqidchilar ta'kidlaganidek, umuman amalga oshirish mumkin emas, ammo ularning hech bo'lmaganda ba'zilari mashhur fiziklarning e'tiborini tortdi. Shu bilan birga, yosh izlanuvchan fiziklar tomonidan yanada spekulyativ loyihalar ilgari surilmoqda. Masalan, maxsus fazoviy tunnellar ("qurt teshiklari" deb ataladigan) orqali harakatlanish orqali kosmosdagi yo'lni qisqartirish mumkin deb taxmin qilinadi. Shunda kosmik kema Quyoshdan Alfa Sentavrgacha yetib borish uchun 4,3 yorug‘lik yili yo‘l bosib o‘tishi shart emas edi. Go‘yo biz Yer yuzasi bo‘ylab uzoqroq yo‘lni bosib o‘tmay, Yer orqali AQShdan Xitoyga tunnel qurdik.

Bundan tashqari, fantastik gipoteza sifatida yorug'likdan tezroq harakat qilish imkoniyati ko'rib chiqiladi. Texnik jihatdan, Eynshteynning maxsus nisbiylik nazariyasiga ko'ra, bu imkonsiz emas. Yorug'lik tezligida Lorentz koeffitsienti cheksizdir, lekin bu tezlikdan oshib ketganda, u matematiklar aytganidek, xayoliy bo'ladi (masalan, salbiy sonning kvadrat ildizi kabi) va kema tezligi oshgani sayin. , kamayadi. Lorentz koeffitsienti cheksiz bo'lganda, bu tezlik to'sig'ini qanday engib o'tish mumkinligi noma'lum va agar bu sodir bo'lsa, yorug'lik tezligidan past tezlikka qaytish mutlaqo imkonsiz bo'lishi mumkin. Yorug'lik tezligidan oshib ketadigan zarralar taxionlar deb ataladi, ammo ularni hech kim ko'rmagan va bu ularning tabiatda mavjud emasligi haqidagi taxminlarga olib keladi. Ehtimol, parallel olam bordir, unda hamma narsa yorug'likdan tezroq harakat qiladi va uning aholisi "sekinroq" hayotga intiladi. Shunda balki ular bilan “kelishuv” qilishimiz mumkin.

Ammo biz bunday koinot haqida hech narsa bilmagunimizcha, olimlar o'zlari bilgan koinotni zabt etishga majbur bo'lishadi. Haqiqiy yulduzlararo sayohat sari birinchi qadam sifatida olimlar, hatto eng yaqin yulduzlarga ham yetib bormasdan, yulduzlar sayohati haqidagi ba'zi tushunchalarni sinab ko'rish uchun etarlicha tez va uzoqqa uchadigan dvigatelli transport vositalarini ishga tushirishni nazarda tutdilar. Buning uchun taklif qilingan kosmik kema TAU (Ming astronomik birlik, ming astronomik birlik) deb ataladi; u Quyoshdan ming astronomik birlik masofada, ya'ni Plutongacha bo'lgan o'rtacha masofadan 25 baravar ko'p masofada ilmiy tadqiqotlar olib borishi kerak bo'ladi. Kemaga bu masofani bosib o'tish uchun taxminan bir asr kerak bo'ladi, bu Alpha Centaurigacha bo'lgan umumiy masofaning atigi 1% ni tashkil qiladi. Shunga qaramay, TAU haqli ravishda tezyurar kemalar orasida kashshof deb hisoblanishi mumkin.

Biroq, yulduzlararo sayohat haqida juda ko'p shubhalar bor, ehtimol tanqidchilar hech qanday tsivilizatsiya bunday ekspeditsiyalarga qodir emasligini da'vo qilsalar, haqdirlar. Bu bizning Galaktikamizda yashashi mumkin bo'lgan aqlli turlar haqida nima uchun hech narsa bilmasligimizni tushuntiradi. Ammo kelajakda bizdan millionlab, hatto milliardlab yillar oldinda bo'lgan o'zga sayyoralar tsivilizatsiyalari haqida gapirmasa ham, kelajakda Yerda yashaydigan tsivilizatsiya imkoniyatlarini pasaytirish beparvolik bo'lardi. Bundan tashqari, agar yaqin atrofdagi biron bir yulduz atrofida Yerning aniq egizaklari topilsa va bu yigirma yildan keyin sodir bo'lishi mumkin bo'lsa, bu dunyoni to'g'ridan-to'g'ri kosmik kemadan o'rganish vasvasasi chidab bo'lmas bo'ladi.

Ehtimol, bunday ekspeditsiya 21 yoki 22-asrlarda amalga oshiriladi. Agar shunday bo'lsa, unda aqlli hayot kosmosda keng tarqalgan deb hisoblaydiganlar nima uchun o'sha tsivilizatsiyalarning hech biri bunday qilmaganligini va Galaktikadagi eng istiqbolli sayyora tizimlaridan biri - biznikiga ekspeditsiya yuborganini tushuntirishga majbur bo'ladi.

Ken Krosvel Kaliforniya universitetining astronomi, Berkli (AQSh) va ushbu maqola moslashtirilgan "Sayyoralarni qidirishda" kitobining muallifi.