Որքա՞ն է թռչել երկրից մինչև ալֆա կենտավրոս: Ինչպես թռչել Ալֆա Կենտավրի - տեխնիկական մանրամասներ: EM Drive էլեկտրամագնիսական շարժիչ

06.11.2019

ԴԱՍԱԽՈՍՈՒԹՅՈՒՆ.

«ՅՈԹ ՄԻԼԻՈՆ ՏԱՐԻ ՀԵՏՈ».

Դասախոս Մոիսեև Ի.Մ.

SSO «Էներգիա» MVTU im. Բաուման

կարգավորումը Ուստ–Աբական

Սիրելի՛ ընկերներ։ Ուզում եմ անմիջապես զգուշացնել, որ խոսելու ենք վիճելի ու բավականին վերացական հարցերի մասին։ Շատ բան, ինչ ես ուզում եմ ձեզ ասել, այսօր հրատապ խնդիր չէ: Սակայն խնդրի ըմբռնումը, որի մասին կխոսեմ, և դրա լուծման հնարավորությունը, ունի գաղափարական լուրջ բնույթ։

Մենք ստիպված ենք լինելու գործել շատ մեծ, մեր չափանիշներով, թվերով։ Ես ուզում եմ, որ լավ հասկանաք դրանք, հիշեցնում եմ՝ միլիոնը հազար հազար է, միլիարդը՝ հազար միլիոն։ Միայն մինչև հազարը հաշվելը 3 ժամ է պահանջում: Մինչև միլիոն - 125 օր: Մինչև միլիարդ - 350 տ. Ներկայացրե՞լ է: Դե ուրեմն։ Ապա դուք կարող եք սկսել:

Տիեզերքը ձևավորվել է 20 միլիարդ տարի առաջ:

Ինչ-որ տեղ 5-6 միլիարդ տարի առաջ մեր Արևը բռնկվեց:

4 միլիարդ տարի առաջ հալված գնդիկը հովացավ, որն այժմ կոչվում է Երկիր մոլորակ։ Մարդը հայտնվել է մոտ մեկ միլիոն տարի առաջ:

Պետությունները գոյություն ունեն ընդամենը մի քանի հազար տարի։

Մոտ հարյուր տարի առաջ հայտնագործվեց ռադիոն, և վերջապես 27 տարի առաջ սկսվեց տիեզերական դարաշրջանը:

Այս անգամ. Հիմա խոսենք տարածական մասշտաբների մասին։

Ինչպես գիտեք, լույսի ճառագայթը վայրկյանում 300000 կմ է անցնում։ Մենք կօգտագործենք լույսի արագությունը հեռավորությունները չափելու համար: Որպեսզի լույսի ճառագայթը անցնի հասարակածի երկարությանը հավասար հեռավորություն, այն կպահանջի վայրկյանի 1/7: Լուսին հասնելու համար՝ 1 վայրկյանից մի փոքր ավելի: Լույսը Երկրից Արեգակ է անցնում 8 րոպեում։ Լույսի ճառագայթը Արեգակնային համակարգի եզրին հասնելու համար պահանջվում է ավելի քան 5 ժամ: Սակայն մոտակա աստղին` Պրոքսիմա Կենտավուրին, լույսի ճառագայթ է թռչելու ավելի քան 4 տարի: Լույսի ճառագայթը մեր Գալակտիկայի կենտրոն հասնելու համար պահանջվում է 75000 տարի: 40 միլիարդ տարի կպահանջվի, որպեսզի լույսի ճառագայթը հատի մեր տիեզերքը:

Մենք ապրում ենք Երկրի վրա: Մեր մոլորակը արեգակնային համակարգի շատ փոքր մասն է, որը ներառում է առաջին աստղը՝ Արևը, 9 մեծ մոլորակներ, մոլորակների տասնյակ արբանյակներ, միլիոնավոր գիսաստղեր և աստերոիդներ և շատ այլ ավելի փոքր նյութական մարմիններ։ Մեր արեգակնային համակարգը գտնվում է Գալակտիկայի ծայրամասում՝ հսկայական աստղային համակարգի, որը ներառում է 10 միլիարդ արևանման աստղեր: Տիեզերքում հազարավոր նման գալակտիկաներ կան

միլիարդ. Սա այն աշխարհն է, որտեղ մենք ապրում ենք: Այժմ, երբ մենք ներկայացրել ենք այս ամենը, ժամանակն է դնելու առաջին խնդիրը։

Այսպիսով. Մենք պետք է հասնենք մոտակա աստղային համակարգին՝ Ալֆա Կենտավրոսյան համակարգին: Այս համակարգը ներառում է 3 աստղ՝ Alpha Centauri A - աստղ, որը նման է մեր Արեգակին, Alpha Centauri B և Proxima Centauri - փոքր կարմիր աստղեր: Մեծ է հավանականությունը, որ այս համակարգը ներառում է նաև մոլորակներ։ Նրանից հեռավորությունը 4,3 լուսային տարի է։ Եթե մենք կարողանայինք շարժվել լույսի արագությամբ, մեզանից կպահանջվեր գրեթե 9 տարի հետ ու առաջ ճանապարհորդելու համար: Բայց մենք չենք կարող շարժվել լույսի արագությամբ։ Ներկայումս մեր տրամադրության տակ կան միայն քիմիական հրթիռներ, որոնց ձեռք բերված առավելագույն արագությունը 20 կմ/վ է։ Այս արագությամբ Ալֆա Կենտավրոս թռչելու համար պահանջվում է ավելի քան 70 հազար տարի։ Մեր տրամադրության տակ կան էլեկտրական հրթիռներ և միջուկային-ջերմային շարժիչներ։ Այնուամենայնիվ, առաջինները, ցածր մղման պատճառով, չեն կարող արագացնել իրենց սեփական քաշը արժանապատիվ արագությունների, իսկ երկրորդները, կոպիտ ասած, ընդամենը երկու անգամ ավելի լավ են, քան քիմիականները: Գիտաֆանտաստիկ գրողները սիրում են իրենց հերոսներին աստղեր ուղարկել ֆոտոնով, իսկ ավելի ճիշտ՝ ոչնչացնող հրթիռներով: Ոչնչացնող շարժիչները տեսականորեն կարող են հրթիռը մղել լույսի արագությանը շատ մոտ արագություն ընդամենը մեկ տարվա ընթացքում: Բայց ոչնչացնող շարժիչ համակարգեր ստեղծելու համար անհրաժեշտ է մեծ քանակությամբ հականյութ, իսկ թե ինչպես ստանալ այն բոլորովին անհայտ է։ Բացի այդ, նման շարժիչի դիզայնը լիովին անհասկանալի է: Իսկ մեզ իսկական շարժիչ է պետք։ Որպեսզի մենք իմանանք, թե ինչպես դա անել և հենց հիմա սկսենք աշխատել դրա վրա: Հակառակ դեպքում, եթե սպասենք մինչ այժմ անհայտ սկզբունքների հայտնաբերումը, մեզ ոչինչ չի կարող թողնել։ Բարեբախտաբար, այդպիսի շարժիչ կա: Ճիշտ է, առայժմ միայն թղթի վրա, բայց եթե ես ու դու ցանկանանք, կարող ենք մետաղից էլ ստեղծել։ Սա իմպուլսային ջերմամիջուկային հրթիռային շարժիչ է։ Եկեք ավելի մանրամասն ճանաչենք նրան։ Այս շարժիչում ջերմամիջուկային վառելիքի փոքր մասերը մեծ հաճախականությամբ այրվում են: Այս դեպքում արտազատվում է շատ մեծ էներգիա, ռեակցիայի արգասիքները՝ տարրական մասնիկները, մեծ արագությամբ ցրվում են և հրթիռն առաջ են մղում։ Եկեք կանգ առնենք նման շարժիչի ստեղծման հետ կապված հիմնական խնդիրների և դրանց լուծման ուղիների վրա:

Թիվ մեկ խնդիրը բռնկման խնդիրն է: Հարկավոր է այն վառել, այսինքն՝ ջերմամիջուկային ռեակցիա սկսել ջերմամիջուկային վառելիքի փոքր, ոչ ավելի, քան 10 միլիգրամ քաշով, դեղահատում։ Նման գնդիկը սովորաբար կոչվում է թիրախ: Որպեսզի ռեակցիան բավականաչափ ինտենսիվ ընթանա, նպատակային ջերմաստիճանը պետք է հասնի հարյուր միլիոնավոր աստիճանի: Ընդ որում, որպեսզի թիրախի մեծ մասը արձագանքի, այս ջեռուցումը պետք է իրականացվի շատ կարճ ժամանակում։ / Եթե մենք դանդաղ տաքացնենք, թիրախը ժամանակ կունենա գոլորշիանալու առանց այրվելու: / Հաշվարկներն ու փորձերը ցույց են տալիս, որ մեկ միլիարդ ջոուլ էներգիա պետք է մտցվի թիրախի մեջ վայրկյանի մեկ միլիարդերորդական ժամանակում: Նման իմպուլսի հզորությունը հավասար է Կրասնոյարսկի 200000 ՀԷԿ-ի հզորությանը։ Բայց էներգիայի սպառումն այնքան էլ մեծ չի լինի՝ 100 հազար կիլովատ, եթե վայրկյանում 100 թիրախ պայթեցնենք։ Բոցավառման խնդրի առաջին լուծումը գտել է խորհրդային հայտնի ֆիզիկոս Բասովը։ Նա առաջարկել է լազերային ճառագայթով կրակել թիրախները, որոնցում իսկապես հնարավոր է կենտրոնացնել պահանջվող հզորությունը։ Այս ոլորտում ինտենսիվ աշխատանքներ են տարվում, և մոտ ապագայում կգործարկվեն այս սկզբունքով գործող առաջին ջերմամիջուկային էլեկտրակայանները։ Այս խնդրի լուծման այլ տարբերակներ կան, բայց դրանք դեռ քիչ են ուսումնասիրված:

Թիվ երկու խնդիրը այրման պալատի խնդիրն է: Մեր թիրախների այրման ժամանակ կձևավորվեն մեծ քանակությամբ տարրական մասնիկներ, որոնք կրում են բարձր էներգիա և հզոր էլեկտրամագնիսական ճառագայթում, և այս ամենը կցրվի բոլոր ուղղություններով։ Եվ մենք պետք է հնարավորինս շատ ռեակցիայի արտադրանք ուղարկենք մեկ ուղղությամբ՝ ընդդեմ մեր հրթիռի շարժման, միայն այս դեպքում հրթիռը կկարողանա արագություն հավաքել: Այս խնդիրը կարող ենք լուծել միայն մագնիսական դաշտի օգնությամբ։ Որոշակի ուժի մագնիսական դաշտը կարող է փոխել ռեակցիայի արտադրանքների հետագծերը և ուղղել դրանք ճիշտ ուղղությամբ: Մենք կարող ենք նման դաշտ ստեղծել։

Թիվ երրորդ խնդիրը ռադիատորի խնդիրն է: Էլեկտրամագնիսական ճառագայթումը չի կարող կառավարվել մագնիսական դաշտով: Այս ճառագայթումը կլանում է շարժիչի կառուցվածքային տարրերը և վերածվում ջերմության, որը պետք է թափվի տիեզերք։ Ավելորդ ջերմությունը սովորաբար ցրվում է ջերմատախտակների միջոցով՝ ջերմային խողովակներից պատրաստված մեծ բարակ թիթեղներ՝ պարզ սարքեր, որոնք թույլ են տալիս ջերմություն փոխանցել երկար հեռավորությունների վրա: Սակայն, մեր պայմանների համար, նման համակարգի զանգվածն արգելող մեծ է։

Այստեղ էլ ելք կա։ Առաջարկվում է օգտագործել փոքր պինդ մասնիկների հոսքեր կամ բարձր ջերմաստիճանում տաքացված հեղուկի կաթիլներ՝ ջերմություն ազատելու համար։ Նման սարքերը նոր են, բայց բավականին իրագործելի։

Մեր շարժիչը նախագծելիս էլի շատ խնդիրներ կառաջանան, բայց դրանք բոլորը լուծելի են, և, որ կարևոր է, լուծելի գիտության և տեխնիկայի զարգացման ներկա մակարդակում։

Պատկերացրեք շարժիչը որպես ամբողջություն: Այն հիմնված է այրման պալատի վրա՝ կտրված կոն, մի քանի տասնյակ մետր չափսերով: Այս կոնի առանցքի վրա ջերմամիջուկային պայթյուններ տեղի են ունենում վայրկյանում 100 անգամ՝ յուրաքանչյուրը մի քանի տոննա տրոտիլ ուժով։ Շիթը դուրս է հոսում կոնի լայն հիմքից։ Այս կոնը ձևավորվում է սոլենոիդների երկու օղակներով: Պատեր չկան։ Կոնի ներսում ուժեղ մագնիսական դաշտ կա։ Վերին էլեկտրամագնիսական սարքը հագեցած է լազերային բռնկման համակարգով, թիրախները այրման պալատ սնելու համակարգով և էլեկտրական էներգիայի արդյունահանման համակարգով, որն անհրաժեշտ է լազերային տեղադրման համար: /Դրա համար պայթյունների էներգիայի մի մասը վերցվում է:/ Հեղուկ շիթերը հոսում են կոնի կողային գեներատորների երկայնքով. սա ռադիատոր է: Անհրաժեշտ մղում ապահովելու համար մենք պետք է մեր հրթիռի վրա տեղադրենք այդ շարժիչներից մոտ 200-ը:

Մենք պատրաստել ենք շարժիչը։ Հիմա խոսենք օգտակար բեռի մասին: Մեր սարքը կառավարվող կլինի։ Ուստի հիմնական մասը լինելու է բնակելի կուպեը։ Այն կարելի է պատրաստել համրիկի տեսքով։ «Համարը» կունենա երկուսից երեք հարյուր մետր չափեր։ Այն կպտտվի իր լայնակի առանցքի շուրջ՝ արհեստական ձգողականություն ստեղծելու համար: Բոլոր կողմերից այն շրջապատված կլինի ջերմամիջուկային վառելիքով, որը կպաշտպանի անձնակազմին տիեզերական ճառագայթումից։ Բացի բնակելի հատվածից, օգտակար բեռը կներառի էլեկտրամատակարարման համակարգ, կապի համակարգ և օժանդակ համակարգեր:

Ինչպես տեսնում եք, միջաստղային տիեզերանավ կառուցելու մեջ անհնարին ոչինչ չկա, պարզապես մեծ բարդություն կա: Բոլոր խնդիրները հաղթահարելի են։ Այժմ ես ձեզ կներկայացնեմ նավի բնութագրերը, որոնք ստացվել են նախնական նախագծման արդյունքում։

Պատարագ սկզբում		միլիոն տոննա
Շարժիչի քաշը		հազար տոննա
Օգտակար բեռի քաշը		հազար տոննա
Առավելագույն արագություն		լույսի արագություն
Թռիչքի ժամանակը		տարիներ
Անձնակազմ	1000	Մարդ

Նման նավը մեզ թույլ կտա թռչել Ալֆա Կենտավրի համակարգ։

Խնդրում եմ ուշադրություն դարձրեք, պարզապես թռչեք: Նա չի կարող վերադառնալ։ Հեշտ է հաշվարկել, որ նույն դիզայնը պահպանելով հանդերձ, որպեսզի կարողանանք վերադառնալ, մեր նավը սկզբում պետք է կշռի 8 միլիարդ տոննա։ Սա ակնհայտորեն դուրս է մեր հնարավորություններից։ Իսկ ինչու՞ վերադառնալ։ Մենք կարող ենք ռադիոյով փոխանցել բոլոր նոր, և շատ հսկայական, հարկ է նշել, տեղեկատվությունը: Եվ մենք ստիպված կլինենք մնալ Alpha Centauri համակարգում, վայրէջք կատարել մոլորակների վրա և սկսել դրանց զարգացումը:

Ինչպե՞ս ենք դա անելու։ Կա՞ նման հնարավորություն։ Այո, ունեմ. Արեգակնային համակարգից արձակում ենք, ասենք, հարյուր նավ։ Հարյուր հազար կամավոր. 60 տարի հետո նրանք, իրենց երեխաներն ու թոռները կժամանեն Ալֆա Կենտավրոսի համակարգ և կմտնեն հետազոտության համար ամենահարմար մոլորակի շուրջը: Հետախուզությունից հետո մարդիկ կսկսեն վերակառուցել ամբողջ մոլորակը, քանի որ դժվար թե այն լինի մեր Երկրի պատճենը: Եթե շատ շոգ է, կարող եք այն աստղից փակել փոշու էկրանով։ Եթե շատ ցուրտ է, մեծ և շատ թեթև հայելիների օգնությամբ լրացուցիչ էներգիա ուղարկեք դրան, մենք կարող ենք այդպիսիք պատրաստել։ Մենք էլ կարող ենք մթնոլորտ փոխել։ Օրինակ, ինչպես առաջարկել է Կարլ Սագանը / նա, ով վերջերս նամակ է ուղարկել ԿՈՒ Չեռնենկոյին, որում նա իր մտահոգությունն է հայտնում արտաքին տիեզերքի ռազմականացման ծրագրերի վերաբերյալ: Այնուհետև Չեռնենկոյի պատասխանը տպագրվեց բոլոր թերթերում:/ - Նա առաջարկեց հատուկ ընտրված միկրոօրգանիզմներ նետել մեկ այլ մոլորակի մթնոլորտ, որոնք կլանեն ածխաթթու գազը և կարձակեն թթվածին: Մենք, սկզբունքորեն, կարող ենք նաև ստեղծել արհեստական մեխանիզմներ, որոնք կարող են վերարտադրվել/բազմապատկվել/ և կարող են արագ վերափոխել ցանկացած մոլորակի մթնոլորտն ու մակերեսային շերտը։ Այս ամենը հեշտ չէ, բայց հնարավոր է։ Երբ մենք քիչ թե շատ ծանոթ լինենք նոր համակարգին, կարող ենք անել հաջորդ քայլը՝ նավերի նոր էսկադրիլիա մեկնարկել դեպի նոր աստղային համակարգ՝ նույն նպատակներով:

և այլն: Իսկ հիմա՝ ամենակարևորը. Կլիմաքս կետ. Գործելով այս կերպ՝ մենք կարող ենք տիրապետել մեր ողջ Գալակտիկայի ՅՈԹ ՄԻԼԻՈՆ ՏԱՐՎՈՒՄ: Տիեզերքի մասշտաբով յոթ միլիոն տարին աննշան ժամանակ է: Եվ յոթ միլիոն տարի հետո, ոչ ավելին, մեր ողջ Գալակտիան, միլիարդավոր մոլորակային համակարգերով այս հսկայական համակարգը կդառնա Մարդկության մեծ տունը: Հանուն նման նպատակի արժե աշխատել։ Իհարկե, այստեղ խնդիրներն, իհարկե, ավելի շատ են, քան լուծումներ։ Բայց, կրկնում եմ, բոլորը լուծելի են։ Եվ ես կասկած չունեմ, որ նրանց թույլ կտան։

Միակ բանը, որ կարող է կանգնեցնել մարդկությանը իր աստղային ճանապարհին, միջուկային պատերազմն է: Նույն միջոցները, որոնք թույլ են տալիս մարդկությանը հասնել աստղերին, կարող են ոչնչացնել նրան իր ճանապարհի հենց սկզբում: Իհարկե, ես կարիք չունեմ ձեզ խաղաղության համար գրգռելու։ Բայց հիշեցնեմ, որ այժմ մարդկության խաղաղ ապագայի համար ակտիվ պայքարը միակ բանն է, որը կարող է փրկել ոչ միայն մեր կյանքը, այլև մեր Մարդկության մեծ ապագան։

Alpha Centauri-ն Երկրին ամենամոտ աստղային համակարգն է՝ 4,36 լուսային տարի կամ ավելի քան 40 տրիլիոն կիլոմետր հեռավորության վրա։ Սա այնքան հեռու է, որ նույնիսկ եթե աստղանավը կարողանա հասնել լույսի արագությանը (ինչն արդեն ավելի քան դժվար է), այն կպահանջվի ավելի քան չորս տարի իր նպատակակետ դստեր թռչելու համար: Նախագծի հեղինակների հաշվարկների համաձայն՝ նրանց տիեզերական զոնդերը կկարողանան զարգացնել 161 մլն կմ/ժ արագություն և աստղին հասնել մոտ 10 տարում։ Հարյուրավոր և հազարավոր փոքրիկ սարքերը կարագացվեն լազերային ճառագայթների միջոցով:

Համաձայն Hubble աստղադիտակի դիտողական տվյալների՝ մոտավորապես Երկրի չափով մոլորակը կարող է պտտվել Alpha Centauri B աստղի շուրջ, ինչը առաքելության հիմնական նպատակն է։ Կան ենթադրություններ, որ մոլորակը գտնվում է աստղի բնակելի գոտու հենց կենտրոնում և ունի 80-ից 136 օր ուղեծրային շրջան:

Նախագիծը ֆինանսավորում է ռուս գործարար Յուրի Միլները, որը կտրամադրի 100 մլն դոլար գումար։ Գումարն իսկապես աստղաբաշխական է, թեև այս մասշտաբի նախագծի համար դա շատ չէ։ Համեմատության համար նշենք, որ Curiosity Mars գիտական լաբորատորիայի առաքելությունը արժեցել է 2,5 մլրդ դոլար, իսկ Rosetta ապարատի և Philae զոնդի արձակումը Չուրյումով-Գերասիմենկո գիսաստղին արժեցել է մոտ 1,4 մլրդ եվրո։

Ինչպե՞ս սկսվեց Հոքինգի և Միլների համագործակցությունը:

Ալեքսանդր Ռոդեն

Մոսկվայի ֆիզիկատեխնիկական ինստիտուտի մոլորակային մթնոլորտների բարձր լուծաչափության ինֆրակարմիր սպեկտրոսկոպիայի լաբորատորիայի ղեկավարի տեղակալ, Մոսկվայի ֆիզիկատեխնիկական ինստիտուտի ֆիզիկա-էներգետիկական պրոբլեմների ֆակուլտետի դեկանի տեղակալ։

Արեգակի և Ալֆա Կենտավրոսի համակարգի աստղերի համեմատական բնութագրերը

Որո՞նք են թռիչքի հայեցակարգի անհամապատասխանությունները

Վլադիմիր Սուրդին

Պ.Կ.Սթերնբերգի պետական աստղագիտական ինստիտուտի ավագ գիտաշխատող, Մոսկվայի պետական համալսարանի ֆիզիկայի ֆակուլտետի դոցենտ

«Հետաքրքիր աստղերի և էկզոմոլորակային համակարգերի ուղղությամբ միջաստեղային միկրոզոնդների արձակման գաղափարը վաղուց է քննարկվել։ Դրանք ստեղծելը ժամանակակից տեխնոլոգիաների ուժերի սահմաններում է: Դեռևս չլուծված խնդիրներ՝ գործարկման նպատակներ և մեթոդներ.

Breakthrough Starshot-ում առաջարկված արձակման մեթոդը՝ թեթև առագաստ, որը զգում է լազերային ճառագայթի ճնշումը, դեռ իրագործելի չէ, քանի որ չկան ոչ գիգավատտ շարունակական ալիքի լազերներ, ոչ առագաստներ և զոնդ նյութեր, որոնք կարող են դիմակայել ճառագայթման հսկա ճառագայթներին: Լազերային հզորության և զոնդերի արագացման տևողության վերաբերյալ գնահատականները բավականին ճիշտ են, բայց ես կասկածում եմ, որ այդ պահանջները խելամիտ ժամկետներում կիրականանան։

Հրթիռային պաշտպանության նպատակով նրանք փորձեցին ստեղծել նմանատիպ, բայց պակաս հզոր լազերներ, բայց դա հնարավոր չեղավ, չնայած բարձր ծախսերին, նման լազերներ անհրաժեշտ են ոչ միայն ռազմական, այլ նաև ջերմամիջուկային էներգիայի և վտանգավոր աստերոիդների դեմ պայքարի համար։ Բայց որպես միջաստղային զոնդերի արձակման մեթոդ՝ լազերային արագացումը ինձ անհեռանկարային է թվում։

Կասկածելի է նաև մոլորակի կողքով մոտ 100000 կմ/վ արագությամբ թռչող նանոզոնդի կարողությունը՝ մանրամասն ուսումնասիրելու այս մոլորակը։ Այն մասին, թե ինչպես փոխանցել հավաքագրված տվյալները Երկիր, Միլների նախագիծը շատ աղոտ է ասված, ուստի քննարկելու բան դեռ չկա։

Նախագծի արդյունավետությունը «ակնկալվող արդյունք/արժեք» պարամետրի առումով ինձ շատ ցածր է թվում: Եթե նույն միջոցները ներդրվեն ցամաքային և տիեզերական աստղադիտակների կառուցման մեջ, ապա ավելի արագ կստացվի Երկրի նման մոլորակների ուսումնասիրության արդյունքը։

Սովորաբար գիտնականներն իրենց փոքր միջոցները, այսինքն՝ հարկատուների փողերը, փորձում են օգտագործել տնտեսապես, որպես կանոն՝ հույսը դնելով երաշխավորված արդյունքի վրա։ Բայց եթե հարուստ ռոմանտիկը, ինչպես իրեն ցույց է տալիս Յուրի Միլները, ցանկանում է բեկում մտցնել, ապա ինչո՞ւ անհանգստացնել նրան: Շատ հեղինակավոր թիմ է հավաքել, իր փողերը ծախսում է։ Այս նախագծին կարելի է միայն հաջողություն մաղթել, թեկուզ մասնակի։ Եվ իմ հնարավորությունների և գիտելիքների չափով օգնել նրան: |

Արվեստագետի տեսարանները հիպոթետիկ մոլորակից, որը պտտվում է Alpha Centauri B

Երբ դա հնարավոր կլինի

«Կառուցապատողներն առնվազն 20 տարի են հատկացնում նախագծի տեխնիկական իրականացմանը և բավականին լուրջ միջոցներ են ներդնում սկզբնական փուլի համար։ ՆԱՍԱ-ն մեկ տարի առաջ աջակցել է նույն նախագծին՝ հատկացնելով 100,000 դոլար դրամաշնորհ, ժամանակակից քաղաքակրթությունն արդեն զարգանում է այն ուղղություններով, որոնց վրա հիմնվում են նախագծի հեղինակները։ Օրինակ, ֆոտոնիկայի և նանոտեխնոլոգիայի զարգացումը թույլ է տալիս ենթադրել, որ 10–20 տարի հետո հնարավոր կլինի ստեղծել փոստային նամականիշի չափով լիարժեք տիեզերանավ։ Այժմ դուք պետք է ներդրումներ կատարեք ճիշտ զարգացումների մեջ, որպեսզի ստանաք երկարաժամկետ արդյունք։ Ավելին, աստղեր թռիչքի համար նման տիեզերանավ ստեղծելով, հնարավոր է էապես փոխել մերձերկրային արբանյակների շուկան, այսինքն՝ խոստումնալից ֆանտաստիկ զարգացումը նույնպես ազդեցություն կունենա մերձերկրյա կիրառական արդյունաբերության վրա։

Ամբողջ ձեռնարկության ամենաթույլ և միևնույն ժամանակ ամենաուժեղ կողմը բավականին հզոր լազերային ատրճանակն է։ Երկրի վրա այն ստեղծելը զուտ ինժեներական խնդիր է, որը հիմնված է միայն ֆինանսավորման վրա: Եթե անհրաժեշտ է բարձրացնել դրա արդյունավետությունը, ապա պետք է լազերը տանել տիեզերք, իսկ այստեղ, բացի տնտեսական ու տեխնիկական հարցերից, կա նաև մարդասիրական հարց՝ ո՞վ է կառավարելու այս հրացանը։ Միջաստեղային փոստային նամականիշների թողարկումից ազատ ժամանակ այս թնդանոթը կարող է գոլորշիացնել տիեզերական բեկորները, շեղել Երկիր թռչող աստերոիդները, էներգիա փոխանցել երկրային էլեկտրակայաններին, բայց կարող է նույնքան լավ տապակել անընդունելի ռեժիմների առաջնորդներին կամ անընդունելի երկրների տանկերի սյուներին: Պատրա՞ստ է մարդկությունը նման իշխանությունը հանձնել մի ձեռքի։ Այս հարցն ավելի դժվար է, քան վիճելը, թե քանի արբանյակ կտեղավորվի ասեղի ծայրին»։

Ո՞րն է առաքելության հիմնական նպատակը

Ալեքսանդր Ռոդեն«Ամենահետաքրքիրը ոչ թե ֆիզիկայի կամ ճարտարագիտության ոլորտում է, այլ զանգվածային գիտակցության վերահսկման: Հրապարակայնորեն հայտարարվում է անհասանելի նպատակ, սահմանվում է վերջնաժամկետ, որը չի ենթադրում պատասխանատվություն, և, որ ամենակարևորն է, պատմությունը չի խեղաթյուրվում լրատվամիջոցներում։ Ընդ որում, ասվում է, որ ներդրումների չափը շատ համեստ է. հայտարարագրված 100 մլն դոլարը քսան տարվա կտրվածքով համապատասխանում է մեկ խոշոր լաբորատորիայի բյուջեին։ Եզրակացությունն ինքնին հուշում է. ոչ ոք ոչ մի տեղ չի պատրաստվում թռչել, և ամբողջ պատմությունը հորինվել է այլ նպատակով։

> > Որքա՞ն ժամանակ կպահանջվի մոտակա աստղին հասնելու համար:

Պարզել, որքան ժամանակ թռչել մոտակա աստղինԱրեգակից հետո Երկրին ամենամոտ աստղը, Պրոքսիմա Կենտավրոսի հեռավորությունը, արձակումների նկարագրությունը, նոր տեխնոլոգիաները:

Ժամանակակից մարդկությունը ջանքեր է ծախսում հայրենի արեգակնային համակարգի զարգացման վրա: Բայց արդյո՞ք մենք կկարողանանք հետախուզման գնալ հարևան աստղի մոտ: Եվ քանիսը ժամանակն է ճանապարհորդել դեպի մոտակա աստղը? Սրան կարելի է պատասխանել շատ պարզ կամ խորանալ գիտաֆանտաստիկայի տիրույթում:

Եթե խոսենք այսօրվա տեխնոլոգիաների դիրքերից, իրական թվերը կվախեցնեն էնտուզիաստներին և երազողներին։ Չմոռանանք, որ տարածքն աներևակայելի մեծ է, և մեր ռեսուրսները դեռ սահմանափակ են:

Երկիր մոլորակին ամենամոտ աստղն է. Սա հիմնական հաջորդականության միջին ներկայացուցիչն է։ Բայց մեր շուրջը շատ հարևաններ կան, ուստի մենք արդեն կարող ենք ստեղծել մի ամբողջ երթուղու քարտեզ: Բայց որքա՞ն ժամանակ է պահանջվում այնտեղ հասնելու համար:

Ո՞ր աստղն է ամենամոտ

Երկրին ամենամոտ աստղը Proxima Centauri-ն է, ուստի առայժմ ձեր հաշվարկները պետք է հիմնեք նրա բնութագրերի հիման վրա: Այն Ալֆա Կենտավրոսի եռակի համակարգի մի մասն է և մեզնից հեռու է 4,24 լուսատարի հեռավորության վրա։ Այն մեկուսացված կարմիր թզուկ է, որը գտնվում է երկուական աստղից 0,13 լուսային տարի հեռավորության վրա։

Հենց որ բացվում է միջաստղային ճանապարհորդության թեման, բոլորն անմիջապես մտածում են դեֆորմացիայի արագության և ճիճուների մեջ ցատկելու մասին։ Բայց դրանք բոլորը կամ անհասանելի են, կամ բացարձակապես անհնարին։ Ցավոք, ցանկացած հեռահար առաքելություն կպահանջի մեկից ավելի սերունդ: Սկսենք ամենադանդաղ մեթոդներից:

Որքա՞ն ժամանակ կպահանջվի այսօր մոտակա աստղին ճանապարհորդելու համար

Հեշտ է հաշվարկներ կատարել՝ հիմնվելով առկա տեխնիկայի և մեր համակարգի սահմանների վրա: Օրինակ, New Horizons առաքելությունն օգտագործել է 16 հիդրազինային մոնոպելլանտային շարժիչներ: Հասնելու համար պահանջվեց 8 ժամ 35 րոպե: Սակայն SMART-1 առաքելությունը հիմնված էր իոնային շարժիչների վրա և 13 ամիս և երկու շաբաթ ճանապարհորդեց դեպի երկրային արբանյակ:

Այսպիսով, մենք ունենք տրանսպորտային միջոցների մի քանի տարբերակներ: Բացի այդ, այն կարող է օգտագործվել կամ որպես հսկա գրավիտացիոն ճեղապարսատիկ: Բայց եթե մենք նախատեսում ենք գնալ այսքան հեռու, մենք պետք է ստուգենք բոլոր հնարավոր տարբերակները:

Այժմ խոսքը ոչ միայն առկա տեխնոլոգիաների մասին է, այլեւ նրանց, որոնք տեսականորեն կարելի է ստեղծել։ Դրանցից մի քանիսն արդեն փորձարկվել են առաքելությունների ժամանակ, իսկ մյուսները կազմվել են միայն գծագրերի տեսքով:

Իոնային ուժ

Սա ամենադանդաղ ճանապարհն է, բայց տնտեսապես: Մի քանի տասնամյակ առաջ իոնային շարժիչը համարվում էր ֆանտաստիկ: Բայց հիմա այն օգտագործվում է բազմաթիվ սարքերում։ Օրինակ՝ SMART-1 առաքելությունն իր օգնությամբ հասել է Լուսին։ Այս դեպքում օգտագործվել է արևային մարտկոցներով տարբերակը։ Այսպիսով, նա ծախսել է ընդամենը 82 կգ քսենոնային վառելիք։ Այստեղ մենք շահում ենք արդյունավետությամբ, բայց հաստատ ոչ արագությամբ։

Առաջին անգամ իոնային շարժիչ է օգտագործվել Deep Space 1-ի համար, որը թռչում է (1998 թ.): Սարքն օգտագործում էր նույն տեսակի շարժիչ, ինչ SMART-1-ը՝ օգտագործելով ընդամենը 81,5 կգ վառելիք: 20 ամիս ճանապարհորդության ընթացքում նրան հաջողվել է արագացնել մինչև 56000 կմ/ժ արագություն:

Իոնային տեսակը համարվում է շատ ավելի խնայող, քան հրթիռային տեխնոլոգիան, քանի որ պայթուցիկի միավորի զանգվածի վրա մղումը շատ ավելի բարձր է: Բայց արագացնելու համար երկար ժամանակ է պահանջվում։ Եթե պլանավորվեր դրանք օգտագործել Երկրից Պրոքսիմա Կենտավրի ճանապարհորդելու համար, ապա հրթիռային վառելիքի մեծ քանակություն կպահանջվեր։ Թեեւ կարելի է հիմք ընդունել նախորդ ցուցանիշները։ Այսպիսով, եթե սարքը շարժվի 56000 կմ/ժ արագությամբ, ապա այն կանցնի 4,24 լուսատարի տարածություն մարդկային 2700 սերունդների ընթացքում։ Այսպիսով, այն քիչ հավանական է, որ օգտագործվի օդաչուների թռիչքի համար:

Իհարկե, եթե այն լցնում եք հսկայական քանակությամբ վառելիքով, կարող եք արագությունը մեծացնել։ Բայց ժամանման ժամանակը դեռ կպահանջի ստանդարտ մարդկային կյանք:

Օգնություն գրավիտացիայից

Սա հանրաճանաչ մեթոդ է, քանի որ այն թույլ է տալիս օգտագործել ուղեծիր և մոլորակային գրավիտացիա՝ երթուղին և արագությունը փոխելու համար: Այն հաճախ օգտագործվում է դեպի գազային հսկաներ ճանապարհորդելու համար՝ արագությունը մեծացնելու համար: Mariner 10-ն առաջին անգամ փորձեց սա: Նա հույսը դրեց Վեներայի ձգողության վրա՝ հասնելու համար (1974թ. փետրվար): 80-ականներին «Վոյաջեր 1»-ը օգտագործեց Սատուրնի և Յուպիտերի արբանյակները՝ արագացնելու մինչև 60000 կմ/ժ արագություն և միջաստեղային տարածություն գնալու համար:

Սակայն գրավիտացիայի միջոցով ձեռք բերված արագության ռեկորդակիրը Հելիոս-2 առաքելությունն էր, որը գնաց միջմոլորակային միջավայրի ուսումնասիրությանը 1976 թվականին:

190-օրյա ուղեծրի մեծ էքսցենտրիկության պատճառով սարքը կարողացել է արագացնել մինչև 240000 կմ/ժ արագություն։ Դրա համար օգտագործվել է միայն արեգակնային գրավիտացիա։

Դե, եթե «Վոյաջեր 1»-ն ուղարկենք 60000 կմ/ժ արագությամբ, ապա պետք է սպասենք 76000 տարի: Հելիոս 2-ի համար կպահանջվեր 19000 տարի: Դա ավելի արագ է, բայց ոչ բավարար:

Էլեկտրամագնիսական շարժիչ

Կա ևս մեկ միջոց՝ ռադիոհաճախականության ռեզոնանսային շարժիչ (EmDrive), որն առաջարկել է Ռոջեր Շավիրը 2001 թվականին։ Այն հիմնված է այն փաստի վրա, որ էլեկտրամագնիսական միկրոալիքային ռեզոնատորները կարող են էլեկտրական էներգիան վերածել ձգողականության:

Մինչ սովորական էլեկտրամագնիսական շարժիչները նախատեսված են որոշակի տեսակի զանգված տեղափոխելու համար, այս մեկը չի օգտագործում ռեակցիայի զանգված և չի արտադրում ուղղորդված ճառագայթում: Այս տեսակետը հանդիպեց մեծ թերահավատության, քանի որ այն խախտում է իմպուլսի պահպանման օրենքը. իմպուլսի համակարգը համակարգի ներսում մնում է հաստատուն և փոխվում է միայն ուժի ազդեցությամբ:

Սակայն վերջին փորձերը կամաց-կամաց որսագող են անում կողմնակիցներին: 2015 թվականի ապրիլին հետազոտողները հայտարարեցին, որ իրենք հաջողությամբ փորձարկել են սկավառակը վակուումում (նշանակում է, որ այն կարող է գործել տիեզերքում): Հուլիսին նրանք արդեն կառուցել էին շարժիչի սեփական տարբերակը և ցույց տվեցին նկատելի ուժ։

2010 թվականին Հուանգ Յանը ստանձնեց մի շարք հոդվածներ։ Նա ավարտեց իր վերջին աշխատանքը 2012 թվականին, որտեղ նա հայտնեց ավելի բարձր մուտքային հզորություն (2,5 կՎտ) և փորձարկեց մղման պայմանները (720 մՆ): 2014 թվականին նա նաև որոշ մանրամասներ է ավելացրել ներքին ջերմաստիճանի փոփոխությունների օգտագործման վերաբերյալ, որոնք հաստատել են համակարգի գործունակությունը։

Եթե հավատաք հաշվարկներին, ապա նման շարժիչով սարքը կարող է թռչել Պլուտոն 18 ամսում։ Սրանք կարևոր արդյունքներ են, քանի որ դրանք ներկայացնում են New Horizons-ի ծախսած ժամանակի 1/6-ը: Լավ է հնչում, բայց չնայած դրան, Պրոքսիմա Կենտավրի ճանապարհորդելու համար կպահանջվի 13000 տարի: Ավելին, մենք դեռևս 100% վստահություն չունենք դրա արդյունավետության վրա, ուստի իմաստ չունի սկսել զարգացումը։

Միջուկային ջերմային և էլեկտրական սարքավորումներ

ՆԱՍԱ-ն արդեն տասնամյակներ շարունակ ուսումնասիրում է միջուկային շարժիչը: Ռեակտորներն օգտագործում են ուրան կամ դեյտերիում հեղուկ ջրածինը տաքացնելու համար՝ այն վերածելով իոնացված ջրածնի գազի (պլազմայի)։ Այնուհետև այն ուղարկվում է հրթիռի վարդակով, որպեսզի ձևավորի մղում:

Ատոմային հրթիռային էլեկտրակայանը պարունակում է նույն սկզբնական ռեակտորը, որը ջերմությունն ու էներգիան վերածում է էլեկտրական էներգիայի: Երկու դեպքում էլ հրթիռը հենվում է միջուկային տրոհման կամ միաձուլման վրա՝ շարժիչ համակարգեր ստեղծելու համար:

Քիմիական շարժիչների համեմատությամբ մենք ստանում ենք մի շարք առավելություններ. Սկսենք էներգիայի անսահմանափակ խտությունից: Բացի այդ, ավելի բարձր ձգողականությունը երաշխավորված է: Դա կնվազեցնի վառելիքի սպառման մակարդակը, հետևաբար, կնվազեցնի արձակման զանգվածը և առաքելությունների արժեքը:

Մինչ այժմ գործարկված ոչ մի միջուկային-ջերմային շարժիչ չի եղել։ Բայց կան բազմաթիվ հասկացություններ: Դրանք տատանվում են ավանդական պինդ կառուցվածքներից մինչև հեղուկ կամ գազային միջուկների վրա հիմնված կառույցներ: Չնայած այս բոլոր առավելություններին, ամենաբարդ կոնցեպտը հասնում է 5000 վայրկյանի առավելագույն հատուկ իմպուլսի: Եթե դուք օգտագործում եք նմանատիպ շարժիչ՝ ճանապարհորդելու համար, երբ մոլորակը գտնվում է 55,000,000 կմ հեռավորության վրա («ընդդիմադիր» դիրքը), ապա դրա համար կպահանջվի 90 օր։

Բայց, եթե այն ուղարկենք Պրոքսիմա Կենտավուրի մոտ, ապա դարեր կպահանջվեն, որպեսզի արագացումը լույսի արագությամբ շարժվի։ Դրանից հետո մի քանի տասնամյակ կպահանջվեր ճանապարհորդելու համար և ևս մեկ դար՝ դանդաղեցնելու համար: Ընդհանուր առմամբ, ժամկետը կրճատվում է մինչև հազար տարի: Հիանալի է միջմոլորակային ճանապարհորդության համար, բայց դեռ լավ չէ միջաստղային ճանապարհորդության համար:

Տեսականորեն

Հավանաբար դուք արդեն հասկացել եք, որ ժամանակակից տեխնոլոգիաները բավականին դանդաղ են կարողանում հաղթահարել նման երկար տարածությունները։ Եթե մենք ուզում ենք դա անել մեկ սերնդի ընթացքում, ապա պետք է ինչ-որ բեկում մտնենք: Եվ եթե որդանները դեռ փոշի են հավաքում գիտաֆանտաստիկ գրքերի էջերում, ապա մենք ունենք մի քանի իրական գաղափարներ։

Միջուկային իմպուլսային շարժում

Այս գաղափարը մշակել է Ստանիսլավ Ուլամը դեռ 1946 թվականին։ Նախագիծը սկսվել է 1958 թվականին և շարունակվել մինչև 1963 թվականը՝ Orion անունով։

Օրիոնը նախատեսում էր օգտագործել իմպուլսիվ միջուկային պայթյունների ուժը՝ բարձր կոնկրետ իմպուլսով ուժեղ հրում ստեղծելու համար։ Այսինքն՝ մենք ունենք մեծ տիեզերանավ՝ ջերմամիջուկային մարտագլխիկների հսկայական պաշարով։ Անցնելու ժամանակ մենք օգտագործում ենք պայթեցման ալիք հետևի հարթակի վրա («մղիչ»): Յուրաքանչյուր պայթյունից հետո մղիչ բարձիկը կլանում է ուժը և մղումը վերածում իմպուլսի:

Բնականաբար, ժամանակակից աշխարհում մեթոդը զուրկ է նրբագեղությունից, սակայն երաշխավորում է անհրաժեշտ ազդակը։ Նախնական հաշվարկներով՝ այս դեպքում հնարավոր է հասնել լույսի արագության 5%-ին (5,4 x 10 7 կմ/ժ)։ Բայց դիզայնը տառապում է թերություններից: Սկսենք նրանից, որ նման նավը շատ թանկ կարժենար, և այն կկշռեր 400.000-4.000.000 տոննա։ Ավելին, քաշի ¾-ը ներկայացված է միջուկային ռումբերով (դրանցից յուրաքանչյուրը հասնում է 1 մետրիկ տոննայի):

Գործարկման ընդհանուր արժեքը այն ժամանակ կհասցներ 367 միլիարդ դոլարի (այսօր՝ 2,5 տրիլիոն դոլար): Խնդիր կա նաև առաջացած ճառագայթման և միջուկային թափոնների հետ կապված։ Ենթադրվում է, որ հենց դրա պատճառով էլ նախագիծը դադարեցվել է 1963 թվականին։

միջուկային միաձուլում

Այստեղ օգտագործվում են ջերմամիջուկային ռեակցիաներ, որոնց շնորհիվ առաջանում է մղում։ Էներգիան արտադրվում է, երբ դեյտերիում/հելիում-3 գնդիկները բռնկվում են ռեակցիայի խցիկում իներցիոն սահմանափակման միջոցով՝ օգտագործելով էլեկտրոնային ճառագայթներ: Նման ռեակտորը վայրկյանում կպայթեցնի 250 գնդիկ՝ ստեղծելով բարձր էներգիայի պլազմա։

Նման զարգացման դեպքում վառելիքը խնայվում է և հատուկ թափ է ստեղծվում։ Հասանելի արագություն - 10600 կմ (զգալիորեն ավելի արագ, քան ստանդարտ հրթիռները): Վերջերս ավելի ու ավելի շատ մարդիկ են հետաքրքրվում այս տեխնոլոգիայով:

1973-1978 թթ. Բրիտանական միջմոլորակային հասարակությունը ստեղծել է տեխնիկատնտեսական հիմնավորում՝ «Դեդալուս» նախագիծը: Այն հիմնված էր միաձուլման տեխնոլոգիայի ներկայիս գիտելիքների և երկաստիճան անօդաչու զոնդի առկայության վրա, որը կարող էր հասնել Բարնարդի աստղին (5,9 լուսային տարի) մեկ կյանքի ընթացքում:

Առաջին փուլը կաշխատի 2,05 տարի և թույլ կտա նավը արագացնել մինչև լույսի արագության 7,1%-ը։ Հետո այն կթողնեն, և շարժիչը կգործարկվի՝ 1,8 տարում արագությունը հասցնելով 12%-ի։ Դրանից հետո երկրորդ փուլի շարժիչը կկանգնի, և նավը կշարժվի 46 տարի։

Ընդհանուր առմամբ, նավը աստղին կհասնի 50 տարի հետո։ Եթե այն ուղարկեք Proxima Centauri-ին, ապա ժամանակը կկրճատվի մինչև 36 տարի։ Բայց այս տեխնոլոգիան նույնպես խոչընդոտների է հանդիպել։ Սկսենք նրանից, որ հելիում-3-ը պետք է արդյունահանվի լուսնի վրա: Իսկ ռեակցիան, որն ակտիվացնում է տիեզերանավի շարժումը, պահանջում է, որ արձակված էներգիան գերազանցի արձակման համար օգտագործվող էներգիան: Եվ չնայած փորձարկումները լավ են անցել, մենք դեռ չունենք այն ուժը, որն անհրաժեշտ է միջաստղային տիեզերանավը սնուցելու համար:

Դե, չմոռանանք գումարը։ 30 մեգատոնանոց հրթիռի մեկ արձակումը ՆԱՍԱ-ին արժենում է 5 միլիարդ դոլար: Այսպիսով, Daedalus նախագիծը կկշռեր 60,000 մեգատոն: Բացի այդ, անհրաժեշտ կլինի նոր տեսակի միաձուլման ռեակտոր, որը նույնպես չի տեղավորվում բյուջեի մեջ։

ramjet շարժիչ

Այս գաղափարն առաջարկել է Ռոբերտ Բուսսարդը 1960 թվականին։ Դուք կարող եք դա պատկերացնել որպես միջուկային միաձուլման բարելավված ձև: Այն օգտագործում է մագնիսական դաշտեր՝ ջրածնային վառելիքը սեղմելու համար, մինչև միաձուլումը ակտիվանա: Բայց այստեղ ստեղծվում է հսկայական էլեկտրամագնիսական ձագար, որը միջաստղային միջավայրից «դուրս է հանում» ջրածինը և որպես վառելիք նետում ռեակտոր։

Նավը կբարձրացնի արագությունը և կստիպի, որ սեղմված մագնիսական դաշտը հասնի միաձուլման գործընթացին: Դրանից հետո այն կվերահղի էներգիան արտանետվող գազերի տեսքով շարժիչի վարդակով և կարագացնի շարժումը։ Առանց այլ վառելիքի օգտագործման, դուք կարող եք հասնել լույսի արագության 4%-ին և գնալ գալակտիկայի ցանկացած կետ:

Բայց այս սխեման ունի թերությունների հսկայական փունջ։ Դիմադրության խնդիրն անմիջապես առաջանում է. Վառելիք կուտակելու համար նավը պետք է մեծացնի իր արագությունը։ Բայց այն հանդիպում է հսկայական քանակությամբ ջրածնի, ուստի այն կարող է դանդաղեցնել, հատկապես, երբ այն հայտնվում է խիտ շրջաններում: Բացի այդ, տիեզերքում շատ դժվար է գտնել դեյտերիում և տրիտում։ Բայց այս հասկացությունը հաճախ օգտագործվում է գիտաֆանտաստիկ գրականության մեջ: Ամենահայտնի օրինակը Star Trek-ն է:

լազերային առագաստ

Գումար խնայելու նպատակով արևային առագաստները շատ երկար ժամանակ օգտագործվել են արեգակնային համակարգով տրանսպորտային միջոցներ տեղափոխելու համար: Թեթև են և էժան, բացի այդ, վառելիք չեն պահանջում։ Առագաստն օգտագործում է աստղերի ճառագայթման ճնշումը։

Բայց միջաստեղային ճանապարհորդության համար նման կառուցվածք օգտագործելու համար անհրաժեշտ է այն կառավարել կենտրոնացված էներգիայի ճառագայթներով (լազերներ և միկրոալիքներ): Միայն այս կերպ այն կարող է արագացվել լույսի արագությանը մոտ նշագծին: Այս հայեցակարգը մշակվել է Ռոբերտ Ֆորդի կողմից 1984 թվականին:

Եզրակացությունն այն է, որ արևային առագաստի բոլոր առավելությունները պահպանվում են: Եվ չնայած լազերային արագացման համար ժամանակ կպահանջվի, սահմանը միայն լույսի արագությունն է: 2000 թվականի ուսումնասիրությունը ցույց է տվել, որ լազերային առագաստը լույսի արագության կեսին կարող է հասնել 10 տարուց պակաս ժամանակում։ Եթե առագաստի չափը 320 կմ է, ապա այն իր նպատակակետին կհասնի 12 տարի հետո։ Իսկ եթե հասցնես 954 կմ, ապա 9 տարում։

Բայց դրա արտադրության համար անհրաժեշտ է օգտագործել առաջադեմ կոմպոզիտներ՝ հալվելուց խուսափելու համար։ Մի մոռացեք, որ այն պետք է հասնի հսկայական չափի, ուստի գինը բարձր կլինի: Բացի այդ, դուք ստիպված կլինեք գումար ծախսել հզոր լազեր ստեղծելու վրա, որը կարող է ապահովել նման բարձր արագությունների կառավարում: Լազերը սպառում է 17000 տերավատ ուղիղ հոսանք։ Որպեսզի հասկանաք, սա այն էներգիայի քանակն է, որը ամբողջ մոլորակը սպառում է մեկ օրվա ընթացքում:

հականյութ

Սա մի նյութ է, որը ներկայացված է հակամասնիկներով, որոնք հասնում են նույն զանգվածին, ինչ սովորականները, բայց ունեն հակառակ լիցք։ Նման մեխանիզմը կօգտագործի նյութի և հականյութի փոխազդեցությունը՝ էներգիա առաջացնելու և մղում ստեղծելու համար:

Ընդհանուր առմամբ, նման շարժիչում ներգրավված են ջրածնի և հակաջրածնի մասնիկներ: Ընդ որում, նման ռեակցիայի ժամանակ արտազատվում է նույն քանակությամբ էներգիա, ինչ ջերմամիջուկային ռումբում, ինչպես նաև լույսի արագության 1/3-ով շարժվող ենթաատոմային մասնիկների ալիք։

Այս տեխնոլոգիայի առավելությունն այն է, որ զանգվածի մեծ մասը վերածվում է էներգիայի, ինչը կստեղծի ավելի մեծ էներգիայի խտություն և հատուկ իմպուլս։ Արդյունքում մենք կստանանք ամենաարագ և ամենաէժան տիեզերանավը։ Եթե սովորական հրթիռն օգտագործում է տոննաներով քիմիական վառելիք, ապա հակամատերային շարժիչը ծախսում է ընդամենը մի քանի միլիգրամ նույն գործողությունների վրա: Նման տեխնոլոգիան հիանալի տարբերակ կլիներ դեպի Մարս մեկնելու համար, սակայն այն չի կարող կիրառվել մեկ այլ աստղի վրա, քանի որ վառելիքի քանակն աճում է երկրաչափական (ծախսերի հետ մեկտեղ):

Երկաստիճան հակամատերային հրթիռի համար 40 տարվա թռիչքի համար կպահանջվի 900,000 տոննա վառելիք: Դժվարությունն այն է, որ 1 գրամ հականյութի արդյունահանման համար կպահանջվի 25 միլիոն կվտ/ժ էներգիա և ավելի քան մեկ տրիլիոն դոլար։ Այս պահին մենք ունենք ընդամենը 20 նանոգրամ: Բայց այդպիսի նավն ունակ է արագանալ լույսի արագության կեսին և 8 տարում թռչել Կենտավրոս համաստեղության Պրոքսիմա Կենտավրի աստղ: Բայց այն կշռում է 400 Mt և ծախսում է 170 տոննա հականյութ:

Որպես խնդրի լուծում՝ նրանք առաջարկել են «Հականյութական հրթիռային միջաստղային հետազոտական համակարգի վակուումի» մշակումը։ Այստեղ կարելի է օգտագործել մեծ լազերներ, որոնք դատարկ տարածության մեջ կրակելիս հակամատերի մասնիկներ են ստեղծում:

Գաղափարը հիմնված է նաև տիեզերքից վառելիքի օգտագործման վրա։ Բայց կրկին բարձր գնի պահ կա։ Բացի այդ, մարդկությունը պարզապես չի կարող նման քանակությամբ հակամատերիա ստեղծել։ Կա նաև ճառագայթման վտանգ, քանի որ նյութ-հականյութի ոչնչացումը կարող է առաջացնել բարձր էներգիայի գամմա ճառագայթների պայթյուններ: Անհրաժեշտ կլինի ոչ միայն անձնակազմին պաշտպանել հատուկ էկրաններով, այլև վերազինել շարժիչները։ Հետեւաբար, գործիքը գործնականում զիջում է:

Bubble Alcubierre

1994 թվականին այն առաջարկվել է մեքսիկացի ֆիզիկոս Միգել Ալկուբիերի կողմից։ Նա ցանկանում էր ստեղծել մի գործիք, որը չէր խախտի հարաբերականության հատուկ տեսությունը։ Նա առաջարկում է տարածություն-ժամանակի հյուսվածքը ալիքով ձգել։ Տեսականորեն դա կհանգեցնի նրան, որ օբյեկտի դիմաց հեռավորությունը կկրճատվի, իսկ հետևում կընդլայնվի:

Ալիքի ներսում հայտնված նավը կկարողանա շարժվել հարաբերական արագություններից այն կողմ: Ինքը՝ «աղավաղված պղպջակում» գտնվող նավը չի շարժվի, ուստի տարածություն-ժամանակի կանոնները չեն գործում։

Եթե խոսենք արագության մասին, ապա սա «ավելի արագ է, քան լույսը», բայց այն առումով, որ նավն իր նպատակակետին կհասնի ավելի արագ, քան լույսի ճառագայթը, որն անցել է պղպջակից այն կողմ։ Հաշվարկները ցույց են տալիս, որ այն նշանակետին կհասնի 4 տարի հետո։ Եթե մտածում եք տեսականորեն, ապա սա ամենաարագ մեթոդն է։

Բայց այս սխեման հաշվի չի առնում քվանտային մեխանիկա և տեխնիկապես զրոյացված է Ամեն ինչի տեսությամբ։ Պահանջվող էներգիայի քանակի հաշվարկները նույնպես ցույց տվեցին, որ չափազանց մեծ հզորություն է պահանջվելու։ Իսկ անվտանգության հարցերին դեռ չենք անդրադարձել։

Սակայն 2012-ին խոսվում էր, որ այս մեթոդը փորձարկվում է։ Գիտնականները պնդում էին, որ կառուցել են ինտերֆերոմետր, որը կարող է հայտնաբերել աղավաղումները տիեզերքում: 2013 թվականին վակուումային պայմաններում ռեակտիվ շարժիչ լաբորատորիայում փորձ է իրականացվել։ Եզրափակելով, արդյունքներն անորոշ էին: Եթե խորանաք, կարող եք հասկանալ, որ այս սխեման խախտում է բնության հիմնարար օրենքներից մեկը կամ մի քանիսը:

Ի՞նչ է բխում սրանից։ Եթե հույս ունեիք, որ կվերադարձնեք դեպի աստղ, ապա շանսերը աներևակայելի ցածր են: Բայց, եթե մարդկությունը որոշել է տիեզերական տապան կառուցել և մարդկանց ուղարկել դարավոր ճանապարհորդության, ապա ամեն ինչ հնարավոր է։ Իհարկե, սա առայժմ միայն խոսակցություն է։ Սակայն գիտնականներն ավելի ակտիվ կլինեին նման տեխնոլոգիաների ոլորտում, եթե մեր մոլորակը կամ համակարգը իրական վտանգի մեջ հայտնվեր: Այնուհետև մեկ այլ աստղ մեկնելը գոյատևման խնդիր կլիներ:

Առայժմ մենք կարող ենք միայն հերկել և ուսումնասիրել մեր հայրենի համակարգի տարածությունները՝ հուսալով, որ ապագայում կհայտնվի նոր մեթոդ, որը հնարավորություն կտա իրականացնել միջաստղային տարանցումները։

Մեր կյանքի ինչ-որ պահի մեզանից յուրաքանչյուրը տվել է այս հարցը՝ որքա՞ն ժամանակ է պահանջվում դեպի աստղեր թռչելու համար: Հնարավո՞ր է արդյոք նման թռիչք կատարել մեկ մարդու կյանքում, կարո՞ղ են նման թռիչքները դառնալ առօրյա կյանքի նորմա։ Այս բարդ հարցի պատասխանները շատ են՝ կախված նրանից, թե ով է հարցնում: Ոմանք պարզ են, մյուսները ավելի բարդ են: Համապարփակ պատասխան գտնելու համար չափազանց շատ բաներ կան, որ պետք է հաշվի առնել:

Ցավոք, իրական գնահատականներ գոյություն չունեն, որոնք կօգնեն գտնել նման պատասխան, և դա հիասթափեցնող է ֆուտուրոլոգների և միջաստեղային ճանապարհորդությունների սիրահարների համար: Ուզենք, թե ոչ, տարածքը շատ մեծ է (և բարդ), և մեր տեխնոլոգիան դեռ սահմանափակ է: Բայց եթե մենք երբևէ որոշենք լքել «հարազատ բույնը», մենք մի քանի ճանապարհ կունենանք հասնելու մեր գալակտիկայի մոտակա աստղային համակարգին:

Մեր Երկրին ամենամոտ աստղը Արեգակն է, որը բավականին «միջին» աստղ է՝ ըստ Հերցպրունգ-Ռասել «հիմնական հաջորդականության» սխեմայի: Սա նշանակում է, որ աստղը շատ կայուն է և բավականաչափ արևի լույս է ապահովում մեր մոլորակի վրա կյանքի զարգացման համար: Մենք գիտենք, որ մեր Արեգակնային համակարգի մոտ աստղերի շուրջ պտտվող այլ մոլորակներ կան, և այդ աստղերից շատերը նման են մեր մոլորակներին:

Ապագայում, եթե մարդկությունը ցանկանա լքել Արեգակնային համակարգը, մենք կունենանք աստղերի հսկայական ընտրություն, որոնց մոտ կարող ենք գնալ, և նրանցից շատերը կարող են կյանքի համար բարենպաստ պայմաններ ունենալ: Բայց ո՞ւր ենք գնում և ինչքա՞ն ժամանակ կպահանջվի այնտեղ հասնելու համար: Մի մոռացեք, որ այս ամենը միայն ենթադրություններ են, և այս պահին միջաստեղային ճանապարհորդության ուղեցույցներ չկան: Դե, ինչպես Գագարինն ասաց, գնանք։

Հասնել աստղին
Ինչպես արդեն նշվեց, մեր արեգակնային համակարգին ամենամոտ աստղը Պրոքսիմա Կենտավրսն է, և, հետևաբար, շատ իմաստալից է սկսել նրանից միջաստեղային առաքելություն ծրագրել: Որպես Alpha Centauri եռակի աստղային համակարգի մաս՝ Proxima-ն գտնվում է Երկրից 4,24 լուսատարի (1,3 պարսեկ) հեռավորության վրա։ Alpha Centauri-ն, ըստ էության, համակարգի երեքից ամենապայծառ աստղն է, որը Երկրից 4,37 լուսատարի հեռավորության վրա գտնվող ամուր երկուական համակարգի մի մասն է, մինչդեռ Proxima Centauri-ն (երեքից ամենամութը) մեկուսացված կարմիր թզուկ է 0,13 լուսատարի հեռավորության վրա: երկակի համակարգից։

Եվ մինչ միջաստեղային ճանապարհորդության մասին խոսակցությունները առաջացնում են ամենատարբեր «լույսից արագ» (FSL) ճանապարհորդությունների մասին մտքեր, որոնք տատանվում են աղավաղման արագություններից և ճիճու անցքերից մինչև ենթատիեզերական շարժիչներ, նման տեսությունները կա՛մ շատ գեղարվեստական են (ինչպես Ալկուբիերի շարժը), կա՛մ գոյություն ունեն միայն գիտաֆանտաստիկա.. Ցանկացած առաքելություն դեպի խորը տիեզերք ձգվելու է մարդկանց սերունդների վրա:

Այսպիսով, սկսած տիեզերական ճանապարհորդության ամենադանդաղ ձևերից մեկից, որքա՞ն ժամանակ է պահանջվում Պրոքսիմա Կենտավրի հասնելու համար:

Ժամանակակից մեթոդներ

Տիեզերքում ճանապարհորդության տևողությունը գնահատելու հարցը շատ ավելի պարզ է, եթե դրանում ներգրավված լինեն մեր արեգակնային համակարգի գոյություն ունեցող տեխնոլոգիաները և մարմինները: Օրինակ՝ օգտագործելով «Նոր Հորիզոններ» առաքելության կողմից օգտագործվող տեխնոլոգիան՝ հիդրազինային մոնոպելլանտային 16 շարժիչներ կարող են Լուսին հասնել ընդամենը 8 ժամ 35 րոպեում:

Գոյություն ունի նաև Եվրոպական տիեզերական գործակալության SMART-1 առաքելությունը, որը շարժվել է դեպի Լուսին իոնային շարժման միջոցով։ Այս հեղափոխական տեխնոլոգիայով, որի տարբերակն օգտագործել է նաև Dawn տիեզերական զոնդը՝ Վեստա հասնելու համար, SMART-1 առաքելությունից պահանջվել է մեկ տարի, մեկ ամիս և երկու շաբաթ Լուսին հասնելու համար:

Արագ հրթիռային տիեզերանավից մինչև տնտեսական իոնային շարժիչներ, մենք ունենք տեղական տարածությունում տեղաշարժվելու մի քանի տարբերակ, բացի այդ, դուք կարող եք օգտագործել Յուպիտերը կամ Սատուրնը որպես հսկայական գրավիտացիոն ճեղապարսատիկ: Այնուամենայնիվ, եթե մենք նախատեսում ենք մի փոքր առաջ գնալ, ապա ստիպված կլինենք բարձրացնել տեխնոլոգիայի հզորությունը և բացահայտել նոր հնարավորություններ:

Երբ մենք խոսում ենք հնարավոր մեթոդների մասին, մենք խոսում ենք նրանց մասին, որոնք ներառում են գոյություն ունեցող տեխնոլոգիաներ կամ դեռ չկան, բայց տեխնիկապես իրագործելի են: Դրանցից մի քանիսը, ինչպես կտեսնեք, ժամանակի փորձարկված են և հաստատված, իսկ մյուսները մնում են հարցականի տակ։ Մի խոսքով, դրանք ներկայացնում են հնարավոր, բայց շատ ժամանակատար և ֆինանսապես թանկ սցենար նույնիսկ մոտակա աստղին ճանապարհորդելու համար:

Իոնային շարժում

SMART-1-ն օգտագործում էր արևային էներգիայով աշխատող իոնային շարժիչներ, որոնցում էլեկտրական էներգիան հավաքվում էր արևային մարտկոցներով և օգտագործվում էր Hall-ի էֆեկտի շարժիչները սնուցելու համար: SMART-1-ը Լուսին հասնելու համար պահանջվեց ընդամենը 82 կիլոգրամ քսենոնային վառելիք: 1 կիլոգրամ քսենոնային վառելիքը ապահովում է դելտա-Վ 45 մ/վ: Սա շարժման չափազանց արդյունավետ ձև է, բայց հեռու ամենաարագից:

Առաջին առաքելություններից մեկը, որն կիրառեց իոնային մղիչ տեխնոլոգիան, 1998 թվականին Բորելի գիսաստղին Deep Space 1 առաքելությունն էր: DS1-ն օգտագործել է նաև քսենոնային շարժիչ և օգտագործել 81,5 կգ վառելիք: 20 ամսվա մղման ընթացքում DS1-ը գիսաստղի թռչելու պահին հասել է 56000 կմ/ժ արագության։

Իոնային մղիչներն ավելի խնայող են, քան հրթիռային տեխնոլոգիաները, քանի որ դրանց մղումը շարժիչի միավորի զանգվածի վրա (հատուկ իմպուլս) շատ ավելի բարձր է: Սակայն իոնային շարժիչները երկար ժամանակ են պահանջում տիեզերանավը զգալի արագությունների արագացնելու համար, և առավելագույն արագությունը կախված է վառելիքի օժանդակությունից և էներգիայի արտադրությունից:

Հետևաբար, եթե Proxima Centauri առաքելության ժամանակ օգտագործվում է իոնային շարժիչ, շարժիչները պետք է ունենան էներգիայի հզոր աղբյուր (միջուկային էներգիա) և վառելիքի մեծ պաշարներ (թեև ավելի քիչ, քան սովորական հրթիռները): Բայց եթե սկսեք այն ենթադրությունից, որ 81,5 կգ քսենոնային վառելիքը թարգմանվում է 56000 կմ/ժ արագությամբ (և շարժման այլ ձևեր չեն լինի), կարող եք հաշվարկներ կատարել:

56000 կմ/ժ առավելագույն արագությամբ Deep Space 1-ին կպահանջվի 81000 տարի՝ Երկրի և Պրոքսիմա Կենտավրիի միջև 4,24 լուսային տարին ծածկելու համար: Ժամանակի ընթացքում սա մարդկանց մոտ 2700 սերունդ է: Կարելի է վստահորեն ասել, որ միջմոլորակային իոնային շարժումը չափազանց դանդաղ կլինի կառավարվող միջաստղային առաքելության համար:

Բայց եթե իոնային մղիչները ավելի մեծ և հզոր են (այսինքն՝ իոնների արտահոսքի արագությունը շատ ավելի արագ է), եթե հրթիռի վառելիքը բավարար է ամբողջ 4,24 լուսային տարին ծառայելու համար, ճանապարհորդության ժամանակը զգալիորեն կնվազի: Բայց դեռ շատ ավելին կլինի, քան մարդկային կյանքի տեւողությունը:

Ձգողականության մանևր

Տիեզերական ճանապարհորդության ամենաարագ ճանապարհը գրավիտացիոն աջակցության օգտագործումն է: Այս մեթոդը ներառում է տիեզերանավը, որն օգտագործում է մոլորակի հարաբերական շարժումը (այսինքն՝ ուղեծիրը) և ձգողականությունը՝ ուղին և արագությունը փոխելու համար: Ձգողականության զորավարժությունները չափազանց օգտակար տիեզերական թռիչքի տեխնիկա են, հատկապես, երբ օգտագործվում է Երկիրը կամ մեկ այլ զանգվածային մոլորակ (ինչպես գազային հսկա) արագացման համար:

Մարիներ 10 տիեզերանավն առաջինն է օգտագործել այս մեթոդը՝ օգտագործելով Վեներայի գրավիտացիոն ձգողականությունը՝ արագանալով դեպի Մերկուրի 1974 թվականի փետրվարին։ 1980-ականներին «Վոյաջեր 1» զոնդն օգտագործեց Սատուրնը և Յուպիտերը գրավիտացիոն մանևրների և մինչև 60000 կմ/ժ արագության արագացման համար, որին հաջորդեց ելքը միջաստղային տարածություն:

190-օրյա արեգակնային ուղեծրի մեծ էքսցենտրիկության (0,54) շնորհիվ Հելիոս 2-ին հաջողվել է հասնել 240000 կմ/ժ առավելագույն արագության պերիհելիոնում։ Այս ուղեծրային արագությունը մշակվել է միայն Արեգակի գրավիտացիոն ձգողության շնորհիվ։ Տեխնիկապես, Helios 2-ի պերիհելիումի արագությունը ոչ թե գրավիտացիոն մանևրի արդյունք էր, այլ առավելագույն ուղեծրային արագություն, սակայն նավը դեռևս պահպանում է ամենաարագ մարդու կողմից ստեղծված օբյեկտի ռեկորդը։

Եթե «Վոյաջեր 1»-ը շարժվեր դեպի կարմիր գաճաճ Պրոքսիմա Կենտավրը 60000 կմ/ժ հաստատուն արագությամբ, ապա այս տարածությունը հաղթահարելու համար կպահանջվեր 76000 տարի (կամ ավելի քան 2500 սերունդ): Բայց եթե զոնդը հասներ Հելիոս 2-ի ռեկորդային արագությանը` հաստատուն 240000 կմ/ժամ արագության, ապա 4243 լուսային տարի ճանապարհորդելու համար կպահանջվեր 19000 տարի (կամ ավելի քան 600 սերունդ): Զգալիորեն ավելի լավը, թեև ոչ գործնականին մոտ:

EM Drive էլեկտրամագնիսական շարժիչ

Միջաստղային ճանապարհորդության մեկ այլ առաջարկվող մեթոդ է ռեզոնանսային խոռոչի ռադիոհաղորդիչ շարժիչը, որը նաև հայտնի է որպես EM Drive: 2001 թվականին առաջարկված բրիտանացի գիտնական Ռոջեր Շոյերի կողմից, ով ստեղծել է Satellite Propulsion Research Ltd (SPR) նախագիծն իրականացնելու համար, շարժիչը հիմնված է այն գաղափարի վրա, որ էլեկտրամագնիսական միկրոալիքային խոռոչները կարող են ուղղակիորեն էլեկտրական էներգիան վերածել մղման:

Մինչ ավանդական էլեկտրամագնիսական շարժիչները նախագծված են որոշակի զանգված առաջացնելու համար (ինչպես իոնացված մասնիկները), այս հատուկ շարժիչ համակարգը անկախ է զանգվածի արձագանքից և չի արձակում ուղղորդված ճառագայթում: Ընդհանուր առմամբ, այս շարժիչը հանդիպեց բավականին թերահավատության, հիմնականում այն պատճառով, որ այն խախտում է իմպուլսի պահպանման օրենքը, ըստ որի համակարգի իմպուլսը մնում է հաստատուն և չի կարող ստեղծվել կամ ոչնչացվել, այլ միայն ուժով փոխվել:

2015 թվականի ապրիլին NASA Eagleworks-ի (Ջոնսոնի տիեզերական կենտրոնի մաս) գիտնականներն ասացին, որ հաջողությամբ փորձարկել են այս շարժիչը վակուումում, ինչը կարող է վկայել տիեզերքում հնարավոր կիրառման մասին: Նույն թվականի հուլիսին Դրեզդենի տեխնոլոգիական համալսարանի Տիեզերական համակարգերի բաժնի գիտնականների թիմը մշակեց շարժիչի սեփական տարբերակը և նկատեց շոշափելի մղումը:

2010 թվականին Չինաստանի Սիան քաղաքի Հյուսիսարևմտյան պոլիտեխնիկական համալսարանից պրոֆեսոր Չժուան Յանը սկսեց հրապարակել մի շարք հոդվածներ EM Drive տեխնոլոգիայի վերաբերյալ իր հետազոտությունների մասին: 2012 թվականին նա հաղորդել է բարձր հզորության ներածման (2,5 կՎտ) և գրանցված 720 միլիոն մղման հզորության մասին: Այն նաև լայնածավալ փորձարկում է անցկացրել 2014 թվականին, ներառյալ ներքին ջերմաստիճանի չափումները ներկառուցված ջերմազույգերով, ինչը ցույց է տվել, որ համակարգը աշխատում է:

ՆԱՍԱ-ի նախատիպը (որին տրվել է 0,4 Ն/կիլովատ հզորության գնահատում) հաշվարկել է, որ էլեկտրամագնիսական շարժիչով տիեզերանավը կարող է 18 ամսից պակաս ճանապարհորդություն կատարել դեպի Պլուտոն: Սա վեց անգամ ավելի քիչ է, քան պահանջվում էր New Horizons զոնդը, որը շարժվում էր 58000 կմ/ժ արագությամբ։

Տպավորիչ է հնչում: Բայց նույնիսկ այս դեպքում էլեկտրամագնիսական շարժիչներով նավը կթռչի դեպի Պրոքսիմա Կենտավուր 13000 տարի: Փակել, բայց դեռ բավարար չէ: Բացի այդ, քանի դեռ այս տեխնոլոգիայի մեջ ամբողջ e-ն կետավոր չէ, դրա օգտագործման մասին խոսելը դեռ վաղ է:

Միջուկային ջերմային և միջուկային էլեկտրական շարժիչ

Միջուկային էլեկտրական էներգիայով աշխատող հրթիռը ներառում է նույն ռեակտորը, որը ջերմությունն ու էներգիան վերածում է էլեկտրաէներգիայի, որն այնուհետեւ սնուցում է էլեկտրական շարժիչը: Երկու դեպքում էլ հրթիռը մղելու համար կհիմնվի միջուկային միաձուլման կամ տրոհման վրա, այլ ոչ թե քիմիական շարժիչների վրա, որոնցով աշխատում են բոլոր ժամանակակից տիեզերական գործակալությունները:

Քիմիական շարժիչների համեմատ՝ միջուկային շարժիչներն ունեն անհերքելի առավելություններ։ Նախ, այն ունի գործնականում անսահմանափակ էներգիայի խտություն՝ համեմատած շարժիչի հետ: Բացի այդ, միջուկային շարժիչը կստեղծի նաև հզոր շարժիչ ուժ՝ համեմատած օգտագործվող վառելիքի քանակի հետ: Դա կնվազեցնի պահանջվող վառելիքի քանակը, և միևնույն ժամանակ որոշակի սարքի քաշն ու արժեքը:

Թեև ջերմային միջուկային շարժիչները դեռ տիեզերք չեն գնացել, դրանց նախատիպերը ստեղծվել և փորձարկվել են, և նույնիսկ ավելին են առաջարկվել:

Եվ այնուամենայնիվ, չնայած վառելիքի խնայողության և հատուկ իմպուլսի առավելություններին, լավագույն առաջարկված միջուկային ջերմային շարժիչի կոնցեպտն ունի առավելագույն հատուկ իմպուլս՝ 5000 վայրկյան (50 կՆ վ/կգ): Օգտագործելով միջուկային շարժիչներ, որոնք աշխատում են միջուկային տրոհման կամ միաձուլման միջոցով, ՆԱՍԱ-ի գիտնականները կարող են տիեզերանավ հասնել Մարս ընդամենը 90 օրում, եթե Կարմիր մոլորակը Երկրից 55,000,000 կմ հեռավորության վրա լինի:

Բայց եթե մենք խոսում ենք դեպի Պրոքսիմա Կենտավրի ճանապարհորդության մասին, ապա դարեր կպահանջվեն, որպեսզի միջուկային հրթիռը արագանա մինչև լույսի արագության զգալի մասը: Այնուհետև մի քանի տասնամյակ ճանապարհորդություն կպահանջվի, իսկ դրանցից հետո՝ նպատակին հասնելու ճանապարհին դեռ շատ դարերի դանդաղում։ Մենք դեռ 1000 տարի հեռու ենք մեր նպատակակետից։ Այն, ինչ լավ է միջմոլորակային առաքելությունների համար, այնքան էլ լավ չէ միջաստղային առաքելությունների համար:

Ինչպես արդեն նշվեց, մեր արեգակնային համակարգին ամենամոտ աստղը Պրոքսիմա Կենտավրսն է, և, հետևաբար, շատ իմաստալից է սկսել նրանից միջաստեղային առաքելություն ծրագրել: Որպես Alpha Centauri եռակի աստղային համակարգի մաս՝ Proxima-ն գտնվում է Երկրից 4,24 լուսատարի (1,3 պարսեկ) հեռավորության վրա։ Alpha Centauri-ն, ըստ էության, համակարգի երեք աստղերից ամենապայծառն է, որը Երկրից 4,37 լուսատարի հեռավորության վրա գտնվող ամուր երկուական համակարգի մի մասն է, մինչդեռ Proxima Centauri-ն (երեքից ամենամութը) մեկուսացված կարմիր թզուկ է 0,13 լուսատարի հեռավորության վրա: երկակի համակարգ.

Եվ մինչ միջաստեղային ճանապարհորդության մասին խոսակցությունները առաջացնում են բոլոր տեսակի «լույսից արագ» (FSL) ճանապարհորդությունների մասին մտքեր՝ սկսած աղավաղման արագություններից և որդնածորերից մինչև ենթատիեզերական շարժիչներ, նման տեսությունները կա՛մ շատ գեղարվեստական են (նման են), կա՛մ գոյություն ունեն միայն գիտաֆանտաստիկ գրականության մեջ: Ցանկացած առաքելություն դեպի խորը տիեզերք ձգվելու է մարդկանց սերունդների վրա:

Ժամանակակից մեթոդներ

Տիեզերքում ճանապարհորդության տևողությունը գնահատելու հարցը շատ ավելի պարզ է, եթե դրանում ներգրավված լինեն մեր արեգակնային համակարգի գոյություն ունեցող տեխնոլոգիաները և մարմինները: Օրինակ, օգտագործելով տեխնոլոգիան, որն օգտագործվում է 16 հիդրազինային մոնոպելլանտային շարժիչների կողմից, դուք կարող եք Լուսին հասնել ընդամենը 8 ժամ 35 րոպեում:

Իոնային շարժում

Այժմ շարժիչի ամենադանդաղ և տնտեսական ձևը իոնային շարժիչն է: Մի քանի տասնամյակ առաջ իոնային շարժումը համարվում էր գիտաֆանտաստիկայի թեմա։ Սակայն վերջին տարիներին ion thruster-ի աջակցման տեխնոլոգիաները տեսությունից անցել են պրակտիկա և բավականին հաջող: Եվրոպական տիեզերական գործակալության SMART-1 առաքելությունը Լուսին կատարած հաջող առաքելության օրինակ է Երկրից 13 ամիս պարուրաձև շարժման ընթացքում:

SMART-1-ն օգտագործում էր արևային էներգիա, որի դեպքում էլեկտրաէներգիան հավաքվում էր արևային մարտկոցներով և օգտագործվում էր Hall-ի էֆեկտի շարժիչները սնուցելու համար: SMART-1-ը Լուսին հասնելու համար պահանջվեց ընդամենը 82 կիլոգրամ քսենոնային վառելիք: 1 կիլոգրամ քսենոնային վառելիքը ապահովում է դելտա-Վ 45 մ/վ: Սա շարժման չափազանց արդյունավետ ձև է, բայց հեռու ամենաարագից:

Բայց եթե իոնային մղիչները ավելի մեծ և հզոր են (այսինքն՝ իոնների արտահոսքի արագությունը շատ ավելի արագ է), եթե բավարար շարժիչ կա՝ 4,24 լուսային տարի շարունակելու համար, ճանապարհորդության ժամանակը զգալիորեն կնվազի: Բայց դեռ շատ ավելին կլինի, քան մարդկային կյանքի տեւողությունը:

Ձգողականության մանևր

«Հելիոս 2» առաքելությունը, որը սկսվել է 1976 թվականին և պետք է ուսումնասիրեր միջմոլորակային միջավայրը 0,3 AU միջակայքում: ե և 1 ա. ե. Արևից, գրավիտացիոն մանևրի օգնությամբ մշակված ամենաբարձր արագության ռեկորդակիր է։ Այդ ժամանակ Հելիոս 1-ը (թողարկվել է 1974 թվականին) և Հելիոս 2-ը Արեգակին ամենամոտ մոտեցման ռեկորդն էին։ Helios 2-ը արձակվել է սովորական հրթիռով և դրվել խիստ երկարաձգված ուղեծրի մեջ:

190-օրյա արեգակնային ուղեծրի մեծ էքսցենտրիկության (0,54) շնորհիվ Հելիոս 2-ին հաջողվել է հասնել 240000 կմ/ժ առավելագույն արագության պերիհելիոնում։ Այս ուղեծրային արագությունը մշակվել է միայն Արեգակի գրավիտացիոն ձգողության շնորհիվ։ Տեխնիկապես, Helios 2-ի պերիհելիումի արագությունը ոչ թե գրավիտացիոն մանևրի արդյունք էր, այլ առավելագույն ուղեծրային արագություն, սակայն նավը դեռևս պահպանում է ամենաարագ մարդու կողմից ստեղծված օբյեկտի ռեկորդը։

Եթե «Վոյաջեր 1»-ը շարժվեր դեպի կարմիր գաճաճ Պրոքսիմա Կենտավրը 60000 կմ/ժ հաստատուն արագությամբ, ապա այս տարածությունը հաղթահարելու համար կպահանջվեր 76000 տարի (կամ ավելի քան 2500 սերունդ): Բայց եթե զոնդը հասներ Հելիոս 2-ի ռեկորդային արագությանը` հաստատուն 240,000 կմ/ժ արագության, ապա 4,243 լուսային տարի ճանապարհորդելու համար կպահանջվեր 19,000 տարի (կամ ավելի քան 600 սերունդ): Զգալիորեն ավելի լավը, թեև ոչ գործնականին մոտ:

EM Drive էլեկտրամագնիսական շարժիչ

Միջաստղային ճանապարհորդության մեկ այլ առաջարկվող մեթոդ EM Drive-ն է: 2001 թվականին առաջարկված բրիտանացի գիտնական Ռոջեր Շոյերի կողմից, ով ստեղծել է Satellite Propulsion Research Ltd (SPR) նախագիծն իրականացնելու համար, շարժիչը հիմնված է այն գաղափարի վրա, որ էլեկտրամագնիսական միկրոալիքային խոռոչները կարող են ուղղակիորեն էլեկտրական էներգիան վերածել մղման:

Մինչ ավանդական էլեկտրամագնիսական շարժիչները նախագծված են որոշակի զանգված առաջացնելու համար (ինչպես իոնացված մասնիկները), այս հատուկ շարժիչ համակարգը անկախ է զանգվածի արձագանքից և չի արձակում ուղղորդված ճառագայթում: Ընդհանուր առմամբ, այս շարժիչը հանդիպեց բավականին թերահավատության, հիմնականում այն պատճառով, որ այն խախտում է իմպուլսի պահպանման օրենքը, ըստ որի համակարգի իմպուլսը մնում է հաստատուն և չի կարող ստեղծվել կամ ոչնչացվել, այլ միայն ուժով փոխվել:

Այնուամենայնիվ, այս տեխնոլոգիայի վերջին փորձերը ակնհայտորեն հանգեցրել են դրական արդյունքների: 2014 թվականի հուլիսին Օհայո նահանգի Քլիվլենդ քաղաքում AIAA/ASME/SAE/ASEE Համատեղ Շարժման Համաժողովի ժամանակ ՆԱՍԱ-ի առաջադեմ ռեակտիվ գիտնականները հայտարարեցին, որ հաջողությամբ փորձարկել են էլեկտրամագնիսական շարժիչի նոր դիզայնը:

2015 թվականի ապրիլին NASA Eagleworks-ի (Ջոնսոնի տիեզերական կենտրոնի մաս) գիտնականներն ասացին, որ հաջողությամբ փորձարկել են այս շարժիչը վակուումում, ինչը կարող է վկայել տիեզերքում հնարավոր կիրառման մասին: Նույն թվականի հուլիսին Դրեզդենի տեխնոլոգիական համալսարանի Տիեզերական համակարգերի բաժնի գիտնականների թիմը մշակեց շարժիչի սեփական տարբերակը և նկատեց շոշափելի մղումը:

Միջուկային ջերմային և միջուկային էլեկտրական շարժիչ

Միջաստղային թռիչք իրականացնելու մեկ այլ հնարավորություն է միջուկային շարժիչներով հագեցած տիեզերանավ օգտագործելը։ ՆԱՍԱ-ն տասնամյակներ շարունակ ուսումնասիրում է նման տարբերակները: Միջուկային ջերմային շարժիչ հրթիռը կարող է օգտագործել ուրանի կամ դեյտերիումի ռեակտորներ՝ ռեակտորի ջրածինը տաքացնելու համար՝ այն վերածելով իոնացված գազի (ջրածնի պլազմայի), որն այնուհետև կուղղվի հրթիռի վարդակ՝ առաջացնելով մղում:

Միջուկային էլեկտրական էներգիայով աշխատող հրթիռը ներառում է նույն ռեակտորը, որը ջերմությունն ու էներգիան վերածում է էլեկտրաէներգիայի, որն այնուհետեւ սնուցում է էլեկտրական շարժիչը: Երկու դեպքում էլ հրթիռը մղելու համար կհիմնվի միջուկային միաձուլման կամ տրոհման վրա, այլ ոչ թե քիմիական շարժիչների վրա, որոնցով աշխատում են բոլոր ժամանակակից տիեզերական գործակալությունները:

Որքա՞ն է թռչել երկրից մինչև ալֆա կենտավրոս: Ինչպես թռչել Ալֆա Կենտավրի - տեխնիկական մանրամասներ: EM Drive էլեկտրամագնիսական շարժիչ

Ինչպե՞ս սկսվեց Հոքինգի և Միլների համագործակցությունը:

Որո՞նք են թռիչքի հայեցակարգի անհամապատասխանությունները

Երբ դա հնարավոր կլինի

Ո՞րն է առաքելության հիմնական նպատակը

Ո՞ր աստղն է ամենամոտ

Որքա՞ն ժամանակ կպահանջվի այսօր մոտակա աստղին ճանապարհորդելու համար

Ժամանակակից մեթոդներ

Իոնային շարժում

Ձգողականության մանևր

EM Drive էլեկտրամագնիսական շարժիչ

Միջուկային ջերմային և միջուկային էլեկտրական շարժիչ

Հաղորդել տպագրական սխալի մասին

Տեքստը, որը պետք է ուղարկվի մեր խմբագիրներին.

Ձեր մեկնաբանությունը (ըստ ցանկության):