Межзвёздные корабли: проекты готовы, физики&nb p;— нет

Хорошо фантастам — придумал для двигателя звездолёта загадочное название и смело запускай его к другим мирам. Реальность куда сложнее, но это не мешает, впрочем, и настоящим инженерам фантазировать на тему звездолётов далёкого будущего. Не слишком отрываясь от реальности.

Американский физик Марк Миллис (Marc Millis) в свободное от работы время собирает из подручных материалов масштабные модели межзвёздных кораблей, подобные тем, что мы можем в изобилии видеть в фантастических фильмах.

Однако развлечение Марка — отголосок серьёзной деятельности.

 

 

Много лет Миллис работал в NASA, где возглавлял замороженный ныне проект "Физика прорыва в реактивном движении" (NASA Breakthrough Propulsion Physics Project).

Проект был призван аккумулировать и анализировать все достижения физики, которые так или иначе могли бы способствовать реализации давней мечты человечества — межзвёздных путешествий.

Не то, чтобы инженеры вознамерились прямо завтра взять и построить пилотируемый звездолёт, но они в какой-то мере решили подготовить для такой будущей работы почву.

Специальный сайт NASA "Двигатель деформации — когда?" (Warp Drive — When?), созданный Миллисом, стал своего рода кратким и популяризированным отчётом Breakthrough Propulsion Physics.

Прежде всего, автор отмечает, что эскизные проекты звездолётов появились на Западе ещё в 1950-1960-х годах.

Так, в проекте Orion позади корабля (на расстоянии от 10 до 100 метров) предлагалось взрывать по 5 миниатюрных ядерных бомб в секунду, удары которых амортизировала бы массивная пластина, установленная на направляющих.

Было просчитано даже несколько вариантов корабля массой от 300 тонн до 8 миллионов тонн.

Грязно, но сравнительно просто и эффективно — так можно было бы охарактеризовать этот корабль. Проект, впрочем, свернули в 1960-х когда появился запрет на ядерные испытания, и встал вопрос о радиоактивном загрязнении космоса.

Ядерный "Орион" (чертёж с сайта www-personal.engin.umich.edu).

Примерно тогда же появился межзвёздный прямоточный двигатель Буссарда (Bussard Interstellar Ramjet), который предполагал использование в качестве горючего и рабочего вещества межзвёздный водород.

Газ можно было бы ионизировать мощным излучением, стягивать в заборник корабля электромагнитным полем и использовать для термоядерной реакции.

Нужно ли пояснять, что и сейчас человечество едва ли смогло бы построить подобный корабль. Пусть даже в общих чертах уже ясно, какие элементы в нём должны быть, и как он будет работать.

В конце 1970-х появился проект "Дедал" (Daedalus) — двухступенчатый корабль на термоядерном горючем, которое авторы предложили добыть "всего-навсего" из атмосферы Юпитера, что само по себе является фантастической, пока, задачей.

По оценкам авторов, аппарат со стартовой массой во многие тысячи тонн мог бы достичь звезды Барнарда, расположенной примерно в 6 световых годах от нас, за 50 лет.

Кое-кто рассчитывал, что миниатюрный вариант "Ориона" смог бы взлетать прямо с Земли, но это было уже чистым безумием (иллюстрация с сайта sputnik1.com).

По понятным причинам, о чертежах отдельных деталей термоядерного ракетного двигателя речь тогда не шла.

Несколько позднее исследователи, например, инженер Роберт Форвард (Robert Forward) обратились к возможности световых парусов. Конечно, на таких расстояниях нельзя было использовать солнечный свет.

Предполагалось, что в течение всего полёта корабль будет разгонять мощный лазер, посылаемый с Земли, точнее, со спутника или с Луны.

По расчётам, лазер определённой мощности мог бы разогнать тысячетонный пилотируемый корабль с парусом диаметром в тысячу километров до солидной скорости, позволяющей достичь ближайшей звезды (расстояние 4 световых года) за 10 лет.

Всё очень просто. За исключением самой малости — нужен лазер на 10 миллионов гигаватт, что на много порядков больше суммарной мощности земных электростанций.

Корабль с прямоточным двигателем Буссарда (иллюстрация с сайта members.nova.org).

Впрочем, если такие задачи оказались трудновыполнимыми, то что уж говорить о двигателях на основе искажения пространства или отрицательной массы.

Но и такие возможности обдумывались американскими инженерами.

Помните? — "…Человечество буквально купалось бы в не вполне представимом счастье, если бы только удалось найти сам Белый Тезис, а главное — понять, что это такое, и где его искать" — это Стругацкие, "Понедельник начинается в субботу".

Вот и Миллис сотоварищи действовал по сходному принципу: в межзвёздные двигатели годится что угодно, пока это не противоречит законам природы.

Макет "Дедала" — первая ступень слева и отдельно вторая (справа) (фото с сайта smallspace.demon.co.uk).

Мы не будем здесь рассматривать "червоточины" и "проколы пространства", о которых было немало написано в СМИ за последние лет десять-двадцать.

На кончике пера у американских учёных оказались и более экзотические варианты межзвёздных путешествий.

Например, так называемый "двигатель деформации пространства".

Если нельзя обогнать свет, спрашивают физики, то, наверное, можно быстро двигать некий "кусок" пространства, так сказать, "вырванный из контекста", с находящимся в нём кораблём?

Вообразите, что вы находитесь на движущемся тротуаре. Движущаяся "секция" пространства-времени возникает, когда пространство-время позади судна расширяется (аналогично тому, как лента тротуара выползает из-под пола), и уничтожается перед судном (аналогично тому, как движущийся тротуар возвращается в пол).

Насколько известно на данный момент, такой двигатель не противоречит физике, хотя неясно — как его можно было бы построить.

Ах, да, маленькая деталь, для помещения корабля на этот "движущийся тротуар" потребовалась бы отрицательная энергия в отношении реальности, хотя бы даже теоретической, которой у физиков пока нет единого мнения.

На случай, если такой ход не сработает, у физиков есть в запасе другие экзотические варианты двигателей.

Например, создание движущей силы соединением в одной конструкции нормальной и отрицательной массы (не путать с банальной антиматерией — ракетные двигатели, использующие аннигиляцию, рассматриваются инженерами даже как пусть отдалённый, но совершенно реальный вариант для полётов в пределах Солнечной системы).

	Солнечный парус может разогнаться до очень большой скорости. В теории. Главное найти лазер помощнее (иллюстрация с сайта spacepda.net).

Такая связка двигалась бы ускоренно в одном направлении, не нарушая закон сохранения импульса и энергии. Осталось всего-то понять, как создать отрицательную массу.

Сам Миллис лично придумал ещё несколько любопытных проектов, ждущих своих разработчиков. Например "диодное зеркало" — световой парус, отражающий излучение (фоновое, космическое) одной своей стороной и совершенно прозрачный при падении излучения с другой стороны.

Ещё более фантастическим выглядит "двигатель уклона", который предполагает изменение фундаментальных свойств пространства, типа постоянной G, вблизи корабля, с целью создания градиента внешних полей.

А "двигатель дизъюнкции" базируется на туманном и загадочном принудительном отделении инерционных свойств материи от самой материи.

Всё это выглядит безответственной фантазией, но исходит от физика и бывшего инженера NASA. Зачем же он это затеял?

Миллис хотел в своей работе обозначить круг проблем, над которыми должна поработать физика, чтобы когда-нибудь реализовать один из вариантов межзвёздных путешествий.

Задавать правильные вопросы порой не менее важно, чем отвечать на них.

Статья получена: Membrana.ru