בנים ובנות של כדור הארץ הכחול
להמריא כלפי מעלה, להפריע לכוכבי השלום.
הדרך לחלל הבין -כוכבי הוקמה
ללוויינים, רקטות, תחנות מדעיות.
בחור רוסי טס ברקטה, ראיתי את כל כדור הארץ מלמעלה.
גגרין היה הראשון בחלל.
איך תהיה?
בשנת 1973, קבוצת עבודה של האגודה הבי-כוכבתית הבריטית החלה לתכנן מראה של חללית בין כוכבית המסוגלת לנסוע 6 שנות אור במצב בלתי מאויש ולערוך חקירה קצרה בסביבת כוכב ברנרד.
ההבדל המהותי בין הפרויקט הבריטי לבין עבודות המדע הבדיוני היה תנאי העיצוב המקוריים: בעבודתם הסתמכו מדענים בריטים אך ורק על טכנולוגיות אמיתיות או טכנולוגיות של העתיד הקרוב, שהופעתן הקרובה אינה מוטלת בספק. "אנטי-כבידה", "טלפורטציה" ו"מנועים על-לא-לא-ידועים "נדחו כרעיונות אקזוטיים ובלתי אפשריים לשמצה.
על פי תנאי הפרויקט, המפתחים נאלצו לנטוש אפילו את "מנוע הפוטונים" הפופולרי אז. למרות האפשרות התיאורטית לקיומה של תגובה לחיסול חומרים, אפילו הפיזיקאים הנועזים ביותר שמתנסים באופן קבוע בקנבינואידים הזויים אינם מסוגלים להסביר כיצד ליישם את אחסון "אנטי -חומר" וכיצד לאסוף את האנרגיה המשתחררת.
הפרויקט קיבל את השם הסמלי "דדלוס" - לכבודו של גיבור המיתוס היווני, שהצליח לעוף מעל הים, בניגוד לאיקרוס שטס גבוה מדי.
לחללית הבין-כוכבית האוטומטית של דאדלוס היה עיצוב דו-שלבי.
המשמעות של פרויקט דדלוס:
הוכחה לאפשרות יצירת האנושות של חללית בלתי מאוישת לחקר מערכות הכוכבים הקרובות ביותר לשמש.
הצד הטכני של הפרויקט:
חקירה ממסלול ה- flyby של מערכת הכוכבים של ברנרד (גמד אדום מסוג M5V ספקטרלי במרחק של 5, 91 שנות אור, אחד הקרובים לשמש ובמקביל ה"מהיר "ביותר של הכוכבים ב המרכיב הניצב של מהירות הכוכב לכיוון הראייה של הצופה היבשתי הוא 90 קמ"ש, אשר, יחד עם מרחק "קרוב" יחסית, הופך את "ברנרד המעופף" ל"שביט "אמיתי). בחירת המטרה הוכתבה על ידי התיאוריה של קיומה של מערכת פלנטרית בכוכב של ברנרד (התאוריה הופרכה מאוחר יותר). בזמננו, "יעד ההתייחסות" הוא הכוכב הקרוב ביותר לשמש, פרוקסימה קנטאורי (מרחק 4, 22 שנות אור).
הזזת כוכב ברנרד בשמי הארץ
תנאי הפרויקט:
ספינת חלל בלתי מאוישת. רק טכנולוגיות מציאותיות של העתיד הקרוב. זמן הטיסה המרבי לכוכב הוא 49 שנים! על פי התנאים של פרויקט דדלוס, מי שיצר את הספינה הבין כוכבית היה צריך להיות מסוגל לברר את תוצאות המשימה במהלך חייהם. במילים אחרות, כדי להגיע לכוכב של ברנרד בעוד 49 שנים, החללית תזדקק למהירות שיוט בסדר גודל של פי 0.1 ממהירות האור.
נתונים ראשוניים:
למדענים בריטים היה "מערך" מרשים למדי של כל ההישגים המודרניים של הציוויליזציה האנושית: טכנולוגיה גרעינית, תגובה תרמו-גרעינית בלתי מבוקרת, לייזרים, פיזיקת פלזמה, שיגור חלל מאויש למסלול קרוב לכדור הארץ,טכנולוגיות לחיבור וביצוע עבודות הרכבה של אובייקטים גדולים בחלל החיצון, מערכות תקשורת מרחב לטווח ארוך, מיקרו אלקטרוניקה, אוטומציה והנדסת דיוק. האם זה מספיק כדי "לגעת ביד שלך" לכוכבים?
לא רחוק מכאן - תחנת מונית אחת
מוצף חלומות מתוקים וגאווה בהישגי המוח האנושי, הקורא כבר רץ לקנות כרטיס על ספינה בין כוכבית. אבוי, שמחתו מוקדמת. היקום הכין את תגובתו האימתנית לניסיונות הפאתטיים של בני אדם להגיע לכוכבים הקרובים ביותר.
אם תצמצם את גודל הכוכב כמו השמש לגודל כדור טניס, כל מערכת השמש תתאים לכיכר האדומה. ממדי כדור הארץ, במקרה זה, בדרך כלל יצטמצמו לגודל של גרגר חול.
יחד עם זאת, "כדור הטניס" הקרוב ביותר (Proxima Centauri) ישכב באמצע אלכסנדרפלאץ בברלין, וכוכב קצת יותר רחוק של ברנרד - בכיכר פיקדילי בלונדון!
תפקיד וויאג'ר 1 ב -8 בפברואר 2012. מרחק 17 שעות אור מהשמש.
המרחקים המפלצתיים מעוררים ספק בעצם הרעיון של נסיעה בין כוכבים. התחנה הבלתי מאוישת וויאג'ר 1, שהושקה בשנת 1977, לקחה 35 שנים לחצות את מערכת השמש (החללית חרגה ממנה ב -25 באוגוסט 2012 - באותו יום ההדים האחרונים של "רוח השמש" נמסה מאחורי הירכיים של התחנה, בעוד עוצמת קרינה גלקטית). לקח 35 שנה לטוס "הכיכר האדומה". כמה זמן ייקח לויאג'ר לטוס "ממוסקבה ללונדון"?
מסביבנו רביעיות קילומטרים של תהום שחורה - האם יש לנו סיכוי לעוף לכוכב הקרוב ביותר בעוד חצי מאה ארצית לפחות?
אני אשלח לך ספינה …
איש לא הטיל ספק בכך שלדדלוס יהיו ממדים מפלצתיים - רק "המטען" יכול להגיע למאות טונות. בנוסף למכשירים אסטרופיזיים קלים יחסית, גלאים ומצלמות טלוויזיה, יש צורך בתא גדול למדי לשליטה על מערכות הספינה, מרכז מחשוב, והכי חשוב, מערכת תקשורת עם כדור הארץ על הספינה.
לטלסקופים רדיו מודרניים יש רגישות אדירה: המשדר של וויאג'ר 1, הממוקם במרחק של 124 יחידות אסטרונומיות (פי 124 רחוק יותר מכדור הארץ לשמש), הוא בעל הספק של 23 וואט בלבד - פחות מנורה במקרר שלך. למרבה ההפתעה, התברר שזה מספיק כדי להבטיח תקשורת ללא הפרעה עם המכשיר במרחק של 18.5 מיליארד קילומטרים! (תנאי מוקדם - מיקומו של וויאג'ר בחלל ידוע בדיוק של 200 מטר)
כוכב ברנרד נמצא במרחק של 5.96 שנות אור מהשמש - פי 3,000 רחוק יותר מוויאג'ר. ברור שבמקרה זה לא ניתן לוותר על מיירט של 23 וואט - המרחק המדהים והטעות המשמעותית בקביעת מיקום החללית בחלל ידרוש הספק קרינה של מאות קילוואט. עם כל הדרישות הבאות למידות האנטנה.
מדענים בריטים ציינו נתון מאוד מובהק: המטען של חללית דדלוס (המסה של תא הבקרה, המכשירים המדעיים ומערכת התקשורת) יעמוד על כ -450 טון. לשם השוואה, המסה של תחנת החלל הבינלאומית עד היום עלתה על 417 טון.
המטען הנדרש של ספינת הכוכבים נמצא בגבולות מציאותיים. בנוסף, בהתחשב בהתקדמות במיקרואלקטרוניקה ובטכנולוגיית החלל במהלך 40 השנים האחרונות, נתון זה עשוי לרדת מעט.
מנוע ודלק. צריכת האנרגיה הקיצונית של נסיעות בין כוכביות הופכת למכשול מרכזי במסעות כאלה.
מדענים בריטים דבקו בהיגיון פשוט: איזו מהשיטות הידועות להשגת אנרגיה היא היצרנית ביותר? התשובה ברורה - היתוך תרמו -גרעיני.האם אנו מסוגלים ליצור "כור תרמו -גרעיני" יציב כיום? אבוי, לא, כל הניסיונות ליצור "ליבה תרמו -גרעינית מבוקרת" מסתיימים בכישלון. תְפוּקָה? נצטרך להשתמש בתגובה מתפרצת. ספינת החלל "דדלוס" הופכת ל"התפוצצות "בעזרת מנוע רקטות תרמו -גרעיניות פעמו.
עקרון הפעולה בתיאוריה הוא פשוט: "מטרות" מתערובת קפואה של דוטריום והליום -3 מוזנות לחדר העבודה. המטרה מתחממת על ידי דופק לייזרים - בעקבות פיצוץ תרמו -גרעיני זעיר - וואלה, שחרור האנרגיה כדי להאיץ את הספינה!
החישוב הראה כי להאצה האפקטיבית של הדדלוס יהיה צורך לייצר 250 פיצוצים בשנייה - לכן יש להזין את המטרות לתא הבעירה של מנוע תרמו -גרעיני דופק במהירות של 10 קמ ש!
זוהי פנטזיה טהורה - במציאות אין אפילו דוגמא אחת ניתנת לעבודה של מנוע תרמו -גרעיני דופק. יתר על כן, המאפיינים הייחודיים של המנוע והדרישות הגבוהות לאמינותו (מנוע ספינת כוכבים חייב לפעול ברציפות במשך 4 שנים) הופכים את השיחה על ספינת הכוכב לסיפור חסר משמעות.
מצד שני, אין אפילו אלמנט אחד בעיצוב של מנוע תרמו -גרעיני דופק שלא נבדק בפועל - סולנואידים מוליכים -על, לייזרים בהספק גבוה, רובים אלקטרונים … כל זה נשלט זה מכבר על ידי התעשייה והוא מובא לעתים קרובות לייצור המוני. יש לנו תיאוריה מפותחת ופיתוחים מעשיים עשירים בתחום פיזיקת הפלזמה - זה רק עניין של יצירת מנוע דופק המבוסס על מערכות אלו.
המסה המשוערת של מבנה החללית (מנוע, טנקים, מסבכים תומכים) היא 6170 טון, לא כולל דלק. בעיקרון, הדמות נשמעת מציאותית. בלי עשיריות מעלות ואינספור אפסים. כדי למסור כמות כזו של מבני מתכת למסלול קרקע נמוך, יידרשו "רק" 44 שיגורים של רקטת שבתאי 5 האדירה (מטען 140 טון ומשקל שיגור של 3000 טון).
רכב שיגור סופר כבד H-1, משקל שיגור 2735 … 2950 טון
עד כה, נתונים אלה משתלבים באופן תיאורטי ביכולות התעשייה המודרנית, אם כי הם דרשו פיתוח כלשהו של טכנולוגיות מודרניות. הגיע הזמן לשאול את השאלה העיקרית: מהי מסה הדלק הנדרשת כדי להאיץ את ספינת הכוכב ל 0, 1 למהירות האור? התשובה נשמעת מפחידה ובמקביל מעודדת - 50,000 טון דלק גרעיני. למרות חוסר הסבירות לכאורה של נתון זה, הוא "רק" מחצית מהתזוזה של נושאת המטוסים הגרעיניים האמריקאים. דבר נוסף הוא שהקוסמונאוטיקה המודרנית עדיין לא מוכנה לעבוד עם מבנים כה מגושמים.
אבל הבעיה העיקרית הייתה אחרת: המרכיב העיקרי של הדלק של מנוע תרמו-גרעיני דופק הוא האיזוטופ הנדיר והיקר ה הליום -3. נפח הייצור הנוכחי של הליום -3 אינו עולה על 500 ק ג בשנה. במקביל יהיה צורך לשפוך 30,000 טון של חומר ספציפי זה למיכלי דדלוס.
ההערות מיותרות - אין כמות כזו של הליום -3 על כדור הארץ. "מדענים בריטים" (הפעם אתה יכול לקבל את הביטוי במרכאות) הראו לבנות "דדלוס" במסלולו של צדק ולתדלק אותו שם, להפיק דלק משכבת הענן העליונה של כוכב הלכת הענק.
עתידנות טהורה מוכפלת באבסורד.
למרות התמונה המאכזבת הכוללת, פרויקט דדלוס הראה כי הידע המדעי הקיים מספיק כדי לשלוח משלחת לכוכבים הקרובים. הבעיה טמונה בהיקף העבודה - יש לנו דגימות עבודה של "טוקמקים", אלקטרומגנטים מוליכים -על, קריוסטטים וכלי Dewar בתנאי מעבדה אידיאליים, אבל אין לנו מושג איך יעבדו העותקים היפרטרופיים שלהם במשקל של מאות טונות.כיצד להבטיח את הפעולה הרציפה של מבנים פנטסטיים אלה במשך שנים רבות - כל זאת בתנאים הקשים של החלל החיצון, ללא כל אפשרות של תיקון ותחזוקה על ידי בני אדם.
בעת שעבדו על הופעת ספינת הכוכבים "דדלוס", התמודדו המדענים עם בעיות קטנות אך חשובות לא פחות. בנוסף לספקות שכבר הוזכרו לגבי מהימנות המנוע התרמו -גרעיני הדופק, התמודדו יוצרי החללית הבין -כוכבית עם הבעיה של איזון ספינת הענק, ההאצה והתמצאות הנכונות שלה בחלל. היו גם רגעים חיוביים - במשך 40 השנים שחלפו מאז תחילת העבודות על פרויקט דדלוס, הבעיה במתחם המחשוב הדיגיטלי על הסיפון נפתרה בהצלחה. ההתקדמות העצומה במיקרואלקטרוניקה, ננו -טכנולוגיה, הופעת חומרים בעלי מאפיינים ייחודיים - כל זה פישט משמעותית את התנאים ליצירת ספינת כוכב. כמו כן, בעיית תקשורת החלל העמוק נפתרה בהצלחה.
אך עד כה לא נמצא פתרון לבעיה הקלאסית - בטיחותה של משלחת בין כוכבית. במהירות 0, 1 ממהירות האור, כל כתם של אבק הופך למכשול מסוכן עבור הספינה, ומטאוריט זעיר בגודל של כונן הבזק יכול להיות סופה של כל המשלחת. במילים אחרות, לספינה יש כל סיכוי להישרף לפני שהיא מגיעה ליעד שלה. התיאוריה מציעה שני פתרונות: "קו ההגנה" הראשון - ענן הגנה של חלקיקים המוחזק על ידי שדה מגנטי מאה קילומטרים לפני מסלול הספינה. "קו ההגנה" השני הוא מגן מתכת, קרמיקה או מרוכב המשקף שברים של מטאוריטים שהתפרקו. אם הכל פחות או יותר ברור לגבי עיצוב המגן, הרי שגם זוכי פרס נובל בפיזיקה אינם יודעים ליישם בפועל "ענן מגן של חלקיקים" במרחק ניכר מהספינה. ברור שבעזרת שדה מגנטי, אבל הנה איך בדיוק …
… הספינה שטה בחלל קפוא. עברו 50 שנה מאז שעזב את מערכת השמש ומסע ארוך נמשך מאחורי ה"דדלוס "במשך שש שנות אור. חגורת קויפר המסוכנת וענן אורט המסתורי נחצו בבטחה, מכשירים שבירים עמדו בזרמי הקרניים הגלקטיות והקור האכזרי של החלל הפתוח … המפגש המתוכנן בקרוב עם מערכת הכוכבים של ברנרד … אבל מה הסיכוי הזה מפגש באמצע האוקיינוס הכוכבי האינסופי מבטיח לשליח של כדור הארץ הרחוק? סכנות חדשות מהתנגשות במטאוריטים גדולים? שדות מגנטיים וחגורות קרינה קטלניות בסביבת "ריצת ברנרד"? התפרצויות בלתי צפויות של בולטות? הזמן יגיד … "דדלוס" בעוד יומיים ימהר על פני הכוכב ויעלם לנצח בהיקף הקוסמוס.
דדלוס מול בניין האמפייר סטייט בן 102 הקומות
האמפייר סטייט בילדינג, נקודת ציון מרכזית בקו הרקיע של ניו יורק. גובה ללא צריח 381 מ ', גובה עם צריח 441 מטר
דדלוס מול רכב השיגור הסופר כבד של סטורן V
שבתאי V על לוח השיגור
