Оборонное
и космическое агентства США объявили о
начале реализации нового космического
проекта «Через сто лет к звездам»,
предполагающего отправку пилотируемой
экспедиции в дальний космос. Не
успевшие присоединиться к инициативе
рискуют остаться без билета.
В октябре прошлого года руководство NASA
в лице Питера Уордена, директора одного
из головных офисов агентства –
Исследовательского центра Эймса,
объявило о запуске совместно с DARPA,
Агентством передовых оборонных
исследовательских проектов при
министерстве обороны США, годовой
программы, целью которой, согласно
пресс-релизу, является «разработка
устойчивой и долгосрочной бизнес-модели,
необходимой для реализации в течение
ста ближайших лет пилотируемой
экспедиции к другим звездным системам».
Проект получил название «Через 100 лет к
звездам» (The 100-Year Starship study).
Реакция блогосферы и СМИ на совместное
заявление двух ведущих инновационных
монстров США – космического и
оборонного – колебалась в диапазоне от
удивленно-скептической до шутливо-ироничной,
если не сказать больше.
Теневой инновационный локомотив
Пентагона
DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) — агентство
передовых оборонных исследовательских
проектов). Агентство Министерства
обороны...
Памятуя о дефиците финансирования
американских космических программ,
многие из которых оказались либо
свернуты, либо отложены, либо
радикально переформулированы (так,
вместо Марса было решено слетать
сначала к астероиду), эксперты сошлись
во мнении, что инициатива госагентств
представляет собой очередной пиар
прожектеров-технократов, способный
произвести впечатление разве что на
будущих налогоплательщиков –
подростков, насмотревшихся
голливудских фильмов.
На какое-то время о проекте забыли,
но уже весной этого года стало ясно, что
звездная заявка оборонно-космических
агентств намного более серьезна, чем
предполагалось ранее.
Так, в начале январе, NASA и DARPA провели в
Кремниевой долине (Северная Калифорния),
где сосредоточены офисы инновационных
компаний и венчурных фондов,
двухдневный рабочий семинар с участием
тридцати ведущих инженеров
аэрокосмической промышленности,
инвестиционных менеджеров, научных
консультантов и «техновизионеров», где
был определен ближайший круг задач,
переводящих проект межзвездной
пилотируемой экспедиции из чисто
фантастической в сугубо практическую
область.
Звездоплавание: проекты и реальность
Для того, чтобы космический аппарат
стал звездолётом, достаточно, чтобы он
набрал третью космическую скорость –
минимально необходимую скорость,...
Еще более интересная заявка
последовала в мае, когда DARPA официально
выставила на своем сайте так
называемый «запрос информации» (RFI, request
for information), предложив всем
заинтересованным лицам и группам
заявить о своих интересах и
предполагаемом участии в проекте «Через
100 лет к звездам» до 3 июня этого года. В
терминах организаций, принимающих
решения, «запрос информации» – уже не
говорильня, а формальная процедура,
запускающая венчурную бизнес-машину на
ранних стадиях капитализации проекта и
определяющая круг агентов,
потенциально заинтересованных в
решении какой-либо технической задачи.
Похоже, что содержание 150
информационных резюме, присланных в
агентство, оказалось настолько
вдохновляющим, что менеджеры DARPA решили
перейти Рубикон и прокрутить колесики
машины еще на целый оборот и выставить
в июне «запрос на проект» (RFP, request for
proposal), инициировав следующую стадию, на
которой от заинтересованных агентов
требуется сформулировать конкретные
стратегии и способы реализации проекта.
Крайний срок поступления онлайн-заявок
– 8 июля этого года.
«Мы зависим от России в плане перевозок»
О полетах шаттлов, партнерстве с
Россией и о задачах миссии, вылетевший
на МКС, после запуска «Союза ТМА-18» на
космодроме Байконур «Газете.Ru»
рассказал первый помощник директора...
Далее планируется, что авторы заявок
презентуют свои предложения по
реализации межзвездной пилотируемой
миссии на специально организованном
симпозиуме в Орландо (Флорида, США) с 30
сентября по 2 октября 2011 года. А уже
через месяц по результатам этих
презентаций агентства вынесут решение,
кому из участников, озвучивших «эффективную
дорожную карту по финансированию и
организации исследовательских и
технических работ, необходимых для
реализации межзвездной пилотируемой
миссии», присудить «разгонный» грант в
размере 500 тысяч долларов.
В запросе DARPA перечисляет ключевые
проблемы, решение которых (либо подходы
к этому решению) должны предложить
докладчики и соискатели гранта.
Среди них технические вопросы,
связанные с методом и способами
транспортировки экипажа (двигательные
технологии), вопросы, связанные с
биологией и медициной (система
жизнеобеспечения), коммуникация с
Землей, а также целая группа
экономических, политических и
гуманитарных проблем, от решения
которых будет – на достаточно большом
промежутке времени, охватывающем
несколько поколений людей, – зависеть
успешная реализация проекта
межзвездной экспедиции.
«Проект «Через сто лет к зведам» на
самом деле не сводится к постройке
космического корабля или разработке
каких-то узко специальных технологий»,
– отмечает на сайте координатор
проекта в DARPA Поль Еременко. «Наша
задача –
вдохновить несколько поколений людей
на исследовательскую деятельность и
прорывные инновации в огромном
диапазоне дисциплин – физике,
математике, биологии, экономике,
психологии, в социальных, политических
и гуманитарных науках, а также в
искусстве и образовании».
Обама отвернулся от Луны
Барак Обама обнародовал план
реструктуризации NASA. Он включает
массовые закрытия программ, отказ от
самостоятельных пилотируемых миссий
за пределы земной орбиты и передачу
функции шаттлов по доставке...
Интересно, что лейтмотивом всех
запросов DARPA стал пункт, настойчиво
ориентирующий потенциальных
участников проекта на разработку
эффективной венчурной бизнес-модели,
предусматривающей минимальное участие
государства в финансировании «Через 100
лет к звездам». Точнее даже сказать, в
идеале, его полное неучастие в этом
предприятии.
Логику крепко подружившихся агентств
понять можно.
Дотируемое из госбюджета, NASA уже
испытало все прелести короткого
поводка, на котором американский
налогоплательщик держит его последние
десять лет. В свою очередь, DARPA, которое
называют «теневым инновационным
локомотивом Пентагона», за полвека
бурной и успешной деятельности
накопило богатейший опыт по реализации
в железе самых рискованных идей силами
университетских лабораторий,
энтузиастов-гиков и частного
венчурного капитала (благодаря одной
из них – сети передачи данных – вы
проводите перед монитором компьютера
большую часть рабочего и свободного
времени).
Как скоро «запрос информации» и «запрос
проекта» сменится «заявкой на подряд»
и, главное, «запросом стоимости» (RFQ,
request for quotation), после которого можно
будет заказывать билеты к звездам,
покажет время (так, по расчетам Питера
Уордена проект движка для звездолета –
при соответствующей аккумуляции
финансовых и инженерных ресурсов –
можно разработать уже в ближайшие
пятнадцать-двадцать лет). Но главное
здесь даже не вопрос времени.
В 1958 году, когда под впечатлением от
космических успехов СССР было создано
DARPA, полет на Луну, о котором ровно за
сто лет до этого мечтал Жюль Верн, был
осуществлен американцами за десять лет.
И нет сомнений, что и на этот раз они не
уложатся в оговоренные, притом
довольно большие, сроки.
Главное, что технократическая элита
США сделала, наконец, вторую за
последние полвека серьезную заявку на
овладение будущим, открыв звездную
эпоху. Так что те, кто не успеет к ней
присоединиться или как минимум стать
полезным попутчиком, рискуют в конце
маршрута или вовсе остаться без билета,
или заплатить за него слишком большую
цену.
Полеты на Марс больше не
несбыточная мечта. Одиозный
американский ученый Крейг Вентер, в
прошлом году ошеломивший научное
сообщество заявлением о создании
первого в мире искусственного организма,
сообщил, что стоит на пороге нового
грандиозного открытия, которое поможет
людям поселиться на Марсе.
Вентер и его
команда работают над созданием клеток,
способных расти за счет углекислого
газа. Если испытания увенчаются успехом,
по мнению Вентера, людям можно будет
паковать чемоданы на Красную планету,
так как ее тонкая атмосфера на 95% состоит
из углекислого газа.
Это открытие
будет иметь огромное значение и для
жизни на Земле, где сможет остановить
изменение климата.
Путешествия
на другие звезды - заветная
мечта человечества. Но даже
от ближайших светил нас
отделяют такие гигантские
расстояния, что
космическая экспедиция
пока кажется совершенно
нереальной. Тем не менее
это не останавливает
ученых. На чертежной доске
они дают простор фантазии:
ресурсы черных дыр служат
на благо человечества, а
темная материя становится
топливом на пути к
неведомым мирам.
Это было самое
долгое путешествие в истории
человечества... Наконец первый
космический корабль
приближается к двойной звезде
альфа Центавра, находящейся на
расстоянии чуть более четырех
световых лет от нашего Солнца.
Торможение проходит гладко.
Включаются огромные радиаторы
охлаждения, рассеивающие
накопленное кораблем тепло.
Теперь можно приступить к
изучению звездной системы.
Компьютеры уже начали
исследование светила и его
планет, все данные сразу же
посылаются на Землю. Звездолет
оборудован малыми автономными
зондами,- которые с пролетной
дистанции сканируют поверхность
планет на предмет обнаружения на
них жизни. Освоение глубокого
космоса началось...
После космической
экспедиции длиной в годы
межзвездный корабль
прибывает на альфу
Центавра
ПУНКТ НАЗНАЧЕНИЯ: ДРУГИЕ
ЗВЕЗДЫ
Приблизительно так
можно представить себе
покорение другой солнечной
системы, дорога к которой займет
приблизительно 150 лет. Из всех
звезд альфа Центавра - ближайшая
к нам, и добраться до нее можно с
небольшой для межзвездного
путешествия скоростью,
составляющей всего 5% скорости
света. Для перелета к другим
звездам скорость космического
корабля должна составить не
менее 10% скорости света, или 30 тыс.
км/сек. Чтобы привести в движение
корабль размером с космический
челнок NASA и при этом развить
указанную скорость, потребуется
энергия, сравнимая с мировым
производством энергии более чем
за месяц. Но ведь в распоряжении
конструкторов не вся планета
Земля, а только борт
космического корабля!
Проблем очень много
Согласно
фундаментальному закону физики,
энергия в ходе преобразования
никуда не исчезает. Для
межзвездного корабля,
оснащенного двигателем
мощностью не менее нескольких
гигаватт, это означает, что
вырабатываемое тепло способно
расплавить звездолет, если он не
будет оснащен специальными
теплоотводящими радиаторами.
ИСТОЧНИКОМ ЭНЕРГИИ ДЛЯ
ЗОНДА ПОСЛУЖИТ
ОРБИТАЛЬНАЯ
ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ
1 Огромный
спутник с 10-километровыми
солнечными батареями
производит количество
энергии, сопоставимое с
мощностью большой плотины
ГЭС 2
Микроволновая энергия с
помощью огромной линзы
фокусируется и
направляется к аппарату
Starwisp 3
Микроволны достигают зонда
Starwisp, ускоряя его до одной
пятой скорости света за две
недели. Поэтому корабль
способен добраться до
ближайшей звезды за 21 год
Основа
конструкции Starwisp - парус-сетка,
в узлах которой находятся
микросхемы
КОСМИЧЕСКИЙ ПАРУСНИК
ПОПЛЫВЕТ НА МИКРОВОЛНАХ
Один из
способов, позволяющих нам
добраться до звезд, -
создание очень легкого
космического корабля.
Межзвездный зонд с парусом
придумал в 1985 году
американский физик Роберт
Форвард и даже дал ему
название Starwisp («Звездная
дымка»). Парус имеет
диаметр 100 м и вместе с
зондом весит
приблизительно килограмм.
Строительство такого
корабля потребует ряда
новаций в области
нанотехнологий. Парус-корабль
будет приводиться в
движение микроволновым
лучом от большого
энергетического спутника,
вращающегося по орбите
вокруг Земли. Пучки
микроволн фокусируются с
помощью огромной линзы.
Находясь под воздействием
мощных микроволн, Starwisp
способен быстро ускориться
на старте. Для достижения
максимальной скорости
необходимо меньше месяца.
Затем передатчик микроволн
отключается, и полет Starwisp
продолжается практически
до пункта назначения.
При подлете
аппарата к звездной
системе передатчик
микроволн на земной орбите
включается снова;
микроволновой энергии
должно хватить для
активизации малых контуров
зонда, посылающих
изображения и данные на
Землю. Форвард придумал
также вариант более
тяжелого солнечного паруса.
Управляемый лазером
мощностью 10 млн ГВт, такой
космический зонд сможет
нести 3 тыс. тонн полезной
нагрузки, так что на нем
найдется место для экипажа,
а время в пути до ближайшей
звезды составит всего 10 лет.
Осталось только найти
источник энергии мощностью
в 10 тыс. раз больше той,
которую Земля производит
сегодня.
КОСМИЧЕСКИЙ ПАРУСНИК
ПОПЛЫВЕТ НА МИКРОВОЛНАХ
Вторая серьезная
проблема: даже в безвоздушном
пространстве содержатся атомы
водорода и мелкие частицы пыли.
Для космического корабля,
летящего со скоростью,
составляющей 20% скорости света,
они превратятся в мощные снаряды,
медленно, но верно разрушающие
корпус аппарата. А при движении
на скорости, близкой к скорости
света, атомы водорода будут
сталкиваться со звездолетом с
энергией, равной мощности
протонного пучка в ускорителе
большого адронного коллайдера в
Европейском центре ядерных
исследований; противостоять
этому не смогут ни корабль, ни
экипаж. Есть ограничения по
количеству выделяемого
избыточного тепла, поэтому лучше
поддерживать мощность двигателя
на относительно низком уровне,
чтобы предельную скорость
корабль развивал много лет.
Разгон межзвездного корабля,
вероятно, будет происходить
довольно медленно. С Земли можно
будет наблюдать, как огромные
радиаторы охлаждения постепенно
превратятся в красные, а затем в
белые светящиеся точки.
1) АЛЬФА
ЦЕНТАВРА Расстояние:
4,3 светового года Тип:
тройная звездная система с
солнцеподобными альфой
Центавра А и В и небольшим
красным карликом Проксима
Центавра. Цель:
альфа Центавра - наш
ближайший сосед. Кроме того,
высока вероятность
существования на орбите
вокруг звезд А и В планет
земного типа, так как обе
звезды похожи на Солнце.
2) ЗВЕЗДА
БАРНАРДА Расстояние:
6 световых лет Тип:
небольшой красный карлик,
на несколько миллиардов
лет старше Солнца. Цель:
возможность существования
планет земного типа, в том
числе вблизи тусклых
красных карликов
3) 40 ЭРИДАНА Расстояние:
16 световых лет Тип: 40
Эридана - тройная звезда, в
которой только А-звезда
напоминает Солнце;
возможны планеты земного
типа. Цель:
увидеть звезды В и С,
представляющие собой
двойную звезду, можно
только с планеты,
движущейся по орбите
вокруг А-звезды. В-звезда -
белый карлик размером с
Землю.
4) ГЛИЗЕ 67 Расстояние:
41 световой год Тип:
солнцеподобное светило.
Тип звезды предполагает
наличие планет, схожих с
Землей. Цель:
относительно далекий
объект. Возможно наличие
планетной системы с
подходящими условиями для
существования жизни.
5) 18
СКОРПИОНА Расстояние:
46 световых лет Тип:
настолько похожа на Солнце,
что может быть названа его
близнецом. Цель:
вероятно наличие одной или
нескольких планет земного
типа.
5 ОЧЕВИДНЫХ ОБЪЕКТОВ ДЛЯ
ПУТЕШЕСТВИЙ
Проектирование
межзвездных кораблей зависит от
вида топлива, которое будет
использоваться на нем.
Недостатком термоядерных
двигателей является их низкий
КПД, так как в энергию
преобразуется только 0,7% массы
вещества. Альтернативой
термоядерному может стать
двигатель на антиматерии.
Принцип его работы основывается
на реакции между веществом и
антивеществом - аннигиляции, в
результате которой все топливо
превращается в чистую энергию.
Однако существуют большие
сложности не только с получением
антиматерии, но и ее последующим
хранением на борту космического
корабля, поскольку при малейшем
контакте позитронного топлива с
кораблем все закончится
фатальным взрывом.
К звездам за 2000 лет
Совершенно иной
подход к межзвездным
путешествиям состоит в
признании того факта, что звезды
чрезвычайно далеки от нас и при
современном уровне техники нам
потребуется очень много времени,
чтобы до них добраться. И нужно
исходить именно из этого,
планируя путешествия, в течение
которых произойдет смена многих
поколений. Если смириться с
такой продолжительностью
путешествий, то в качестве
космического корабля можно
использовать астероид, создав
внутри него полое пространство,
где смогут находиться люди во
время путешествия.
ЯДЕРНЫЙ ВЗРЫВЫ ОТПРАВЯТ
КОРАБЛЬ В ДАЛЕКОЕ
ПУТЕШЕСТВИЕ
Очень
популярная идея, возникшая
еще в начале 1960-х, состоит в
том, чтобы запустить
космический корабль,
взрывая малые ядерные
бомбы позади звездолета.
Ряд ученых, в том числе
известный физик Фриман
Дайсон, провели
эксперименты, показавшие,
что идея заслуживает
внимания. Космический
аппарат такого типа должен
отличаться особой
прочностью конструкции.
Кроме того, экипажу
необходимо использовать
эффективную
противорадиационную
защиту. Применяются
небольшие бомбы, взрывать
их нужно очень быстро, до
пяти бомб в секунду.
Изначально задумывался
космический корабль, на
борту которого должны были
находиться экипаж и
материалы для сооружения
базы на Марсе. От идеи
пришлось отказаться после
запрета на проведение
ядерных испытаний в
атмосфере. Впоследствии
расчеты показали, что
корабли этого типа
способны развивать
скорость, равную 10%
скорости света, что
позволяет преодолеть
расстояние до ближайшей
звезды менее чем за 50 лет.
ЯДЕРНЫЙ ВЗРЫВЫ ОТПРАВЯТ
КОРАБЛЬ В ДАЛЕКОЕ
ПУТЕШЕСТВИЕ
1 Взрывная
волна от нескольких
атомных бомб, мощность
каждой из которых
составляет пару килотонн в
тротиловом эквиваленте,
направляется через
центральное отверстие в
космическом корабле. Бомбы
детонируют со скоростью
несколько единиц в секунду,
создавая огромную движущую
силу. 2 Большая
металлическая пластина и
амортизаторы поглощают
энергию, которая частично
преобразуется в скорость.
Пластина также
обеспечивает защиту
экипажа от воздействия
радиации.
ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭКИПАЖА БУДУТ
ПРЕДУСМОТРЕНЫ ЩИТЫ И
АМОРТИЗАТОРЫ
Астероид можно
оснастить ядерным двигателем,
топливом для которого станут
полезные ископаемые самого
астероида. Такой способ не очень
эффективен, и путешествие даже
до ближайших звезд будет весьма
продолжительным - скорее всего,
оно займет около 2 тыс. лет, в
течение которых успеют сменить
друг друга 40 поколений. Внутри
астероида будет образована
экосфера, возможно, с небольшими
городами, а также озерными и
лесными ландшафтами. Для
поддержания привычной для
человека силы тяжести астероид
будет вращаться вокруг
собственной оси. Может так
случиться, что за долгое время
путешествия население астероида
либо забудет о своем
происхождении, либо полностью
утратит интерес к целям
путешествия, в которое их
отправили далекие предки. И
будет совсем обидно, если
астероид на пути к цели опередит
скоростной космический корабль,
созданный с использованием
совершенно новых технологий.
Роботы-зонды в космосе
Не исключена
возможность того, что мы
научимся строить космические
корабли, способные
функционировать на протяжении
тысяч лет. Если к тому времени
появятся еще и сверхмощные
компьютеры, то откроются
перспективы для медленного, но
эффективного исследования
солнечных систем, находящихся по
соседству с нами.
Когда космический
зонд пролетает мимо звезды,
подобной Солнцу, со скоростью не
более 600 км/сек., светило силой
своей гравитации способно
изменить курс космического
разведчика и направить его к
новой цели без дополнительных
затрат топлива. Это означает, что
корабль сможет посетить многие
звезды, а не просто пролететь
мимо них. Поскольку соседние к
нам звезды, как правило,
находятся на расстоянии около 4-10
световых лет друг от друга,
путешествие между двумя
системами со скоростью 600 км/сек.
продлится около 2 тыс. лет. Причем
при такой низкой скорости для
пересечения солнечной системы,
похожей на нашу, потребуется от 6
до 12 месяцев. Этого времени
вполне достаточно, чтобы зонд на
пути своего следования мог
исследовать планеты и вступить в
контакт с разумными существами
при их обнаружении.
ТЕРМОЯДЕРНАЯ РАКЕТА
БУДЕТ СОБИРАТЬ ТОПЛИВО ПО
ПУТИ
Одна из
проблем межзвездных
путешествий -
необходимость обеспечить
космический аппарат
огромным запасом топлива.
Прямоточный двигатель
Бассарда получает топливо (водород)
непосредственно из
окружающего космического
пространства. Атомарного
водорода в космосе очень
много, необходимое его
количество для запуска
термоядерного реактора
должна обеспечить воронка
из мощного магнитного поля
- протяженностью в
несколько тысяч километров.
Для
эффективного
термоядерного процесса
лучше всего использовать
два тяжелых изотопа
водорода: дейтерий и тритий.
Правда, этих изотопов в
космосе очень мало.
Накопленный водород будет
использоваться в качестве
расходного материала
двигателя. Водород,
имевшийся в наличии
изначально, заставляет
реактор работать, в то
время как захваченный
водород, проходя через
термоядерный реактор,
нагревается до плазменных
температур и отбрасывается
назад с большой скоростью.
В принципе межзвездный
прямоточный двигатель
Бассарда способен
развивать скорость,
близкую к скорости света, и
преодолевать практически
неограниченные расстояния.
ТЕРМОЯДЕРНАЯ РАКЕТА
БУДЕТ СОБИРАТЬ ТОПЛИВО ПО
ПУТИ
1
Топливные баки на борту
обеспечивают водородом
термоядерный двигатель
вплоть до выхода за пределы
Солнечной системы. 2 Воронка
из магнитных полей
диаметром б тыс. км
захватывает космический
водород, необходимый для
работы реактора. 3 После
прохождения примерно
половины пути за счет
полученного водорода
топливные баки вновь
наполняются. 4 Корабль
разворачивается, и
термоядерный двигатель
начинает торможение с
помощью накопленного в
баках водорода.
ВОДОРОД ПОЙМАЮТ В
МАГНИТНЫЕ ВОРОНКИ
Для таких
путешествий потребуется
общество, сильно отличающееся от
нашего, социум, способный
запланировать свою деятельность
на тысячи лет вперед. Наградой
станет постоянное поступление
данных с большого количества
межзвездных зондов,
пересекающих космическое
пространство в разных
направлениях.
Нужны ли путешествия?
Во Вселенной
существует бесчетное множество
миров, и естественно
предположить, что где-то
существуют другие формы жизни и
цивилизации, которые в
технологическом плане опережают
землян. И тогда возникает вопрос:
почему нас еще ни разу не посетил
инопланетный корабль?
"РУЧНАЯ" ЧЕРНАЯ ДЫРА
ПОСЛУЖИТ ИСТОЧНИКОМ
ЭНЕРГИИ
Два
американских математика,
Луи Крейн и Шон Уэстморленд
штата Канзас, считают, что
однажды мы сумеем
построить звездолет,
приводимый в движение
черной дырой, созданной
человеком. Для этого нужно
соорудить солнечный лазер
диаметром 250 км. Затем он
помещается на орбите
Меркурия, где
интенсивность воздейтвия
Солнца необычайно велика.
Энергия накапливается весь
год до момента интенсивной
вспышки солнечного гамма-излучения.
Вследствие этого
начинается пульсация
лазера. Пучек лучей от
лазера фокусируется в
точке, где плотность
энергии возрастает
настолько, что образуется
черная дыра весом 1 млн тонн,
диаметр которой меньше
атомного ядра. Рядом с ней
предполагается построить
корабль. Черная дыра будет
перемещена к
параболическому двигателю
корабля.
Принцип
работы двигателя
заключается в способности
черной дыры к медленному
испарению. Таким образом
сразу после своего
образования черная дыра,
постоянно уменьшаясь в
размерах, становится
источником так называемого
излучения Хокинга. Зонд
приводится в движение
энергией черной дыры, и ее
ресурсов хватит на многие
годы, в течение которых
будет продолжаться
межзвездная экспедиция.
"РУЧНАЯ" ЧЕРНАЯ ДЫРА
ПОСЛУЖИТ ИСТОЧНИКОМ
ЭНЕРГИИ
1 Мощный
лазер, расположенный
вблизи Солнца,
концентрирует свои лучи в
точке пространства, где
должна появиться черная
дыра. 2 Черная
дыра перемещается в "машиное
отделение" корабля. 3
Излучение Хокинга
сталкивается с "зеркалом"
двигателя, способствуя
ускорению корабля. Через
несколько десятилетий его
скорость будет близка к
скорости света.
ИЗЛУЧЕНИЕ ХОКИНГА
ОБЕСПЕЧИТ ВЫСОЧАЙШУЮ
СКОРОСТЬ
Возможно, потому,
что осуществить межзвездные
путешествия очень сложно. Если
создание космических кораблей,
перемещающихся быстрее света, не
представляется возможным и
подвластно разве что научной
фантастике, посетить соседей
будет не так-то просто. Другая
версия заключается в том, что
иных, кроме нашей, технически
развитых цивилизаций не
существует, или именно мы
наиболее далеко продвинулись по
пути технического прогресса, и,
следовательно, время визита
братьев по разуму еще не пришло.
Еще вариант: галактики во
Вселенной изобилуют
цивилизациями, владеющими
технологиями быстрого
перемещения в межзвездном
пространстве, но почему-то
намеренно избегают посещения
Земли.
ТЕМНАЯ МАТЕРИЯ
ПОРАБОТАЕТ ДЛЯ СВЕТЛОГО
БУДУЩЕГО
Для
достижения действительно
экстремальных скоростей в
качестве ракетного топлива
была предложена
антиматерия. Но
производить ее в больших
количествах чрезвычайно
сложно, поэтому физик Цзя
Лю из университета Нью-Йорка
предложил использовать
темную материю,
существующую во Вселенной.
Мы не можем увидеть темную
материю, но можем
почувствовать ее
гравитационную силу. По
теории Лю темная материя
состоит из электрически
нейтральных частиц -
нейтралинов (neutralinos),
которые аннигилируют,
выделяя огромную энергию.
Идея в принципе довольно
проста: в передней части
корабля имеется воронка
для захвата и накопления
темной материи в
контейнере. При получении
достаточного количества
вещества контейнер
закрывается, затем
сжимается, заставляя
нейтралины приблизиться
друг к другу настолько,
чтобы они столкнулись и
превратились в чистую
энергию. Затем открывается
днище бокса, гамма-излучение
вырывается наружу, за счет
чего происходит движение
космоплана. Нет
необходимости брать с
собой запасы топлива на все
время экспедиции, но темной
материи при этом
понадобится огромное
количество.
ТЕМНАЯ МАТЕРИЯ
ПОРАБОТАЕТ ДЛЯ СВЕТЛОГО
БУДУЩЕГО
1
Открываются всасывающие
панели корабля, и
начинается процесс
накопления темной материи. 2 Темная
материя сжимается до
предела, и происходит ее
аннигиляция. 3 Энергия,
полученная при аннигиляции,
выбрасывается из сопла
корабля, позволяя ему
развить огромную скорость.
Через несколько дней он
приблизится к световому
барьеру.
К СВЕТОВОМУ БАРЬЕРУ - ЗА
НЕСКОЛЬКО ДНЕЙ
"КРОТОВЫЕ НОРЫ" -
ТОННЕЛИ В ПРОСТРАНСТВЕ
Теория
относительности Эйнштейна
не допускает скоростей
больших, чем скорость света.
Поэтому физики ищут
экстремальные состояния
материи и экзотические
лазейки во Вселенной.
«Кротовые
норы» - своего рода
теоретическая возможность,
обходящая постулаты общей
теории относительности
Эйнштейна. Кротовая нора
осуществляет смычку двух
частей Вселенной подобно
прорубленному тоннелю,
соединяющему напрямую два
города, разделенных
высокой горой. К сожалению,
«кротовые норы» возможны
только в абсолютном
вакууме. В нашей Вселенной
эти физические артефакты
крайне неустойчивы: они
попросту могут
сколлапсировать до того,
как мы отправим сквозь них
космический корабль. Но для
создания стабильных «кротовых
нор» можно использовать
эффект Казимира. Благодаря
этому эффекту вакуум не
совсем пуст, в нем
происходят квантовые
флуктуации
гравитационного поля, в
котором спонтанно
возникают и исчезают
частицы, в том числе и
микроскопические «кротовые
норы».
Идея состоит в
том, чтобы обнаружить одну
из них и растянуть,
поместив между двумя
сверхпроводящими шарами.
Одно устье «кротовой норы»
останется на Земле, другое
космический корабль с
околосветовой скоростью
переместит к звезде -
конечному объекту. По
достижении звездолетом
пункта назначения «кротовая
нора» откроется для
реальных молниеносных
межзвездных путешествий,
продолжительность которых
будет исчисляться минутами.
"КРОТОВЫЕ НОРЫ" -
ТОННЕЛИ В ПРОСТРАНСТВЕ
ВАРП-ДВИГАТЕЛЬ
СКЛАДЫВАЕТ ПРОСТРАНСТВО В
ВИДЕ ВОЛН
С помощью «двигателя
искривления» космический
корабль может лететь со
скоростью, превышающей
скорость света. Волны в
пространстве-времени
создает сам звездолет,
поэтому теория
относительности не
нарушается.
«Двигатель
искривления» (варп-двигатель)
искривляет пространство
вокруг корабля, фактически
получая возможность лететь
быстрее света. Популярный
научно-фантастический
сериал «Звездный путь» (Star
Trek) сделал этот термин
знаменитым, но над идеей
размышляли и серьезные
ученые. В 1994 году физик
Мигель Алькубьерре
выполнил расчеты согласно
уравнениям Эйнштейна и
нашел теоретическую
возможность волновой
деформации
пространственного
континуума. При этом
пространство будет
сжиматься перед
космическим кораблем и
одновременно расширяться
позади него. Звездолет как
бы помещается в пузырь
искривления, способный
передвигаться с
неограниченной скоростью.
Гениальность идеи состоит
в том, что космический
корабль на самом деле
покоится в пузыре
искривления и законы
теории относительности не
нарушаются. Движется при
этом сам пузырь
искривления, локально
искажающий пространство-время.
Несмотря на невозможность
перемещаться быстрее света,
ничто не препятствует
перемещению пространства
или распространению
деформации пространства-времени
быстрее света, что, в
частности, и происходило
сразу после Большого
взрыва. К сожалению, для
создания такого пузыря
искривления нам пока не
хватает знаний.
ВАРП-ДВИГАТЕЛЬ
СКЛАДЫВАЕТ ПРОСТРАНСТВО В
ВИДЕ ВОЛН
Последняя идея
хорошо вписывается в общее
настроение сборника эссе «Мужчины
и галактики» британского
астронома Фреда Хойла (1915-2001), где
есть следующий комментарий: «...Ну
и какая польза будет от того, что
люди заселят весь Млечный Путь?..
По-моему, это очень скучно. Не в
пример лучше оставить
человечество на Земле, а другие
существа пусть живут на
собственных планетах. Гораздо
интереснее возможность
существования миллионов планет,
населенных различными
существами, и я это назвал бы
большим зоопарком...» Хойл
философствует о том, что во
Вселенной сохранится
максимальное биологическое и,
пожалуй, также предельное
культурное разнообразие, если
межзвездные путешествия будут
невозможны либо очень
затруднены. Тем не менее
совершенно ясно, что никакие
философские соображения не
помешают изобретательным ученым
и инженерам в любое время
попытаться достичь грани
возможного. Ни один закон
природы не отрицает возможности
межзвездных путешествий.
Существует немало практических
проблем, и если их решение
возможно в принципе, когда-нибудь
они будут преодолены. И если наша
культура сохранится, то в
течение нескольких столетий мы
обязательно попытаемся
добраться до ближайших к нам
звезд.
Без атомного
двигателя человек вряд ли сможет
полететь на Марс Хоан Амброхо
Без атомного двигателя космическая
программа пилотируемых космических
исследований NASA Constellation невыполнима.
Официальная цель проекта – новый полет
человека на Луну, а затем и на Марс,
однако при предполагаемом
использовании для этих целей обычных
ракетных двигателей "американской
миссии будет трудно попасть на Марс, и
стоить эта программа будет в 10 раз
больше, чем система, базирующаяся на
атомной энергии", заверяет
российский инженер Николай Толяренко,
возглавляющий магистрскую программу
Международного института космоса, штаб-квартира
которого находится в Страсбурге.
"Соединенные Штаты
сделают ошибку, если и дальше будут
развивать обычные ракеты для
продолжения освоения космоса", –
утверждает российский инженер.
Толяренко представил в понедельник в
Королевской академии наук и искусств в
Барселоне доклад по случаю 50-летней
годовщины запуска первого спутника.
Тот легендарный спутник положил начало
золотым годам космической гонки между
Россией и Соединенными Штатами, для
которых запуск стал полной
неожиданностью.
Толяренко говорил и о
будущем освоения космоса, сделав
акцент на ключевом вопросе – типах
двигателей. Он упомянул об
альтернативах атомной энергии, в
частности, об использовании солнечных
элементов, отметив, что "мы уже 10 лет
их ждем, это очень сложно". Также он
высказал мнение о возможности
разработки турбовентиляторных
двигателей: "К сожалению, они будут
слишком слабы для тех грузов, которые
будет необходимо перевозить".
"Все это вопрос денег, так
как нынешних инвестиций в развитие
новых подходящих для освоения космоса
двигателей недостаточно", – отметил
он. Технологии сегодняшнего дня
позволяют перевозить грузы весом от 5
до 10 тонн, но этого мало, "потому что,
если хочешь полететь на Марс, надо
иметь возможность перевезти более 100
тонн". Если удастся умерить
общественные опасения перед
использованием атомного двигателя,
сказал Толяренко, менее 100000 млн
долларов будет достаточно для того,
чтобы через 10 лет подготовить
демонстрационный полет. "Технология
доступна, дело только за
финансированием", – сказал он.
По мнению инженера, сейчас
может начаться вторая космическая
гонка, прежде всего между США и Китаем (если
его технологическое развитие будет
идти теми же темпами), Россией и,
возможно, Европой. Однако Россия, по его
словам, должна прежде оправиться от
жуткого десятилетия с 1992 по 2002 год,
когда космические технологии
практически не развивались: "С
прошлого года Россия инвестирует 700 млн
евро в год". Какую роль может сыграть
Европа? Российский инженер считает, что
задержка реализации программы
навигационных спутников "Галилео"
и негибкая система принятия решений со
стороны стран-членов Европейского
космического агентства противоречат
интересам Европы.
За 50 лет космический сектор
очень изменился. Толяренко объяснил,
что СССР использовал очень практичные
и простые решения для изготовления и
запуска первого спутника, построенного
всего за несколько месяцев. Русские,
когда узнали об этом, очень гордились
достижениями страны, а американцы были
поражены. "Это было неожиданностью и
эмоциональным потрясением для
общества", – сказал он. Если бы не
запуск спутника, юбилей которого
отмечается сейчас, не было бы ни
космической гонки, ни программы "Аполлон",
в результате которой человек ступил на
Луну. Американцам было необходимо
быстро и эффективно ответить на вызов,
поэтому первые 25 лет космической гонки
были наиболее плодотворными. Толяренко
посетовал, что "в последней четверти
века в космосе не произошло
практически ничего примечательного".
Прототип
самоходного аппарата с атомной
энергетической установкой
представлен в Китае. Как пишет газета
Shanghai Daily, проект разрабатывается в
Шанхайском институте проектирования
аэрокосмических систем для лунной
экспедиции 2012 года.
По словам директора института Ло
Цзяня (Luo Jian), аппарат превзойдет
советские луноходы и американские
марсоходы.
Расчетная скорость китайского
лунохода – 100 метров в час. Его высота
– 1,5 метра, масса – 200 килограммов.
Управление устройством
осуществляется дистанционно.
Название ему еще предстоит придумать.
Луноход оборудован приборами для
получения трехмерных изображений
окружающего ландшафта, прямой
трансляции видеоизображения, забора
и исследования проб грунта.
Ходовая часть аппарата позволит
ему подниматься по склонам, а система
датчиков позволит луноходу избегать
столкновения с препятствиями.
Работа над луноходом ведется уже
четвертый год. Для этого в
лаборатории шанхайского института
создан полигон, имитирующий
поверхность Луны. Сейчас китайские
специалисты занимаются испытанием
всех систем лунохода, которым
предстоит функционировать при
лунной гравитации (составляющей одну
шестую от земной), сильном облучении
и больших перепадах температур (от
–180 до 150 градусов Цельсия). В
ближайшее время испытательный
комплекс дооснастят
приспособлениями, имитирующими эти
жестокие условия среды, отмечает
газета.
Наибольшей проблемой разработчики
лунохода называют его
энергетическое обеспечение во время
лунной ночи, которая продолжается 14
земных суток. Поскольку солнечные
батареи в это время не смогут
производить электричество, в
проектном институте намереваются
установить на борт аппарата атомный
источник энергии.
Работы над луноходом ведутся в
рамках "Проекта Чанъ-э",
названного в честь героини китайской
мифологии, называемой "лунной феей"
и представляемой в виде жабы со
ступкой. Чанъ-э была женой героя Хоу И,
доставшего порошок бессмертия, чтобы
им с женой превратиться в богов.
Однако Чанъ-э тайком употребила все
средство в одиночку, вознеслась на
небо и поселилась на Луне.
Первым этапом "Проекта Чанъ-э"
станет запуск искусственного
спутника Луны, затем – в 2012 году –
отправка на поверхность Луны
мобильного самоходного аппарата и,
наконец, после 2017 года –
пилотируемая экспедиция.
Возможно, в будущем космические
аппараты смогут, разгоняясь за счёт
магнитного поля Земли и других
планет, прокладывать маршруты в
ранее неизведанные уголки Солнечной
системы, сообщает
New Scientist. Причём на таком аппарате
не будет двигателей - все манёвры
будут осуществляться за счёт
электрической энергии. Разработкой
данной идеи занимается Мейсон Пек,
сотрудник Университета Корнелла (Нью-Йорк,
США), получивший грант на эти цели от
Института передовых идей NASA.
По его словам, спутник может
приобрести электрический заряд
двумя путями - либо выстрелив лучом
заряженных частиц в космическое
пространство, либо если испусканием
этих частиц будет заниматься
радиоактивный изотоп. Магнитное поле
Земли мягко оттолкнёт заряженный
спутник, что позволит ему сменить
орбиту или даже выйти в межпланетное
пространство.
Для этих целей к спутнику может
также быть прикреплён
цилиндрический объект, состоящий из
множества волокон, так что внешне
этот "агрегат" будет напоминать
носок. Для того, чтобы этот "парус-носок"
приобрёл заряд, его будет необходимо
покрыть каким-либо радиоактивным
изотопом, из которых одним из самых
мощных является печально известный
полоний-210, которым отравили
Александра Литвиненко.
По сравнению с лучом заряженных
частиц, радиоизотопы могут сообщить
объекту намного больший заряд.
Проблема заключается в том, что
непонятно, каким образом
модулировать заряд и "выключить"
изотоп когда потребуется? Пек
считает, что решение состоит в
изменении геометрии "носка"
вследствие чего должно измениться и
его ёмкостное сопротивление.
Другие учёные в разное время
предлагали воспользоваться для
космических путешествий "солнечными
парусами"
и электродинамическими канатами.
В последнем случае аппарат также
полагался бы при изменении курса на
магнитное поле планеты, но при этом
электрический ток пропускался бы
через такой канат.
При этом как "парусами" так и
канатами будет очень трудно
управлять; например, габариты такого
паруса должны составлять 20 на 30
километров. Пек считает, что такого
же результата можно достигнуть с
помощью "носка" длиной в 2-3
километра. Вес его составит всего
несколько килограмм, поскольку он
будет изготовлен из углеродной нити.
На орбиту аппарат будет выводить
обычная ракета и для того, чтобы
разогнаться, ему потребуется около
года. Возле Юпитера, однако,
устройство сможет использовать в
качестве "тормоза" сверхмощное
магнитное поле газового гиганта. Это
позволит сэкономить на
дорогостоящем топливе, используемом
для торможения. С помощью "носка"
учёные смогут эффективнее
корректировать курс аппарата, нежели
при обычном разгоне от магнитного
поля Юпитера.
Ученый подсчитал время, необходимое на колонизацию Млечного пути
23 января 2007 г.
Датский астрофизик Расмус Бьорк провел интересное исследование по
оценке времени, которое придется затратить на изучение и колонизацию
Млечного пути при использовании технологий соответствующим
возможностям современной нам технологической эпохи..
Как
сообщает The Guardian, в ходе работ ученый использовал методы
компьютерной симуляции и моделирования. При этом астрофизик
рассматривал лишь ту часть нашей Галактики, в которой теоретически
может существовать жизнь. В
процессе моделирования, в частности, учитывались такие критерии,
как наличие необходимых элементов для формирования планет, пригодных
для жизни, а также расстояние этих планет от звезд.
Согласно результатам, полученным исследователем, на изучение
только четырех процентов Млечного пути уйдет порядка 10 миллиардов
лет. При этом астрофизик предполагал, что
инопланетные корабли способны двигаться со скоростью до 30000
километров в секунду. Для сравнения, межпланетная исследовательская
станция "Кассини" перемещается со скоростью около 32 километров в
секунду.
Таким образом, делает вывод Бьорк, у инопланетных цивилизаций,
даже если они существуют, просто-напросто не было времени, чтобы нас
обнаружить, поскольку возраст всей Вселенной оценивается в 13
миллиардов лет. Исследователь, однако, подчеркивает, что
теоретически поиск инопланетных цивилизаций может быть ускорен путем
отслеживания радиосигналов, генерируемых в процессе
жизнедеятельности. Однако даже в этом случае контакт с инопланетными
существами будет возможен только через миллионы лет.
Идею космического лифта
может погубить смертельная
радиация
14 ноября 2006
Таким может стать
космический лифт, если
учёные и инженеры решат
целый ворох связанных с ним
проблем (иллюстрация LiftPort).
Вынужденное длительное
пребывание в радиационных
поясах Ван Аллена убьёт
пассажиров космического лифта,
предупреждает автор нового
исследования Андерс Йоргенсен (Anders
Jorgensen) из национальной
лаборатории в Лос-Аламосе (Los
Alamos National Laboratory).
В плоскости экватора самая
опасная часть лучевых поясов
простирается на высоте от 1
тысячи до 20 тысяч километров
над Землёй. Эта область не
погубила астронавтов миссий
Apollo в 1960-е и 1970-е годы потому, что
их лунные корабли очень быстро
миновали данные зоны.
Однако космический лифт будет
подниматься со скоростью
примерно 200 километров в час,
что приведёт к 3,5 дням
пребывания в поясах Ван Аллена.
Это убьёт пассажиров (если не
принять специальных мер), так
как они получат в 200 раз большую
дозу радиации, чем получили
члены экипажей Apollo.
Меры защиты от этой радиации
усложняют инженерные проблемы,
связанные с построением
космического лифта, плюс — его
стоимость.
Напомним, что упрощённо
космический лифт представляет
собой сверхпрочный трос (ленту,
группу лент), протянутый от
экватора на 100 тысяч километров
в космос и удерживаемый
противовесом на конце (аналогия
— камень на вращающейся
верёвке). По этому тросу должна
двигаться кабина на
электротяге, которая питается
мощным лазером, бьющим от
основания лифта вверх.
Первый вариант защиты —
перемещение лифта от экватора
на более высокие широты. Над
ними радиационные пояса
несколько слабее (хотя проблема
всё ещё останется). Но тут
главный момент — устойчивость
троса. От поверхности земли он
будет уходить в космос не
вертикально, а под острым углом
(дальний конец троса всё равно
будет тянуться к плоскости
экватора). А этот угол приведёт
к тому, что в неспокойной
атмосфере Земли будет
проходить больший отрезок пути,
чем при старте с экватора.
Другая возможность —
установка некоего лучевого
щита на кабеле. Этот щит кабина
лифта подбирала бы по пути,
перед вступлением в зону
лучевых поясов. Но такое
решение усложняет конструкцию
системы и исключает
равномерное движение капсулы —
условие стабильной работы
лифта.
Ещё саму кабину лифта можно
было бы оснастить толстыми
стенами. Но в таком случае резко
возрастёт расход энергии на её
подъём, а поставка мощности
капсуле (никаких бортовых
запасов электричества на такой
рейс не хватит) и без того
является одной из главных
проблем создания лифта.
Аналогично резкого расхода
энергии потребовал бы
магнитный щит, окружающий
капсулу с пассажирами, который
отклонял бы заряженные
космические частицы в сторону.
Пока, похоже, инженеры
рассматривают простой вариант
с наращиванием массы капсулы.
Во всяком случае, одна из
компаний, активно разрабатывающая
такую систему (там же —
ссылки на наши материалы о
проектах космических лифтов) — LiftPort
— мечтает о 20-местной капсуле
весом аж в 100 тонн.
Кстати, ранее мы говорили о
том, что даже нанотрубки недостаточно
прочны для создания троса
космического лифта. А теперь
озвучена и ещё одна важная
проблема.
Однако сторонники
экзотической системы
транспортировки не унывают: они
строят первые прототипы
космических лифтов, а попросту
— роботов, которые поднимаются
по тонкой ленте, питаясь
посылаемым снизу светом.
Мы рассказывали, что в первом
соревновании космических
лифтов, прошедшем в 2005 году, не
победил никто. Теперь же
добавим, что в нынешнем году
состоялся второй такой турнир,
также не привёдший ни к чему
утешительному. Приз остался на
месте, разве только с прошлого
года конкретные параметры (скорость,
например, и высота подъёма)
соревнующихся роботов выросли.
Читайте о том, как пояса Ван
Аллена угрожают
спутникам, и о том, что эти
зоны были бы совсем "непроходимы",
если бы не земные
молнии.
National
Aeronautics and Space Administration (NASA) проводит в
пустыне Чихуахуан в штате Нью-Мексико,
интересный конкурс на самый
производительный космический
подъемник. Первый приз в $150 000
достанется разработчикам, чье
устройство окажется способным поднять
максимальный вес на высоту 601 мм (200
футов) за наименьшее время. Все
подъемники должны черпать энергию
исключительно из таких источников как
солнечный свет, лазерная или
микроволновая энергия. Одним из
основных претендентов на победу
признается Jolly Roger, подъемник
работающий на солнечной энергии
получаемой от 135 зеркал расположенных у
основания конструкции, который уже
обошелся разработчикам в $30 000. Другие
соискатели используют специально
разработанные конвертеры,
преобразующие микроволновую энергию в
электроэнергию.
Но наибольшее внимание, в виду
его практической осуществимости,
привлекает не участвующий в конкурсе
проект от LiftPort Group, недавно закончившей
второй раунд испытаний своей платформы,
позволяющей роботам взбираться по
узкой карбоновой ленте на высоту до
одной мили. Space Elevator от LiftPort предложит,
возможно, революционный путь по
доставке грузов на космическую орбиту.
Идея состоит в использовании
спутника находящегося на
геостационарной орбите с которого
спускается лента выполненная из
углеродных нанотрубочек, длиной 100 (!)
тыс. км, весом не более 430 г на 1 км.
Конечной целью является построение
подъемника использующего энергию,
получаемую от лазерного источника на
земле, способного поднимать до 100 тонн
полезного груза на орбиту в неделю.
Компания предполагает закончить свой
проект к 2018 году.
ВВС США разрабатывают проект
строительства кольца из
сверхпроводящих магнитов,
которое можно будет использовать для
запуска в космос спутников или пуска
военных боеголовок. По мнению
сторонников этой идеи, проект
позволит снизить стоимость вывода
грузов на орбиту до 745 долларов США за
1 кг при при 300 запусках в год. При 3000
запусках в год цена стартов в расчете
на килограмм массы упадет до 189
долларов США.
Круг должен будет иметь диаметр 2 км,
а для разгона до необходимой
скорости понадобиться несколько
часов. Принцип его работы будет таким
же, как у ускорителей частиц для
физических экспериментов.
Космические аппараты, по замыслу
разработчиков, будут заключаться в
капсулу аэродинамической формы,
которая также будет иметь ракетные
двигатели для корректировки
траектории полета.
Капсула для разгона будет
помещаться на салазки. После
достижения скорости в 10 км/с она
будет отделяться от них при помощи
лазерных и пиротехнических
устройств, и направляться в туннель.
Туннель выведет капсулу на
направляющие с наклоном в 30°. При
этом скорость капсулы уменьшится до 8
км/с.
Критики проекта утверждают, что
запускаемые таким образом аппараты
будут испытывать перегрузку в 2000g, и
электронные системы спутников
связи не выдержат таких нагрузок.
Авторы идеи отвечают, что
электронные системы боеприпасов с
лазерным наведением выдерживают
нагрузку в 20000g. Помимо этого, такие
грузы как продовольствие и вода для
пилотируемых полетов не столь
восприимчивы к нагрузкам.
Первоначально планируется
построить испытательное кольцо
с диаметром от 20 до 50 м. Если
испытания пройдут успешно,
конструкторы рассчитывают получить
финансирование для строительства
полноразмерного кольца, сообщает
New Scientist.
Идея космического
лифта - то есть конструкции,
состоящей из чрезвычайно прочного
троса переменной толщины,
прикрепленного к спутнику на геостационарной
орбите, и бегающих вдоль этого
троса подъемников, - в двадцать
первом веке получила словно бы
второе дыхание. Появление новых
материалов, разрабатываемых в ходе
бурного развития нанотехнологий,
и кризис, разразившийся в стане
производителей более привычной нам
ракетной космической техники,
заставил NASA
самым серьезным образом
приглядываться к возможным
альтернативам. Теперь есть надежда
на то, что космический лифт станет
реальностью уже в самые ближайшие
десятилетия, и тогда доставка грузов
и людей в космос резко удешевится,
путешествия в космос будут доступны
не одним лишь мультимиллионерам, но и
всем желающим, ну а количество
орбитальных станций станет
исчисляться сотнями и тысячами.
Вообще же подобные проекты бродят в
головах инженеров начиная с середины
прошлого века. Часто сама идея
связывается с известным романом
Артура Кларка "Фонтаны рая" (1979),
где речь идет о постройке такого
сооружения, но сам Кларк признал
приоритет ленинградского инженера
Юрия Арцутанова, который 31 июля 1960
года в статье в "Комсомольской
правде" ("В космос - на
электровозе") описал "канатную
дорогу", поднимающую грузы и людей
на геостационарную орбиту. Космонавт
и художник Алексей Леонов и художник-фантаст
Андрей Соколов в своем альбоме
космической живописи "Ждите нас
звезды", изданном в 1967 году,
изобразили космический лифт в
действии (картина удивительно напоминает
связку шаров, используемых ныне для
экспериментов с прототипами
космолифта). Утверждается даже, что
впервые подобная идея была высказана
Циолковским еще свыше 100 лет назад - в
1895 году ("Грезы о Земле и небе").
Для испытаний технологий, которые
лягут в основу строительства будущих
космических лифтов, ныне
практикуются подъемы на высотных
аэростатах платформ, от которых к
земле протягивается прочный шнур (по
нему должны взбираться
экспериментальные "пауки",
использующие электроэнергию,
запасенную в аккумуляторах, либо
передаваемою снизу с помощью мощных
прожекторов). Казалось бы, сами по
себе такие конструкции не имеют
большого практического смысла, но
вот теперь инженеры придумали, как
можно пустить в дело и эти самые "промежуточные"
технологии: аэростаты могут быть
использованы в качестве высотных
ретрансляционных станций для
поддержки радиосвязи (в частности,
речь идет о развертывании над
обширными территориями сетей Wi-Fi), ну
а роботы-"пауки", курсирующие по
привязи, пригодятся для того, чтобы
пополнять запасы гелия или водорода
внутри несущих шаров.
Среди энтузиастов космического
лифтостроения большую известность
получила частная американская фирма LiftPort
Group, пообещавшая отправить первого
пассажира на лифте в космос уже к
апрелю 2018 года. Штаб-квартира LiftPort
базируется в городе Бремертон (штат
Вашингтон). В январе 2006 года
специалистам этой компании,
использовавшим связку из трех
воздушных шаров, удалось протянуть с
аризонского полигона кабель (который
состоял из графитового волокна) в
небо на 1,6 километра. К сожалению, с
"пауком", ползущим по этой нити,
все прошло не столь удачно - он сумел
преодолеть только первые 460 метров. К
тому же время того январского теста
ограничивалось всего лишь шестью
часами.
А теперь вот в LiftPort завершились 60-дневные
испытания, в которых фигурировала 100-метровая
привязь, удерживающая сразу четыре
воздушных шара, наполненных гелием. В
ходе этого эксперимента изучались
проблемы, которые могут возникнуть
при эксплуатации подобных платформ (передающих
сигналы Wi-Fi) в реальных условиях.
Президент компании Майкл Лэйн (Michael
Laine) уверен в том, что высотные
платформы были бы просто незаменимы
в том случае, если бы пришлось
обеспечивать охват сетями Wi-Fi какие-нибудь
равнинные сельские районы.
В целом эксперимент прошел без
особых эксцессов, однако за 60 дней
испытателям все же пришлось пережить
несколько незапланированных
столкновений с дикой природой. Так,
свои кладки яиц на привязь успели
отложить свыше дюжины колоний
насекомых, а в первые несколько дней
теста воздушные шары то и дело
облетали любопытные летучие мыши,
очевидно, привлеченные звуками, что
издавал колеблющийся трос. Позднее
на смену летучим мышам пришли
ласточки - баллоны подвергались
неоднократным "нападениям" с их
стороны (возможно, птиц просто
интересовала утренняя роса,
скапливающаяся на поверхности
воздушных шаров).
С запуском же по этому шнуру робота-"паука"
возникли новые проблемы. Выяснилось,
что под воздействием ветров на шнуре
со временем образуются изгибы и
деформации. И вот робот-альпинист
нещадно "буксовал" среди этих
морщин и утолщений и в конце концов
сломался. "Мы сломали нашего
робота, пытаясь выполнить это, -
говорит Лэйн. - О подобном типе
поломки мы бы никогда и не узнали,
если б ограничивались лишь 6-часовыми
испытаниями". Так что будущие
проекты космолифта должны
предусматривать присутствие
датчиков, которые бы сообщили роботу
о том, что ему грозят "ухабы".
LiftPort теперь сотрудничает с
американскими университетами -
Университетом штата Северная
Каролина и Университетом имени
филантропа Ратджерса в городе Нью-Брансуике,
штат Нью-Джерси (North Carolina State University and
Rutgers University) с тем, чтобы изготовить 5-километровую
привязь. Несколько недель назад
компания также впервые произвела на
свет свои собственные волокна на
основе углеродных нанотрубок - ведь
именно углеродные нанотрубки (ввиду
своей исключительной легкости и
прочности) признаны теперь
единственным материалом, способным
обеспечить прямую дорогу в небеса.
Кроме "лифтпортовцев" над
построением космического лифта
работают многие другие
исследовательские группы. 20 и 21
октября свыше 20 таких групп (заявки
подали американские, канадские,
немецкие и испанские фирмы)
продемонстрируют свои разработки в
ходе второго раунда конкурса,
устроенного в пустыне штата Нью-Мексико
под патронажем NASA (так называемые Beam
Power and Tether Centennial Challenges - соревнования
на лучший материал для космического
троса и среди "пауков",
взбирающихся по такому тросу за счет
энергии, получаемой ими от
прожектора с земли). Робот-победитель
должен будет подняться на высоту 50
метров со скоростью порядка 1 метра в
секунду или даже быстрее, ну а трос
должен оказаться по крайней мере
прочнее того, что уже имеется в
распоряжении у NASA.
LiftPort в данных соревнованиях, как и в
прошлом году, участвовать не будет,
поскольку сам Лэйн входит в
руководство основанного в
Калифорнии фонда Spaceward
Foundation, собственно и организующего
эти конкурсы, в которых так
заинтересовано американское
космическое агентство.
Как мы помним, предыдущий этап
данного конкурса, который был
проведен в конце октября прошлого
года в калифорнийском городе Маунтин-Вью
(в нем приняли участие 11 команд
разработчиков), оказался не слишком-то
удачным. Согласно выводам жюри, ни
один из представленных образцов
материала не удовлетворял
поставленным задачам, ну а самый
упорный "паук" одолел лишь
первые 12 метров. Весь призовой фонд
составляет порядка 400 тысяч долларов,
но раздаваться он будет "небольшими
порциями". Нужно отметить, что
денежный эквивалент приза на этот
год увеличен до 200 тысяч долларов (то
есть к нему добавились неистраченные
в прошлом году 100 тысяч).
На иллюстрации:
Поднимаемые на аэростате платформы
могли бы работать в качестве
высотных точек доступа Wi-Fi. Роботы-альпинисты
тогда пригодятся для доставки новых
резервуаров с гелием для воздушных
шаров. Фото LiftPort Group с сайта New Scientist