Домой / АСТРОНОМИЯ / На чем мы полетим к звездам?

На чем мы полетим к звездам?

На чем мы полетим к звездам?

В наше время космическими полетами уже никого не удивишь. В СМИ регулярно сообщают о новых запусках, а услуги, предоставляемые космическими аппаратами – например, спутниковое телевидение или GPS-навигация – широко используются «в быту». Но, пожалуй, назвать все эти успехи человечества «освоением космоса» было бы чересчур громко. Пока что мы осваиваем главным образом околоземное пространство. Так, большая часть спутников находятся на геостационарной орбите – ее высота (35 786 км) превосходит диаметр Земли менее чем втрое. А «ближний космос» находится всего в нескольких сотнях километров от планеты: например, высота полета Международной космической станции – менее 400 км. Не слишком-то много в масштабах Вселенной…

Конечно, созданные человеком аппараты уже побывали и на Луне, и на других планетах Солнечной системы, а станции «Пионер» и «Вояджер» даже вышли за ее пределы. Но если они и сумеют достичь ближайших звезд, мы об этом вряд ли узнаем. Ведь такой полет займет приблизительно 2 миллиона лет, а связь с аппаратами прервется куда раньше. Очевидно, что межзвездные перелеты требуют новых принципов движения в космосе – традиционные ракетные двигатели для этой цели не очень-то годятся. Между тем, в соседних звездных системах человек мог бы найти немало интересного для себя. Сейчас открыто уже более 1000 экзопланет, и не исключено, что некоторые из них пригодны для жизни. Всё чаще в рядах ученых слышатся призывы обезопасить человечество от космических катастроф. По их словам, рано или поздно условия жизни на Земле могут стать непригодными для жизни, и только экспансия в космос поможет спасти наш вид. Весь вопрос в том, как ее осуществить.

По оценкам космологов, размер видимой Вселенной составляет примерно 93 млрд. световых лет, и она, как известно, продолжает расширяться. На этом фоне не только Солнечная Система, но и весь Млечный Путь (около 100 тысяч световых лет в поперечнике) выглядит крошечной песчинкой. Ситуация осложняется тем, что скорость перемещения материальных объектов, согласно специальной теории относительности (СТО), не может превышать скорость света (около 300 тысяч км/c). А ведь даже у него уходят многие тысячелетия на то, чтобы пересечь одну-единственную галактику.

В принципе, создать реактивный двигатель, способный придать аппарату околосветовую скорость, возможно даже при современном уровне технологий. Именно такой двигатель предлагают авторы проектов «Daedalus» и «Ikarus» – пожалуй, самых проработанных на сегодня планов межзвездного перелета. Но использовать их для колонизации иных миров вряд ли удастся: запасов топлива не хватит даже на торможение в конечной точке, так что полет будет, что называется, «в один конец».

Пока что путешествовать по Вселенной удается только персонажам научно-фантастических романов, в распоряжении которых есть сверхсветовые космические корабли, телепорты и прочие достижения физики будущего. Так не пора ли и нам заняться их разработкой? В далеком уже 2006 году в НАСА стартовала программа Breakthrough Propulsion Physics (BPP), призванная разработать принципиально новые двигатели для межзвездных путешествий. Несмотря на то, что один из двигателей носит имя известного ученого и популяризатора науки Стивена Хокинга, всемирно известный физик в ней не участвовал: он делает ставку на более простые аннигиляционные двигатели.

Идеи же участников BPP были куда более дерзкими. Настолько дерзкими, что многие из них возможны разве что математически: задействованные в них физические принципы, науке пока не известны. Другие, хотя и не нарушают известных законов природы, потребовали бы колоссальных затрат энергии или разработки материалов с необычными свойствами. Большая часть предложенных двигателей основано на «играх» с гравитацией. Согласно современным представлениям, гравитация есть не что иное, как кривизна пространства-времени. Нетрудно догадаться, что антигравитация должна искривлять пространство в противоположную сторону. Разместив антигравитационное вещество в корме корабля, можно было бы придать ему постоянное ускорение без всяких затрат энергии. Единственная трудность связана с тем, что частиц с отрицательной массой пока не обнаружено, и неизвестно, существуют ли они вообще.

Впрочем, вечное движение можно получить и с помощью обычной гравитации. Для этого нужно каким-то образом разделить массу на источник гравитационного поля и взаимодействующую с ним часть, а затем закрепить их неподвижно друг относительно друга. Осталось придумать, как это сделать: с тем же успехом можно было бы, например, предложить отделить электрическое поле от заряда, который его создает. Еще один способ передвижения в космосе основан на локальном изменении законов природы. Исаак Ньютон – автор первой математической теории гравитации – установил, что сила притяжения зависит от массы взаимодействующих тел и расстояния между ними. В уравнении также присутствует константа – гравитационная постоянная (G). Если каким-то образом увеличить эту постоянную в передней части космического корабля и уменьшить на его корме, возникнет эффект, по сути аналогичный антигравитации. Но величина G не зря называется постоянной: считается, что ее значение одинаково во всей Вселенной.

Впрочем, существуют и альтернативные космологические концепции, в которых гравитационная постоянная – переменная величина. Так или иначе, пока непонятно, как изменить ее искусственным путем. Двигатель Алкуберрье – пожалуй, наиболее привлекательный из предложенных проектов. В нем предлагается создать нечтовроде пространственного пузыря, который окружил бы корабль за счет сжатия пространства-времени перед его носом и расширения за кормой. Такой «пузырь» мог бы даже превысить скорость света, не нарушая СТО – ведь ограничения в скорости касаются только частиц материи, а не самого пространства. Но, к сожалению, для этого опять-таки потребуется отрицательная масса, которая пока что существует только в теории. В других проектах предлагается осваивать звездные просторы при помощи парусного флота. Когда-то морские корабли отказались от парусов в пользу двигателей: не исключено, что их космические «собратья» когда-нибудь проделают обратный путь. И это не фантастика. Солнечные паруса разгоняют аппараты за счет давления, создаваемого потоком ионизированных частиц или фотонов. Величина этого давления очень мала, поэтому паруса должны иметь весьма внушительную площадь. Сейчас они активно разрабатываются в разных странах, в том числе в России. Исследователи, работавшие в рамках BPP, имеют в своем запасе куда более оригинальные и эффективные решения. Так, они предложили создать что-то вроде солнечного диода. Такой парус должен пропускать свет только в одном направлении и отражать его в другом. Как вариант, одна сторона паруса могла бы отражать фотоны, а другая – поглощать их. Разница в давлении света создавала бы тягу даже при отсутствии в условиях «космического штиля» – при отсутствии попутного потока фотонов. «Парус Казимира» позволяет и вовсе не зависеть от излучения звезд. Эффект, предсказанный Хендриком Казимиром в 1948г., связан с флуктуациями вакуума, в ходе которых образуются короткоживущие частицы. Эти частицы носят название «виртуальных», но при этом они оказывают вполне реальное, хотя и очень слабое давление. Если каким-то образом усилить его на одной стороне паруса, корабль приобрел бы постоянное ускорение без всяких затрат топлива. О том, как именно это сделать, изобретатели умалчивают.

Программа BPP проработала 6 лет, после чего была прекращена. Спору нет: предложенные идеи весьма занимательны, но оправдывают ли они те 1,2 миллиона долларов, вложенные в разработку? Из-за значительных затрат при полном отсутствии практических результатов некоторые СМИ даже назвали программу «крупнейшей научной аферой века». Впрочем, едва ли это справедливо: ведь прорывные результаты невозможны без долгой теоретической подготовки. В конце концов, первые планы полета на Луну тоже имели мало общего с реальностью… Останутся ли разработки специалистов НАСА курьезом науки или же станут первым шагом к межзвездным путешествиям – покажет время.

Источник 

0
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Рекомендуем также:

На чем мы полетим к звездам?
● Суперземля
На фото: Изображение двух гипотетических суперземель при сравнении последних с Землёй. Суперземля (или сверхземля) — класс планет, масса которых превышает массу Земли, но значительно меньше массы газовых гигантов. Термин ...
На чем мы полетим к звездам?
● Черная дыра может быть дверью в другую реальность
Как часть космической матрешки, наша вселенная может находиться внутри черной дыры, которая сама по себе является частью большой вселенной. Все черные дыры, обнаруженные в нашей Вселенной — от ...
На чем мы полетим к звездам?
● Ученые обнаружили, что на голубой планете идут стеклянные дожди
2013 Астрономам впервые в истории удалось определить истинный цвет экзопланеты, вращающейся вокруг другой звезды. Эта планета, получившая астрономическое обозначение HD189733b, окрашенная в ярко-голубой цвет, может быть результатом присутствия ...
На чем мы полетим к звездам?
● Откуда к нам пришли названия Солнца, Луны и планет
Я долго думал о том, с чего начать наше замечательное путешествие по страницам истории самой древней науки - астрономии. И решил: прежде всего я расскажу вам, когда и ...
На чем мы полетим к звездам?
● Теория про Фаэтон
Не так давно астрономы нашли доказательство того, что в Солнечной Системе между Юпитером и Марсом была еще одна планета. Доказательством является то, что сейчас там находится так называемый пояс ...
На чем мы полетим к звездам?
● 10 астероидов, способных привести к концу света
Примерно раз в 80 тысяч лет на нашу землю падает метеорит диаметром около 300 метров. Малые астероиды атакуют Землю регулярно, но все они сгорают в плотных слоях атмосферы. ...
На чем мы полетим к звездам?
● Любопытные факты о ближнем космосе
Недавно, впервые с 1976 года, на поверхность Луны успешно высадился луноход «Юйту». Освоение человеком космоса идет беспрестанно, но даже в самом близком космосе свои, непривычные и до сих ...
На чем мы полетим к звездам?
● Планета Марс
Планета Марс – четвертая в солнечной системе, расположенная после Меркурия, Венеры, Земли. Ее масса составляет 10.7% от массы Земли, экваториальный радиус равен 3396.2 км. Сферический период обращения, то есть ...
На чем мы полетим к звездам?
● Гипотеза Геи
Гея — греческая богиня, которая вывела мир из хаоса. Гипотезу Геи выдвинул английский ученый Джеймс Лавлок, работавший в НАСА в начале 1960-х годов, в период, когда только начинались ...
На чем мы полетим к звездам?
● 8 интересных фактов о космических полетах
Радиация, температура, вакуум – это лишь малая доля опасностей, с которой может столкнуться человек в космосе. Космические аппараты оснащены передовыми технологиям, но могут ли они гарантировать 100% безопасность? Мы ...
На чем мы полетим к звездам?
● Временная шкала далекого будущего
Меньше 10 000 лет вперёд ~320 лет — зона отчуждения Чернобыльской АЭС станет пригодной для жизни. ~600 лет — время, когда в соответствии с современными представлениями о границах созвездий, прецессия ...
На чем мы полетим к звездам?
● Что такое галактика?
Солнце и Земля входят в систему звезд и планет, которая называется галактикой, или нашей Галактикой. Конечно же, она не одинока. На ночном небе расположены миллионы галактик. Каждая из ...
На чем мы полетим к звездам?
● В нашей галактике существует 500 миллионов планет, потенциально пригодных для жизни
Только в нашей галактике Млечный Путь существует по меньшей мере 50 миллиардов планет. Из них, по крайней мере, 500 миллионов потенциально пригодных для жизни. Такие данные представили в ...
На чем мы полетим к звездам?
● Чем опасен полет на Марс
О полёте на Марс человечество мечтало задолго до гагаринского подвига. Пионер германского и американского ракетостроения Вернер фон Браун полагал, что человек ступит на Красную планету уже в 1965 ...
На чем мы полетим к звездам?
● Учёные объяснили строение колец Сатурна
Фото: National Aeronautics & Space Adm / Global Look 2015 Международный коллектив учёных, в состав которого входят четверо россиян, объяснил, по каким законам движутся кольца Сатурна и других небесных тел. ...

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

МЕНЮ