Eurasian News Fairway

Дотянуться до звезд

Дотянуться до звезд
Январь 11
03:12 2014

Достаточно ли мы безумны, чтобы планировать полет туда, куда нам не суждено добраться?

Возле парковки Центра космических полетов имени Джорджа Маршалла в Хантсвиле, штат Алабама, стоит реликвия тех не очень далеких времен, когда никто не сомневался: человечество покинет земную колыбель, чтобы бороздить просторы космоса.

«Это не макет, – объясняет физик НАСА Лес Джонсон, пока мы разглядываем 10-метровую конструкцию, состоящую из труб, сопел и защитных покрытий. – Это самый настоящий ядерный ракетный двигатель». Прошло без малого полвека, как НАСА предложило отправить на Марс двенадцать астронавтов на двух кораблях, каждый из которых приводился бы в движение тремя такими двигателями. Директор Центра Маршалла Вернер фон Браун представил этот план в августе 1969 года, всего через две недели после того, как его ракета-носитель «Сатурн-5» доставила первых астронавтов на Луну. Ядерные двигатели к тому моменту уже прошли все наземные испытания и были готовы к полету. Фон Браун предложил назначить старт экспедиции к Марсу на 12 ноября 1981 года.

Через тридцать лет, минувших после даты несостоявшегося полета, дождливым июньским утром Джонсон с сожалением смотрит на возвышающийся над нами двигатель весом в 18 тонн. Ученый возглавляет в НАСА небольшую группу, анализирующую осуществимость «перспективных концепций» в космических технологиях – и старый ядерный двигатель под названием NERVA может вернуться в разряд перспективных. «Если мы соберемся отправить людей на Марс, на него следует обратить внимание, – говорит Джонсон. – С ним нам понадобится вдвое меньше топлива, чем с обычной ракетой». Сейчас НАСА разрабатывает новую традиционную ракету-носитель, которая придет на смену «Сатурну-5», ушедшему на пенсию в 1973-м, вскоре после последнего полета человека на Луну. Проект NERVA закрыли в том же году, так и не устроив летных испытаний. С тех пор, на протяжении всей эпохи космических челноков и орбитальных станций, люди не отваживались удаляться от Земли больше чем на 600 километров.

Астрономы открыли множество планет вокруг близлежащих звезд. Рано или поздно они обязательно найдут похожую на Землю планету

Стоит ли говорить, что вопрос, который мы обсуждали с Джонсоном – сможет ли человек когда-нибудь долететь до звезд, – сегодня звучит не слишком серьезно. Почему же полвека назад он звучал иначе? «Да, мы были слегка сумасшедшими», – улыбается физик Фримен Дайсон из Принстона. В конце 1950-х Дайсон работал над проектом «Орион», нацеленным на разработку пилотируемого корабля для полета на Марс и на спутники Сатурна. Вместо того чтобы использовать ядерные реакторы, подобные NERVA, выплевывающие разогретый водород, «Орион» должен был каждую четверть секунды выбрасывать из своего хвоста маленькие ядерные бомбы и продвигаться за счет импульса их взрывов.

«Это было бы невероятно опасно, – признает Дайсон, собиравшийся лично участвовать в экспедиции на Сатурн. – Но мы были готовы рисковать. Такое тогда было у всех настроение: приключение без риска не имело смысла». Через несколько лет после закрытия проекта «Орион» Дайсон объяснял в журнале Physics Today, каким образом космический корабль, использующий энергию ядерных взрывов, может добраться и до звезд.

В наше время легче объяснить, почему до звезд добраться невозможно. Они расположены слишком далеко, да и денег на такие путешествия у нас нет. Тем не менее причины, по которым нам все же стоит вернуться к этой теме, становятся все более вескими. Астрономы открыли множество планет вокруг близлежащих звезд. Рано или поздно они обязательно найдут похожую на Землю планету, расположенную в месте, идеально подходящем для появления жизни, – и в ту же минуту у нас появится непреодолимо притягательная цель. Наши технологии также стали более эффективными, чем те, что были в 1960-х. Лес Джонсон показал мне лоскуток, сотканный, казалось, из паутины. Это был образец ткани из углеродного волокна для гигантского паруса космического корабля – такого, который может доставить беспилотный зонд дальше Плутона, используя солнечный свет или лазерное излучение. «Поаккуратнее с ним, – попросил Джонсон. – Этот материал может помочь нам добраться до цели».

Чтобы полететь к звездам, нам понадобятся не только новые материалы и двигатели, но и старые идеалы. А они, кажется, переживают второе рождение – особенно после 2011 года, когда в отставку были отправлены шаттлы. Сегодня в разговорах энтузиастов, особенно за пределами НАСА, отчетливо слышны отголоски прежней одержимости космосом.

Прошлой весной компания SpaceX, базирующаяся рядом с Лос-Анджелесом, на собственной ракете запустила в космос беспилотную капсулу, которая пристыковалась к Международной космической станции. SpaceX – лидер в гонке частных компаний, ищущих замену шаттлам в качестве транспортных кораблей для МКС. Месяцем раньше Planetary Resources при поддержке таких инвесторов-миллиардеров, как Ларри Пейдж и Эрик Шмидт из Google, объявила о своих планах отправить роботизированные космические аппараты на астероиды в поисках драгоценных металлов. «Мы надеемся к концу этого десятилетия определиться с предварительными целями и начать разведочные работы», – рассказывает соучредитель компании Питер Диамондис.

«Это десятилетие войдет в историю как начало эры коммерческого космоса, – утверждает Мейсон Пек, ведущий технолог НАСА. – Маленькие и большие компании ищут способ заработать на космонавтике. Сегодня у освоения космоса впервые в истории появляется экономический стимул».

Стремление к богатству и раньше подталкивало к открытиям. Средневековые купцы отправлялись по опасному Шелковому пути, чтобы добраться до рынков Китая. Португальские каравеллы в XV веке заплывали за пределы известного человеку мира в поисках не столько новых знаний, сколько золота и пряностей. «Стимулом для открытия новых горизонтов всегда был именно поиск ресурсов, – говорит Диамондис. – Любознательность как двигатель прогресса проигрывает корыстолюбию. Единственный способ действительно освоить космос – создать экономически выгодный механизм. И этот механизм – добыча ценных ресурсов».

Есть один ресурс, на который Диамондис и его компаньон Эрик Андерсон уже положили глаз. Это платина – металл столь редкий, что сейчас один его грамм стоит около 1600 рублей. Отправлять роботов за миллионы километров, чтобы добывать и обогащать руду прямо на астероидах в условиях, близких к невесомости? А может, притянуть астероид ближе к Земле? В любом случае потребуются технологии, которых пока не существует. «Есть большой риск, что наш проект провалится, – говорит Андерсон. – Но мы верим, что сама попытка осуществить его и изменить отношение людей к космосу очень важна. И конечно, мы надеемся заработать на этом много денег».

«Мы говорим не о том, чтобы отправить на Марс одну маленькую миссию, – говорит Маск. – Наша конечная цель – доставить туда миллионы людей и миллионы тонн оборудования, чтобы создать автономную цивилизацию на другой планете».

Илон Маск, 41-летний основатель компаний PayPal, Tesla Motors и Space, свои деньги уже заработал и теперь вкладывает значительную часть состояния в собственную космическую программу. По его словам, новая ракета, которую разрабатывает SpaceX, сможет нести в два раза больший груз, чем шаттлы, при пятикратно меньших затратах. Его цель – снизить стоимость запуска еще в 50 или 100 раз, до 20–45 долларов за килограмм, разработав первую многоразовую ракету. «Это крайне трудно, а многие считают, что и вовсе невозможно, но я не согласен, – говорит Маск. – Если бы самолеты выбрасывали после каждого полета, никто никуда бы не стал летать».

Для Илона Маска этот проект – часть более грандиозного плана: создать постоянную колонию на Марсе. НАСА добилось огромных успехов, отправляя автоматические марсоходы, последний из которых – Curiosity, но пилотируемый полет на Красную планету все откладывается. Маск считает, что SpaceX сможет осуществить посадку космического корабля с астронавтами на Марсе в ближайшие 20 лет и продолжить пилотируемые полеты на Красную планету на протяжении последующих десятилетий.

«Мы говорим не о том, чтобы отправить на Марс одну маленькую миссию, – говорит Маск. – Наша конечная цель – доставить туда миллионы людей и миллионы тонн оборудования, чтобы создать автономную цивилизацию на другой планете. Это будет самое сложное предприятие в истории человечества, и мы далеки от уверенности, что это когда-либо произойдет. Но я хотел бы подчеркнуть, что речь идет не о бегстве с Земли, а о том, чтобы распространить жизнь на множество планет, о том, чтобы выйти за привычные пределы и исследовать звезды».

Самый быстрый космический аппарат, когда-либо построенный человеком – зонд «Гелиос-2», запущенный в 1976 году для наблюдения за Солнцем, – разогнался до 253 тысяч километров в час. При такой скорости космический корабль, летящий на ближайшую к нам звезду Проксима Центавра, преодолеет 40 триллионов километров до нее чуть более чем за 17 тысяч лет. Такой же временной отрезок отделяет нас от создателей наскальных рисунков в пещере Кро-Маньон.

Эти цифры способны остудить пыл многих энтузиастов межзвездных путешествий.

Многих – но не всех. Есть ученые, считающие, что идея навечно ограничить себя поездками на Марс – невыносима. «Если мы начнем сейчас, – а мы уже начали, – то, думаю, мы сможем осуществить межзвездную экспедицию в той или иной форме не позже чем через сто лет», – говорит Андреас Циолас, физик и бывший исследователь НАСА. Сегодня Циолас возглавляет некоммерческую организацию Icarus Interstellar, которая ставит своей целью «осуществить межзвездный полет до 2100 года».

Циолас считает, что можно было бы разработать двигатель для межзвездного корабля, который будет использовать ядерный синтез – источник энергии звезд и водородных бомб. Когда ядра маленьких атомов, таких, как водород, сплавляются, они выделяют огромное количество энергии, намного больше, чем производится при расщеплении ядра крупных атомов, таких, как уран – источника энергии атомных электростанций и старого двигателя NERVA. Физики пока не нашли способ создать реактор термоядерного синтеза, который вырабатывал бы больше, чем потреблял. «Я верю в нашу изобретательность», – говорит Циолас. И напоминает: всего семь десятилетий прошло с момента открытия элементарных частиц до создания двигателя NERVA. К 2100 году, полагает ученый, мы сможем создать термоядерный двигатель, способный разогнать корабль до скорости, составляющей 15 или 20 процентов от скорости света.

Термоядерные двигатели пока не созданы. Ядерные, подобные NERVA, обойдутся слишком дорого. Ракеты на химическом топливе могли бы добраться до границы межзвездного пространства – в район, называемый гелиопаузой, где влияние Солнца уравновешивается влиянием другой звезды. Но этим ракетам никогда не взять на борт достаточно топлива, чтобы долететь до звезд за разумный отрезок времени. Так, космический аппарат Voyager добрался бы до звезды Проксима Центавра через 74 тысячи лет. Группа НАСА во главе с Лесом Джонсоном остановилась на самой впечатляющей технологии – солнечном парусе. Фотоны солнечного света оказывают давление на все, с чем соприкасаются. На расстоянии от Солнца до Земли это давление составляет менее трех граммов на площадь, сопоставимую с футбольным полем. Но достаточно широкий и тонкий экран из отражающей ткани, развернутый в безвоздушном пространстве, почувствует эту мягкую силу и начнет медленно разгонять корабль.

В 2010 году НАСА запустило в космос парус площадью 9 квадратных метров, и он несколько месяцев функционировал на низкой околоземной орбите. На 2014 год запланирован запуск паруса площадью около 1/10 гектара и весом 30 килограммов. Подвижные крылья на углах сделают парус управляемым. За год он должен преодолеть свыше трех миллионов километров против ветра в сторону Солнца. Для путешествия в 26 миллиардов километров до гелиопаузы потребуется парус в форме диска диаметром 450 метров. Но расстояние до Проксимы Центавра в 1500 раз больше, и энергии Солнца на весь путь не хватит. Даже если построить парус площадью с полуостров Камчатка и разгонять его с помощью базирующегося в космосе лазера, сопоставимого по мощности с суммарной энерговыработкой всех стран мира, то такой парус за несколько десятилетий доставит до ближайшей звезды груз размером… с письменный стол.

Но как же тогда дотянуться до звезд? Лес Джонсон убежден: недостаточно развивать технику. Не нужно прямо сейчас бросаться строить межзвездный корабль. Важнее не сворачивать с пути создания цивилизации, которая когда-нибудь сможет это сделать. Это проект длиной в 100, а может быть, даже в 500 лет, в зависимости от того, насколько вы безумны. Джонсон, если и безумен, то совсем чуть-чуть.

«Я не знаю, каким будет мир через 500 лет, – говорит ученый. – Если у нас будут термоядерные электростанции и солнечные батареи космического базирования, передающие энергию на Землю, и мы будем вести разработку месторождений на Луне, а на низкой околоземной орбите у нас разместится производственная база, то, возможно, шанс появится. Прежде чем мечтать о межзвездных путешествиях, мы должны покорить Солнечную систему».
Текст: Тим Фолджер Рисунки:

Читать дальше: http://www.nat-geo.ru/article/1368-dotyanutsya-do-zvezd/#ixzz2tGfkIHkl

Об авторе

Fairway

Fairway

Связанные статьи

0 комментариев

Комментариев пока нет!

Здесь нет комментариев, вы хотите добавить?

Написать комментарий

Написать комментарий

Добавить комментарий

Поиск

без комментариев/no comments

Архив статей по датам

Ноябрь 2017
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Окт    
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
27282930  

Подписка на новости

Введите адрес вашей электронной почты, чтобы подписаться на этот блог и получать уведомления о новых записях.