Wanaanga. Hatua juu ya shimo

2024 Mwandishi: Matthew Elmers | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-16 22:35

Wana na binti za sayari ya bluu

Panda juu, ukisumbua nyota za amani.

Njia ya nafasi ya nyota imeanzishwa

Kwa satelaiti, roketi, vituo vya kisayansi.

Mvulana wa Urusi alikuwa akiruka kwenye roketi, Niliiona dunia yote kutoka juu.

Gagarin alikuwa wa kwanza angani.

Utakuwaje?

Mnamo mwaka wa 1973, kikundi kinachofanya kazi cha Briteni Interplanetary Society kilianza kubuni kuonekana kwa chombo cha angani chenye uwezo wa kusafiri miaka sita nyepesi kwa hali isiyopangwa na kufanya uchunguzi mfupi wa karibu na Nyota ya Barnard.

Tofauti ya kimsingi kati ya mradi wa Uingereza na kazi za uwongo wa sayansi ilikuwa hali ya muundo wa asili: katika kazi yao, wanasayansi wa Briteni walitegemea teknolojia za maisha halisi au teknolojia za siku za usoni, kuonekana kwake karibu bila shaka. Ajabu "kupambana na mvuto", haijulikani "teleportation" na "injini za juu" zilitupiliwa mbali kama maoni ya kigeni na yenye kushangaza kuwa hayawezekani.

Kulingana na masharti ya mradi huo, waendelezaji walilazimika kuachana na "injini ya picha" maarufu wakati huo. Licha ya uwezekano wa kinadharia wa uwepo wa athari ya kuangamiza dutu, hata wanafizikia wanaothubutu ambao hujaribu mara kwa mara cannabinoids za hallucinogenic hawawezi kuelezea jinsi ya kutekeleza uhifadhi wa "antimatter" na jinsi ya kukusanya nishati iliyotolewa.

Mradi huo ulipokea jina la mfano "Daedalus" - kwa heshima ya shujaa aliyejulikana wa hadithi ya Uigiriki, ambaye aliweza kuruka juu ya bahari, tofauti na Icarus, ambaye aliruka juu sana.

Chombo cha anga za moja kwa moja cha Daedalus kilikuwa na muundo wa hatua mbili.

Maana ya mradi wa Daedalus:

Uthibitisho wa uwezekano wa uumbaji na Mwanadamu wa chombo cha angani kisichopangwa kwa ajili ya utafiti wa mifumo ya nyota iliyo karibu sana na Jua.

Upande wa kiufundi wa mradi:

Uchunguzi kutoka kwa njia ya kuruka kwa mfumo wa nyota wa Barnard (kibete chekundu cha aina ya spectral M5V katika umbali wa miaka 5, 91 nyepesi, moja ya karibu zaidi na Jua na, wakati huo huo, "haraka zaidi" ya nyota katika anga ya dunia. Sehemu inayoonekana ya kasi ya nyota kuelekea mwelekeo wa mwangalizi wa ulimwengu ni 90 km / s, ambayo, pamoja na umbali "wa karibu", inageuza "Flying Barnard" kuwa "comet" halisi. Uchaguzi wa lengo uliamriwa na nadharia ya uwepo wa mfumo wa sayari kwenye nyota ya Barnard (nadharia hiyo ilikataliwa baadaye). Kwa wakati wetu, "lengo la kumbukumbu" ni nyota ya karibu zaidi na Jua, Proxima Centauri (umbali wa miaka 4, miaka 22 nyepesi).

Kusonga Nyota ya Barnard katika Anga za Kidunia

Masharti ya Mradi:

Chombo cha anga kisicho na mtu. Teknolojia halisi tu za siku za usoni. Wakati wa kukimbia kwa nyota ni miaka 49! Kulingana na masharti ya Mradi Daedalus, wale ambao waliunda meli ya nyota wangeweza kujua matokeo ya utume wakati wa maisha yao. Kwa maneno mengine, kufikia Nyota ya Barnard katika miaka 49, chombo cha angani kitahitaji kasi ya kusafiri kwa mpangilio wa mara 0.1 kasi ya taa.

Data ya awali:

Wanasayansi wa Uingereza walikuwa na "seti" ya kuvutia ya mafanikio yote ya kisasa ya ustaarabu wa Binadamu: teknolojia ya nyuklia, athari ya nyuklia isiyodhibitiwa, lasers, fizikia ya plasma, nafasi ya manyoya inazunguka katika obiti ya karibu na dunia,teknolojia za kujiunga na kufanya kazi ya mkusanyiko wa vitu vya ukubwa mkubwa angani, mifumo ya mawasiliano ya nafasi za masafa marefu, vifaa vya elektroniki, mitambo na uhandisi wa usahihi. Je! Hii inatosha "kugusa mkono wako" kwa nyota?

Sio mbali na hapa - kituo kimoja cha teksi

Kufurika na ndoto tamu na kiburi katika mafanikio ya Akili ya Binadamu, msomaji tayari anaendesha kununua tikiti kwenye meli ya nyota. Ole, furaha yake ni mapema. Ulimwengu umeandaa majibu yake ya kutisha kwa majaribio mabaya ya wanadamu kufikia nyota zilizo karibu zaidi.

Ukipunguza saizi ya nyota kama Jua hadi saizi ya mpira wa tenisi, mfumo mzima wa jua utafaa katika Mraba Mwekundu. Vipimo vya Dunia, katika kesi hii, kwa ujumla vitapunguzwa kwa saizi ya mchanga wa mchanga.

Wakati huo huo, "mpira wa tenisi" wa karibu (Proxima Centauri) utalala katikati ya Alexanderplatz huko Berlin, na nyota ya mbali zaidi ya Barnard - kwenye Circus ya Piccadilly huko London!

Nafasi ya Voyager 1 mnamo Februari 8, 2012. Umbali wa masaa 17 mwanga kutoka Jua.

Umbali wa kutisha unatia shaka wazo la kusafiri kwa nyota. Kituo kisicho na jina cha Voyager 1, kilichozinduliwa mnamo 1977, kilichukua miaka 35 kuvuka mfumo wa jua (uchunguzi ulizidi hapo Agosti 25, 2012 - siku hiyo mwangwi wa mwisho wa "upepo wa jua" uliyeyuka nyuma ya nyuma ya kituo, wakati kiwango cha mionzi ya galactic). Ilichukua miaka 35 kuruka "Mraba Mwekundu". Itachukua muda gani kwa Voyager kuruka "kutoka Moscow kwenda London"?

Karibu na sisi kuna kilomita nne za shimo nyeusi - je! Tuna nafasi ya kuruka kwa nyota iliyo karibu zaidi katika nusu ya karne ya kidunia?

Nitatuma meli kwako …

Hakuna mtu aliye na shaka kuwa Daedalus atakuwa na vipimo vya kutisha - tu "mzigo wa malipo" unaweza kufikia mamia ya tani. Kwa kuongezea vifaa nyepesi vya angani, vifaa vya kugundua na kamera za runinga, chumba kikubwa cha kudhibiti mifumo ya meli, kituo cha kompyuta, na, muhimu zaidi, mfumo wa mawasiliano na Dunia unahitajika kwenye meli.

Darubini za kisasa za redio zina unyeti mkubwa: mtumaji wa Voyager 1, iliyoko umbali wa vitengo 124 vya angani (mara 124 mbali kutoka Ulimwengu hadi Jua), ina nguvu ya watts 23 tu - chini ya balbu ya taa kwenye jokofu lako. Inashangaza kwamba hii ilitosha kuhakikisha mawasiliano yasiyokatizwa na kifaa katika umbali wa kilomita bilioni 18.5! (sharti - nafasi ya Voyager angani inajulikana kwa usahihi wa mita 200)

Star ya Barnard ni miaka 5.96 nyepesi kutoka Jua - mara 3,000 zaidi kuliko Voyager. Kwa wazi, katika kesi hii, kipokezi cha 23-watt hakiwezi kutolewa - umbali mzuri na kosa kubwa katika kuamua nafasi ya nyota katika nafasi itahitaji nguvu ya mionzi ya mamia ya kilowatts. Pamoja na mahitaji yote yanayofuata ya vipimo vya antena.

Wanasayansi wa Briteni wametaja takwimu dhahiri sana: mzigo wa chombo cha Daedalus (umati wa sehemu ya kudhibiti, vyombo vya kisayansi na mfumo wa mawasiliano) itakuwa karibu tani 450. Kwa kulinganisha, umati wa Kituo cha Anga cha Kimataifa hadi sasa umezidi tani 417.

Malipo yanayotakiwa ya nyota iko ndani ya mipaka ya kweli. Kwa kuongezea, kutokana na maendeleo katika teknolojia ndogo ndogo na teknolojia ya anga zaidi ya miaka 40 iliyopita, takwimu hii inaweza kupungua kidogo.

Injini na mafuta. Matumizi makubwa ya nishati ya kusafiri kwa nyota inakuwa kizuizi muhimu kwa safari hizo.

Wanasayansi wa Uingereza walizingatia mantiki rahisi: Je! Ni ipi kati ya njia zinazojulikana za kupata nishati ndiyo yenye tija zaidi? Jibu ni dhahiri - fusion ya nyuklia. Je! Tuna uwezo wa kuunda "mitambo ya nyuklia" thabiti leo? Ole, hapana, majaribio yote ya kuunda "msingi wa nyuklia wa kudhibitiwa" hayatafaulu. Pato? Itabidi tutumie athari ya kulipuka. Spacehip "Daedalus" inageuka kuwa "kulipuka" na injini ya roketi ya nyuklia iliyopigwa.

Kanuni ya utendaji kwa nadharia ni rahisi: "malengo" kutoka kwa mchanganyiko uliohifadhiwa wa deuterium na heliamu-3 hulishwa kwenye chumba cha kufanya kazi. Lengo linawashwa na pigo la lasers - mlipuko mdogo wa nyuklia hufuata - na, voila, kutolewa kwa nishati ili kuharakisha meli!

Hesabu ilionyesha kuwa kwa kuongeza kasi ya Daedalus, itakuwa muhimu kutoa milipuko 250 kwa kila sekunde - kwa hivyo, malengo lazima yaingizwe kwenye chumba cha mwako cha injini ya nyuklia ya pulsed kwa kasi ya 10 km / s!

Hii ni fantasy safi - kwa kweli hakuna sampuli moja inayoweza kutumika ya injini ya nyuklia ya pulsed. Kwa kuongezea, sifa za kipekee za injini na mahitaji ya hali ya juu ya kuegemea kwake (injini ya nyota inapaswa kufanya kazi kwa miaka 4) kugeuza mazungumzo juu ya nyota hiyo kuwa hadithi isiyo na maana.

Kwa upande mwingine, hakuna kitu kimoja katika muundo wa injini ya nyuklia ya pulsed ambayo haijajaribiwa katika mazoezi - superconducting solenoids, lasers yenye nguvu kubwa, bunduki za elektroni … yote haya yamekuwa yakijulikana sana na tasnia na ni mara nyingi huletwa kwa uzalishaji wa wingi. Tuna nadharia iliyokua vizuri na maendeleo tajiri ya vitendo katika uwanja wa fizikia ya plasma - ni suala tu la kuunda injini inayopulizwa kulingana na mifumo hii.

Uzito uliokadiriwa wa muundo wa spacecraft (injini, mizinga, trusses inayounga mkono) ni tani 6170, ukiondoa mafuta. Kimsingi, takwimu hiyo inasikika kuwa ya kweli. Hakuna sehemu ya kumi ya digrii na sifuri isitoshe. Ili kutoa idadi kubwa ya miundo ya chuma kwenye obiti ya ardhi ya chini, itachukua "tu" uzinduzi wa 44 wa roketi yenye nguvu ya Saturn-5 (lipa tani 140 na uzani wa uzani wa tani 3000).

Gari la uzinduzi mzito H-1, uzani wa uzani 2735 … tani 2950

Hadi sasa, takwimu hizi kinadharia zinafaa katika uwezo wa tasnia ya kisasa, ingawa zilihitaji maendeleo ya teknolojia za kisasa. Ni wakati wa kuuliza swali kuu: ni nini misa inayotakiwa ya mafuta ili kuharakisha nyota hadi 0, 1 kasi ya mwangaza? Jibu linaonekana kutisha na, wakati huo huo, linahimiza - tani 50,000 za mafuta ya nyuklia. Licha ya kuonekana kutowezekana kwa takwimu hii, ni "tu" nusu ya kuhama kwa mbebaji wa ndege ya nyuklia ya Amerika. Jambo lingine ni kwamba cosmonautics ya kisasa bado iko tayari kufanya kazi na miundo kama hiyo kubwa.

Lakini shida kuu ilikuwa tofauti: sehemu kuu ya mafuta ya injini ya nyuklia ya pulsed ni nadra na ghali isotopu Helium-3. Kiasi cha sasa cha uzalishaji cha heliamu-3 haizidi kilo 500 kwa mwaka. Wakati huo huo, tani 30,000 za dutu hii maalum zitahitaji kumwagika kwenye mizinga ya Daedalus.

Maoni hayafai - hakuna kiwango kama hicho cha heliamu-3 duniani. "Wanasayansi wa Uingereza" (wakati huu unaweza kuchukua maneno hayo kwa alama ya nukuu) alipendekeza kujenga "Daedalus" katika obiti ya Jupita na kuiongezea mafuta hapo, ukitoa mafuta kutoka kwenye safu ya juu ya wingu la sayari kubwa.

Futurism safi iliongezeka na upuuzi.

Licha ya picha ya jumla ya kukatisha tamaa, mradi wa Daedalus ulionyesha kuwa maarifa ya kisayansi yaliyopo yanatosha kupeleka safari kwa nyota za karibu. Shida iko katika kiwango cha kazi - tuna sampuli za kufanya kazi za "Tokamaks", zinazotumia umeme wa umeme, fuwele na vyombo vya Dewar katika hali nzuri za maabara, lakini hatujui kabisa jinsi nakala zao zenye hypertrophied zenye uzito wa mamia ya tani zitafanya kazi. Jinsi ya kuhakikisha operesheni endelevu ya miundo hii ya ajabu kwa miaka mingi - yote haya katika hali ngumu ya anga, bila uwezekano wowote wa ukarabati na matengenezo ya wanadamu.

Wakati wa kufanya kazi juu ya kuonekana kwa nyota "Daedalus", wanasayansi walikabiliwa na shida nyingi, lakini sio shida muhimu. Kwa kuongezea mashaka yaliyotajwa hapo juu juu ya uaminifu wa injini ya nyuklia iliyopigwa, waundaji wa chombo cha angani walikumbana na shida ya kusawazisha meli kubwa, kasi yake sahihi na mwelekeo angani. Kulikuwa pia na wakati mzuri - kwa zaidi ya miaka 40 ambayo imepita tangu kuanza kwa kazi kwenye mradi wa Daedalus, shida ya kielelezo cha kompyuta ya dijiti kwenye meli hiyo imetatuliwa kwa mafanikio. Maendeleo makubwa katika microelectronics, nanoteknolojia, kuibuka kwa dutu zilizo na sifa za kipekee - hii yote ilirahisisha hali ya kuunda nyota. Pia, shida ya mawasiliano ya angani ilitatuliwa kwa mafanikio.

Lakini hadi sasa hakuna suluhisho lililopatikana kwa shida ya kawaida - usalama wa msafara wa nyota. Kwa kasi ya 0, 1 ya kasi ya taa, chembe yoyote ya vumbi inakuwa kikwazo hatari kwa meli, na kimondo kidogo cha saizi ya gari inaweza kuwa mwisho wa safari nzima. Kwa maneno mengine, meli ina kila nafasi ya kuteketezwa kabla ya kufikia lengo lake. Nadharia inapendekeza suluhisho mbili: "laini ya kwanza ya ulinzi" - wingu la kinga la microparticles iliyoshikiliwa na uwanja wa sumaku kilomita mia moja mbele ya kozi ya meli. "Mstari wa pili wa ulinzi" ni chuma, kauri au ngao ya mchanganyiko kuonyesha vipande vya vimondo vilivyooza. Ikiwa kila kitu ni wazi au chini juu ya muundo wa ngao, basi hata washindi wa Tuzo ya Nobel katika fizikia hawajui jinsi ya kutekeleza kwa vitendo "wingu la kinga ya microparticles" kwa umbali mkubwa kutoka kwa meli. Ni wazi kuwa kwa msaada wa uwanja wa sumaku, lakini hii ndio jinsi haswa..

… Meli inasafiri katika tupu ya barafu. Imekuwa miaka 50 tangu aondoke kwenye mfumo wa jua na safari ndefu nyuma ya "Daedalus" kwa miaka sita nyepesi. Ukanda hatari wa Kuiper na wingu la kushangaza la Oort vimevuka salama, vyombo dhaifu vimestahimili mito ya miale ya galactic na baridi kali ya Nafasi wazi … Mkutano uliopangwa hivi karibuni na mfumo wa nyota wa Barnard.. lakini nafasi hii inafanya nini mkutano katikati ya bahari isiyo na mwisho inaahidi mjumbe wa Dunia ya mbali? Hatari mpya kutokana na kugongana na vimondo vikubwa? Sehemu za sumaku na mikanda ya mionzi yenye mauti karibu na "mbio Barnard"? Milipuko isiyotarajiwa ya protruberans? Wakati utasema … "Daedalus" katika siku mbili atakimbilia kupita nyota na kutoweka milele katika ukubwa wa Cosmos.