Figli e figlie del pianeta blu
Vola verso l'alto, disturbando le stelle della pace.
Il percorso verso lo spazio interstellare è stato stabilito
Per satelliti, razzi, stazioni scientifiche.
Un ragazzo russo stava volando su un razzo, Ho visto tutta la terra dall'alto.
Gagarin è stato il primo nello spazio.
Come sarai?
Nel 1973, un gruppo di lavoro della British Interplanetary Society iniziò a progettare l'aspetto di un veicolo spaziale interstellare in grado di viaggiare per 6 anni luce in modalità senza equipaggio e condurre una breve esplorazione delle vicinanze della stella di Barnard.
La differenza fondamentale tra il progetto britannico e le opere di fantascienza erano le condizioni di progettazione originali: nel loro lavoro, gli scienziati britannici si affidavano esclusivamente a tecnologie o tecnologie della vita reale del prossimo futuro, il cui aspetto imminente è fuori dubbio. Fantastici "antigravità", "teletrasporto" sconosciuti e "motori superluminali" furono liquidati come idee esotiche e notoriamente impossibili.
Secondo i termini del progetto, gli sviluppatori hanno dovuto abbandonare anche l'allora popolare "motore fotonico". Nonostante la possibilità teorica dell'esistenza di una reazione di annientamento della sostanza, anche i fisici più audaci che sperimentano regolarmente i cannabinoidi allucinogeni non sono in grado di spiegare come mettere in pratica l'accumulo di "antimateria" e come raccogliere l'energia rilasciata.
Il progetto ha ricevuto il nome simbolico "Dedalo" - in onore dell'eroe omonimo del mito greco, che è riuscito a sorvolare il mare, in contrasto con Icaro, che ha volato troppo in alto.
La navicella spaziale interstellare automatica Daedalus aveva un design a due stadi.
Il significato del progetto Daedalus:
Prova della possibilità di creazione da parte dell'umanità di un veicolo spaziale senza equipaggio per lo studio dei sistemi stellari più vicini al Sole.
Lato tecnico del progetto:
Indagine dalla traiettoria ravvicinata del sistema stellare di Barnard (una nana rossa di tipo spettrale M5V a una distanza di 5,91 anni luce, una delle più vicine al Sole e, allo stesso tempo, la più "veloce" delle stelle in il cielo della terra La componente perpendicolare della velocità della stella alla direzione di vista dell'osservatore terrestre è di 90 km / s, che, accoppiata con una distanza relativamente "ravvicinata", trasforma "Flying Barnard" in una vera "cometa"). La scelta del bersaglio fu dettata dalla teoria dell'esistenza di un sistema planetario presso la stella di Barnard (teoria poi confutata). Ai nostri giorni, il "target di riferimento" è la stella più vicina al Sole, Proxima Centauri (distanza 4, 22 anni luce).
Spostare la stella di Barnard nei cieli terrestri
Condizioni del progetto:
Astronave senza equipaggio. Solo tecnologie realistiche del prossimo futuro. Il tempo di volo massimo per la stella è di 49 anni! Secondo i termini del Progetto Daedalus, coloro che hanno creato la nave interstellare avrebbero dovuto essere in grado di scoprire i risultati della missione durante la loro vita. In altre parole, per raggiungere la Stella di Barnard in 49 anni, l'astronave avrebbe bisogno di una velocità di crociera dell'ordine di 0,1 volte la velocità della luce.
Dati iniziali:
Gli scienziati britannici avevano un "set" piuttosto impressionante di tutte le conquiste moderne della civiltà umana: tecnologia nucleare, reazione termonucleare incontrollata, laser, fisica del plasma, lanci spaziali con equipaggio in orbita vicina alla Terra,tecnologie per l'unione e l'esecuzione di lavori di assemblaggio di oggetti di grandi dimensioni nello spazio esterno, sistemi di comunicazione spaziale a lungo raggio, microelettronica, automazione e ingegneria di precisione. Basta questo per "toccare con mano" le stelle?
Non lontano da qui - una fermata di taxi
Traboccante di sogni d'oro e di orgoglio per le conquiste della Mente Umana, il lettore sta già correndo per acquistare un biglietto su una nave interstellare. Ahimè, la sua gioia è prematura. L'universo ha preparato la sua terrificante risposta ai patetici tentativi degli umani di raggiungere le stelle più vicine.
Se riduci le dimensioni di una stella come il Sole alle dimensioni di una pallina da tennis, l'intero sistema solare si adatterà alla Piazza Rossa. Le dimensioni della Terra, in questo caso, saranno generalmente ridotte alle dimensioni di un granello di sabbia.
Allo stesso tempo, la "palla da tennis" più vicina (Proxima Centauri) si troverà nel mezzo di Alexanderplatz a Berlino, e un po' più distante la stella di Barnard - a Piccadilly Circus a Londra!
Posizione Voyager 1 l'8 febbraio 2012. Distanza 17 ore luce dal sole.
Le distanze mostruose mettono in dubbio l'idea stessa di viaggio interstellare. La stazione senza equipaggio Voyager 1, lanciata nel 1977, ha impiegato 35 anni per attraversare il sistema solare (la sonda lo ha oltrepassato il 25 agosto 2012 - in quel giorno gli ultimi echi del "vento solare" si sono sciolti dietro la poppa della stazione, mentre il intensità di radiazione galattica). Ci sono voluti 35 anni per far volare la "Piazza Rossa". Quanto tempo impiegherà Voyager a volare "da Mosca a Londra"?
Intorno a noi ci sono quadrilioni di chilometri di abisso nero: abbiamo la possibilità di volare fino alla stella più vicina in almeno mezzo secolo terrestre?
ti mando una nave…
Nessuno dubitava che la Daedalus avrebbe avuto dimensioni mostruose: solo il "carico utile" poteva raggiungere le centinaia di tonnellate. Oltre a strumenti astrofisici relativamente leggeri, rilevatori e telecamere, a bordo della nave è necessario un compartimento piuttosto grande per il controllo dei sistemi della nave, un centro di calcolo e, soprattutto, un sistema di comunicazione con la Terra.
I moderni radiotelescopi hanno un'incredibile sensibilità: il trasmettitore di Voyager 1, situato a una distanza di 124 unità astronomiche (124 volte più lontano dalla Terra al Sole), ha una potenza di soli 23 watt, meno di una lampadina nel vostro frigorifero. Sorprendentemente, questo si è rivelato sufficiente per garantire una comunicazione ininterrotta con il dispositivo a una distanza di 18,5 miliardi di chilometri! (un prerequisito: la posizione di Voyager nello spazio è nota con una precisione di 200 metri)
La stella di Barnard si trova a 5,96 anni luce dal Sole, 3000 volte più lontana della Voyager. Ovviamente, in questo caso, non si può fare a meno di un intercettore da 23 watt: l'incredibile distanza e l'errore significativo nel determinare la posizione dell'astronave nello spazio richiederanno una potenza di radiazione di centinaia di kilowatt. Con tutti i conseguenti requisiti per le dimensioni dell'antenna.
Gli scienziati britannici hanno indicato una cifra molto precisa: il carico utile della navicella spaziale Daedalus (la massa del compartimento di controllo, gli strumenti scientifici e il sistema di comunicazione) sarà di circa 450 tonnellate. Per fare un confronto, la massa della Stazione Spaziale Internazionale fino ad oggi ha superato le 417 tonnellate.
Il carico utile richiesto dell'astronave rientra nei limiti realistici. Inoltre, dati i progressi della microelettronica e della tecnologia spaziale negli ultimi 40 anni, questa cifra potrebbe diminuire leggermente.
Motore e carburante. L'estremo consumo di energia dei viaggi interstellari sta diventando una barriera fondamentale per tali spedizioni.
Gli scienziati britannici hanno aderito a una semplice logica: quale dei metodi conosciuti per ottenere energia è il più produttivo? La risposta è ovvia: fusione termonucleare. Siamo in grado di creare oggi un "reattore termonucleare" stabile? Ahimè, no, tutti i tentativi di creare un "nucleo termonucleare controllato" falliscono. Produzione? Dovremo usare una reazione esplosiva. L'astronave "Daedalus" si trasforma in "esplodere" con un motore a razzo termonucleare pulsato.
Il principio di funzionamento in teoria è semplice: i "bersagli" di una miscela congelata di deuterio ed elio-3 vengono immessi nella camera di lavoro. Il bersaglio viene riscaldato da un impulso di laser - segue una minuscola esplosione termonucleare - e, voilà, il rilascio di energia per accelerare la nave!
Il calcolo ha mostrato che per l'effettiva accelerazione del Daedalus, sarebbe necessario produrre 250 esplosioni al secondo, quindi i bersagli devono essere alimentati nella camera di combustione di un motore termonucleare a impulsi a una velocità di 10 km / s!
Questa è pura fantasia: in realtà non esiste un singolo campione funzionante di un motore termonucleare a impulsi. Inoltre, le caratteristiche uniche del motore e gli elevati requisiti per la sua affidabilità (il motore di un'astronave deve funzionare ininterrottamente per 4 anni) trasformano la conversazione sull'astronave in una storia senza senso.
D'altra parte, non c'è un solo elemento nella progettazione di un motore termonucleare a impulsi che non sia stato testato nella pratica: solenoidi superconduttori, laser ad alta potenza, cannoni elettronici … tutto questo è stato a lungo dominato dall'industria ed è spesso portato alla produzione di massa. Abbiamo una teoria ben sviluppata e ricchi sviluppi pratici nel campo della fisica del plasma: si tratta solo di creare un motore a impulsi basato su questi sistemi.
La massa stimata della struttura del veicolo spaziale (motore, serbatoi, tralicci di supporto) è di 6170 tonnellate, carburante escluso. Fondamentalmente, la figura sembra realistica. Niente decimi di grado e innumerevoli zeri. Per portare una tale quantità di strutture metalliche nell'orbita terrestre bassa, sarebbero necessari "solo" 44 lanci del potente razzo Saturn-5 (carico utile 140 tonnellate con un peso di lancio di 3000 tonnellate).
Veicolo di lancio super pesante H-1, peso di lancio 2735 … 2950 tonnellate
Fino ad ora, queste cifre si adattavano teoricamente alle capacità dell'industria moderna, sebbene richiedessero un certo sviluppo delle moderne tecnologie. È tempo di porre la domanda principale: qual è la massa di carburante richiesta per accelerare l'astronave a 0, 1 la velocità della luce? La risposta sembra spaventosa e, allo stesso tempo, incoraggiante: 50.000 tonnellate di combustibile nucleare. Nonostante l'apparente improbabilità di questa cifra, è "solo" la metà del dislocamento della portaerei nucleare americana. Un'altra cosa è che la cosmonautica moderna non è ancora pronta per lavorare con strutture così ingombranti.
Ma il problema principale era diverso: il componente principale del carburante per un motore termonucleare a impulsi è il raro e costoso isotopo Elio-3. L'attuale volume di produzione di elio-3 non supera i 500 kg all'anno. Allo stesso tempo, 30.000 tonnellate di questa specifica sostanza dovranno essere versate nei serbatoi Daedalus.
I commenti sono superflui: non esiste una tale quantità di elio-3 sulla Terra. Gli "scienziati britannici" (questa volta puoi meritatamente prendere l'espressione tra virgolette) hanno suggerito di costruire "Daedalus" nell'orbita di Giove e di rifornirlo lì, estraendo carburante dallo strato di nubi superiore del pianeta gigante.
Puro futurismo moltiplicato per assurdità.
Nonostante il quadro generale deludente, il progetto Daedalus ha dimostrato che le conoscenze scientifiche esistenti sono sufficienti per inviare una spedizione alle stelle più vicine. Il problema risiede nella scala del lavoro: abbiamo campioni funzionanti di "Tokamak", elettromagneti superconduttori, criostati e navi Dewar in condizioni di laboratorio ideali, ma non abbiamo assolutamente idea di come funzioneranno le loro copie ipertrofiche del peso di centinaia di tonnellate. Come garantire il funzionamento continuo di queste fantastiche strutture per molti anni - tutto questo nelle dure condizioni dello spazio esterno, senza alcuna possibilità di riparazione e manutenzione da parte dell'uomo.
Mentre lavoravano all'aspetto dell'astronave "Daedalus", gli scienziati hanno dovuto affrontare molti problemi minori, ma non per questo meno importanti. Oltre ai già citati dubbi sull'affidabilità del motore termonucleare a impulsi, i creatori della navicella spaziale interstellare hanno affrontato il problema del bilanciamento della nave gigante, della sua corretta accelerazione e orientamento nello spazio. Ci sono stati anche momenti positivi: nei 40 anni trascorsi dall'inizio dei lavori del progetto Daedalus, il problema con il complesso informatico digitale a bordo della nave è stato risolto con successo. I colossali progressi nella microelettronica, nella nanotecnologia, nell'emergere di sostanze con caratteristiche uniche: tutto ciò ha notevolmente semplificato le condizioni per la creazione di un'astronave. Inoltre, il problema della comunicazione nello spazio profondo è stato risolto con successo.
Ma fino ad ora non è stata trovata alcuna soluzione al problema classico: la sicurezza di una spedizione interstellare. A una velocità di 0, 1 della velocità della luce, qualsiasi granello di polvere diventa un pericoloso ostacolo per la nave e un minuscolo meteorite delle dimensioni di una chiavetta può essere la fine dell'intera spedizione. In altre parole, la nave ha tutte le possibilità di essere bruciata prima di raggiungere il suo obiettivo. La teoria propone due soluzioni: la prima "linea di difesa" - una nuvola protettiva di microparticelle trattenute da un campo magnetico un centinaio di chilometri prima della rotta della nave. La seconda "linea di difesa" è uno scudo di metallo, ceramica o composito per riflettere frammenti di meteoriti in decomposizione. Se tutto è più o meno chiaro sul design dello scudo, allora anche i vincitori del premio Nobel per la fisica non sanno come implementare in pratica una "nube protettiva di microparticelle" a una distanza considerevole dalla nave. È chiaro che con l'aiuto di un campo magnetico, ma ecco come esattamente …
… La nave sta navigando in un vuoto gelido. Sono passati 50 anni da quando ha lasciato il sistema solare e dietro la "Daedalus" si snoda un lungo viaggio di sei anni luce. La pericolosa cintura di Kuiper e la misteriosa nuvola di Oort sono state attraversate in sicurezza, fragili strumenti hanno resistito ai flussi di raggi galattici e al freddo crudele dello spazio aperto … L'appuntamento presto pianificato con il sistema stellare di Barnard … ma cosa significa questa possibilità incontro nel mezzo dell'infinito oceano stellare promessa al messaggero della lontana Terra? Nuovi pericoli dalla collisione con grandi meteoriti? Campi magnetici e cinture di radiazioni mortali nelle vicinanze di "Barnard in corsa"? Scoppi inaspettati di protruberani? Il tempo lo dirà… "Daedalus" in due giorni si precipiterà oltre la stella e scomparirà per sempre nella vastità del Cosmo.
Daedalus contro l'Empire State Building di 102 piani
L'Empire State Building, un punto di riferimento chiave nello skyline di New York. Altezza senza guglia 381 m, altezza con guglia 441 metri
Daedalus contro il veicolo di lancio super pesante Saturn V
Saturn V sulla rampa di lancio
