Synové a dcery modré planety
Stoupejte vzhůru a rušte hvězdy míru.
Cesta do mezihvězdného prostoru byla stanovena
Pro satelity, rakety, vědecké stanice.
Rusák letěl v raketě, Viděl jsem celou Zemi shora.
Gagarin byl první ve vesmíru.
Jak se budeš mít?
V roce 1973 začala pracovní skupina Britské meziplanetární společnosti navrhovat vzhled mezihvězdné kosmické lodi schopné cestovat 6 světelných let v bezpilotním režimu a provádět krátký průzkum okolí Barnardovy hvězdy.
Zásadním rozdílem mezi britským projektem a dílem sci-fi byly původní podmínky návrhu: ve své práci se britští vědci spoléhali výhradně na skutečné technologie nebo technologie blízké budoucnosti, o jejichž bezprostředním vzhledu není pochyb. Fantastické „antigravitační“, neznámé „teleportace“a „nadsvětelné motory“byly odmítnuty jako exotické a notoricky nemožné nápady.
Podle podmínek projektu museli vývojáři opustit i tehdy populární „fotonový motor“. I přes teoretickou možnost existence reakce na zničení látky nejsou ani ti nejodvážnější fyzici, kteří pravidelně experimentují s halucinogenními kanabinoidy, schopni vysvětlit, jak uvést do praxe skladování „antihmoty“a jak sbírat uvolněnou energii.
Projekt získal symbolické jméno „Daedalus“- na počest stejnojmenného hrdiny řeckého mýtu, kterému se podařilo létat nad mořem, na rozdíl od Ikara, který letěl příliš vysoko.
Automatická mezihvězdná kosmická loď Daedalus měla dvoustupňový design.
Význam projektu Daedalus:
Důkaz možnosti vytvoření lidstva bezpilotní kosmické lodi pro studium hvězdných systémů nejblíže ke Slunci.
Technická stránka projektu:
Vyšetřování průletové trajektorie Barnardova hvězdného systému (červený trpaslík spektrálního typu M5V ve vzdálenosti 5 91 světelných let, jeden z nejbližších Slunci a zároveň „nejrychlejší“z hvězd v zemská obloha. Kolmá složka rychlosti hvězdy na směr pohledu pozemského pozorovatele je 90 km / s, což ve spojení s relativně „blízkou“vzdáleností promění „Létajícího Barnarda“ve skutečnou „kometu“). Volba cíle byla diktována teorií existence planetárního systému u Barnardovy hvězdy (teorie byla později vyvrácena). V naší době je „referenčním cílem“nejbližší hvězda ke Slunci, Proxima Centauri (vzdálenost 4, 22 světelných let).
Pohybující se Barnardovou hvězdou v pozemském nebi
Podmínky projektu:
Vesmírná loď bez posádky. Pouze realistické technologie blízké budoucnosti. Maximální doba letu ke hvězdě je 49 let! Podle podmínek projektu Daedalus měli ti, kdo vytvořili mezihvězdnou loď, být schopni zjistit výsledky mise během svého života. Jinými slovy, k dosažení Barnardovy hvězdy za 49 let by kosmická loď potřebovala cestovní rychlost řádově 0,1krát vyšší než rychlost světla.
Počáteční údaje:
Britští vědci měli docela působivou „sadu“všech moderních výdobytků lidské civilizace: jadernou technologii, nekontrolovanou termonukleární reakci, lasery, fyziku plazmatu, kosmické lety s posádkou na oběžnou dráhu Země,technologie pro spojování a provádění montážních prací velkých objektů ve vesmíru, vesmírných komunikačních systémů dlouhého dosahu, mikroelektroniky, automatizace a přesného strojírenství. Stačí to „dotknout se vaší ruky“hvězdám?
Nedaleko odtud - jedna zastávka taxi
Čtenář přetékající sladkými sny a hrdostí na úspěchy Lidské mysli už běží a kupuje si lístek na mezihvězdnou loď. Jeho radost je bohužel předčasná. Vesmír připravil svou děsivou odpověď na žalostné pokusy lidí dosáhnout nejbližších hvězd.
Pokud zmenšíte velikost hvězdy jako Slunce na velikost tenisového míčku, celá sluneční soustava se vejde na Rudé náměstí. Rozměry Země se v tomto případě obecně zmenší na velikost zrnka písku.
Přitom nejbližší „tenisák“(Proxima Centauri) bude ležet uprostřed berlínského náměstí Alexanderplatz a o něco vzdálenější Barnardova hvězda - na Piccadilly Circus v Londýně!
Pozice sondy Voyager 1 8. února 2012. Vzdálenost 17 světelných hodin od Slunce.
Monstrózní vzdálenosti zpochybňují samotnou myšlenku mezihvězdného cestování. Bezpilotní stanici Voyager 1, spuštěné v roce 1977, trvalo 35 let, než překročila sluneční soustavu (sonda ji překročila 25. srpna 2012 - v ten den se za zádí stanice roztavily poslední ozvěny „slunečního větru“, zatímco intenzita galaktického záření). Letět „Rudé náměstí“trvalo 35 let. Jak dlouho bude let Voyageru letět „z Moskvy do Londýna“?
Kolem nás je čtyřmilionů kilometrů černé propasti - máme šanci letět k nejbližší hvězdě alespoň v polovině pozemského století?
Pošlu pro vás loď …
Nikdo nepochyboval, že Daedalus bude mít obludné rozměry - jen „užitečné zatížení“mohlo dosáhnout stovek tun. Kromě srovnatelně lehkých astrofyzikálních přístrojů, detektorů a televizních kamer je na palubě lodi zapotřebí poměrně velký prostor pro ovládání lodních systémů, výpočetní středisko a hlavně komunikační systém se Zemí.
Moderní radioteleskopy mají ohromnou citlivost: vysílač sondy Voyager 1, umístěný ve vzdálenosti 124 astronomických jednotek (124krát dále od Země ke Slunci), má výkon pouze 23 wattů - méně než žárovka ve vaší chladničce. Překvapivě se ukázalo, že to stačilo k zajištění nepřetržité komunikace se zařízením na vzdálenost 18,5 miliardy kilometrů! (předpoklad - poloha sondy Voyager ve vesmíru je známá s přesností 200 metrů)
Barnardova hvězda je od Slunce 5,96 světelných let - 3 000krát dále než Voyager. V tomto případě očividně nelze upustit od 23wattového interceptoru - neuvěřitelná vzdálenost a významná chyba při určování polohy hvězdné lodi ve vesmíru bude vyžadovat radiační výkon stovek kilowattů. Se všemi následnými požadavky na rozměry antény.
Britští vědci pojmenovali velmi jednoznačný údaj: užitečné zatížení kosmické lodi Daedalus (hmotnost řídicího prostoru, vědeckých přístrojů a komunikačního systému) bude asi 450 tun. Pro srovnání, dosavadní hmotnost Mezinárodní vesmírné stanice přesáhla 417 tun.
Požadované užitečné zatížení hvězdné lodi je v realistických mezích. Navíc vzhledem k pokroku v mikroelektronice a vesmírné technologii za posledních 40 let se toto číslo může mírně snížit.
Motor a palivo. Extrémní spotřeba energie mezihvězdného cestování se stává klíčovou překážkou takovýchto expedic.
Britští vědci se drželi jednoduché logiky: Která ze známých metod získávání energie je nejproduktivnější? Odpověď je zřejmá - termonukleární fúze. Jsme dnes schopni vytvořit stabilní „termonukleární reaktor“? Bohužel ne, všechny pokusy o vytvoření „kontrolovaného termonukleárního jádra“končí neúspěchem. Výstup? Budeme muset použít výbušnou reakci. Kosmická loď „Daedalus“se pomocí pulzního termonukleárního raketového motoru promění v „explozi“.
Princip činnosti je teoreticky jednoduchý: „cíle“ze zmrazené směsi deuteria a helia-3 jsou přiváděny do pracovní komory. Cíl je zahříván pulsem laserů - následuje malá termonukleární exploze - a, voilá, uvolňování energie pro urychlení lodi!
Výpočet ukázal, že pro efektivní zrychlení Daedalu by bylo nutné vyrobit 250 výbuchů za sekundu - cíle proto musí být přiváděny do spalovací komory pulzního termonukleárního motoru rychlostí 10 km / s!
Toto je čistá fantazie - ve skutečnosti neexistuje jediný funkční vzorek pulzního termonukleárního motoru. Unikátní vlastnosti motoru a vysoké požadavky na jeho spolehlivost (motor hvězdné lodi musí fungovat nepřetržitě po dobu 4 let) navíc proměňují rozhovor o vesmírné lodi na nesmyslný příběh.
Na druhou stranu v konstrukci pulzního termonukleárního motoru není jediný prvek, který by nebyl v praxi testován - supravodivé solenoidy, lasery s vysokým výkonem, elektronová děla … to vše již dlouho průmysl zvládá a je často uváděny do sériové výroby. Máme propracovanou teorii a bohatý praktický vývoj v oblasti fyziky plazmatu - jde jen o to vytvořit pulzní motor založený na těchto systémech.
Odhadovaná hmotnost konstrukce kosmické lodi (motor, nádrže, nosné vazníky) je 6170 tun, bez paliva. V zásadě postava zní realisticky. Žádné desetiny stupňů a nespočet nul. K dodání takového množství kovových struktur na oběžnou dráhu Země by bylo potřeba „pouze“44 startů mocné rakety Saturn-5 (užitečné zatížení 140 tun s nosností 3000 tun).
Super těžká nosná raketa H-1, nosná hmotnost 2735 … 2950 tun
Až dosud tyto údaje teoreticky zapadaly do schopností moderního průmyslu, i když vyžadovaly určitý vývoj moderních technologií. Je na čase položit si hlavní otázku: jaká je požadovaná hmotnost paliva pro zrychlení hvězdné lodi na 0, 1 rychlost světla? Odpověď zní děsivě a zároveň povzbudivě - 50 000 tun jaderného paliva. I přes zdánlivou nepravděpodobnost tohoto obrázku jde „jen“o polovinu výtlaku americké jaderné letadlové lodi. Další věc je, že moderní kosmonautika ještě není připravena pracovat s tak objemnými strukturami.
Hlavní problém byl ale jiný: hlavní složkou paliva pro pulzní termonukleární motor je vzácný a drahý izotop Helium-3. Současný objem výroby helia-3 nepřesahuje 500 kg za rok. Do nádrží Daedalus bude zároveň potřeba nalít 30 000 tun této specifické látky.
Komentáře jsou nadbytečné - na Zemi není takové množství helia -3. „Britští vědci“(tentokrát si můžete zaslouženě vzít výraz v uvozovkách) navrhli postavit „Daedalus“na oběžné dráze Jupitera a doplnit jej tam, extrahovat palivo z horní oblačné vrstvy obří planety.
Čistý futurismus znásobený absurditou.
Navzdory celkovému neuspokojivému obrazu projekt Daedalus ukázal, že stávající vědecké znalosti jsou dostatečné k vyslání expedice k nejbližším hvězdám. Problém spočívá v rozsahu práce - máme funkční vzorky „Tokamaků“, supravodivých elektromagnetů, kryostatů a Dewarových nádob v ideálních laboratorních podmínkách, ale absolutně netušíme, jak budou fungovat jejich hypertrofované kopie vážící stovky tun. Jak zajistit nepřetržitý provoz těchto fantastických struktur po mnoho let - to vše v drsných podmínkách vesmíru, bez jakékoli možnosti oprav a údržby lidmi.
Při práci na vzhledu hvězdné lodi „Daedalus“vědci čelili mnoha menším, ale neméně důležitým problémům. Kromě již zmíněných pochybností o spolehlivosti pulzního termonukleárního motoru čelili tvůrci mezihvězdné kosmické lodi problému s vyvážením obří lodi, jejím správným zrychlením a orientací v prostoru. Byly zde také pozitivní momenty - za 40 let, které uplynuly od zahájení prací na projektu Daedalus, byl problém s komplexem digitálních počítačů na palubě lodi úspěšně vyřešen. Kolosální pokrok v mikroelektronice, nanotechnologiích, vznik látek s unikátními vlastnostmi - to vše výrazně zjednodušilo podmínky pro vytvoření hvězdné lodi. Úspěšně byl také vyřešen problém komunikace v hlubokém vesmíru.
Dosud ale nebylo nalezeno řešení klasického problému - bezpečnost mezihvězdné expedice. Při rychlosti 0, 1 rychlosti světla se jakékoli smítko prachu stane pro loď nebezpečnou překážkou a drobný meteorit o velikosti flash disku může být koncem celé expedice. Jinými slovy, loď má všechny šance, že bude spálena, než dosáhne svého cíle. Teorie navrhuje dvě řešení: první „obrannou linii“- ochranný mrak mikročástic držených magnetickým polem sto kilometrů před kurzem lodi. Druhá „obranná linie“je kovový, keramický nebo kompozitní štít, který odráží fragmenty rozpadlých meteoritů. Pokud je o konstrukci štítu vše víceméně jasné, pak ani nositelé Nobelovy ceny za fyziku nevědí, jak v praxi implementovat „ochranný oblak mikročástic“ve značné vzdálenosti od lodi. Je jasné, že pomocí magnetického pole, ale tady je návod, jak přesně …
… Loď pluje v ledové prázdnotě. Je to 50 let, co opustil sluneční soustavu a za „Daedalem“se táhne dlouhá cesta po dobu šesti světelných let. Nebezpečný Kuiperův pás a tajemný Oortův mrak byly bezpečně překročeny, křehké nástroje odolaly proudům galaktických paprsků a krutému chladu otevřeného vesmíru … Brzy plánované setkání s Barnardovým hvězdným systémem … ale co tato šance setkání uprostřed nekonečného hvězdného oceánu slibuje posel vzdálené Země? Nová nebezpečí při srážce s velkými meteority? Magnetická pole a smrtící radiační pásy v blízkosti „běžícího Barnarda“? Nečekané výbuchy protruberanů? Čas ukáže … „Daedalus“za dva dny se vrhne kolem hvězdy a navždy zmizí v rozlehlosti Kosmu.
Daedalus versus 102patrová Empire State Building
Empire State Building, klíčový orientační bod na panorama New Yorku. Výška bez věže 381 m, výška s věží 441 metrů
Daedalus versus super těžká nosná raketa Saturn V.
Saturn V na odpalovací rampě
