Cik daudz lidot no zemes uz alfa kentauri. Kā lidot uz Alpha Centauri - tehniskā informācija. EM piedziņas elektromagnētiskais motors

LEKCIJA:

"PĒC SEPTIŅIEM MILJONIEM GADU"

Lektors Moisejevs I.M.

SSO "Energia" MVTU im. Baumans

norēķinu Ust-Abakana

Cienījamie biedri! Es gribu jūs uzreiz brīdināt, ka mēs runāsim par strīdīgiem un diezgan abstraktiem jautājumiem. Liela daļa no tā, ko es vēlos jums pastāstīt, šodien nav aktuāla problēma. Taču problēmas izpratnei, par kuru es runāšu, un tās risināšanas iespējai ir nopietns ideoloģisks raksturs.

Mums būs jāoperē ar ļoti lieliem, pēc mūsu standartiem, skaitļiem. Es gribu, lai jūs tos labi saprastu, atgādinu: miljons ir tūkstotis tūkstoši, miljards ir tūkstotis miljoni. Tikai skaitīšana līdz tūkstotim aizņem 3 stundas. Līdz miljonam - 125 dienas. Līdz miljardam - 350 gadi. Pārstāvēts? Nu tad. Tad jūs varat sākt.

Visums izveidojās pirms 20 miljardiem gadu.

Kaut kur pirms 5-6 miljardiem gadu mūsu Saule uzliesmoja.

Pirms 4 miljardiem gadu atdzisa izkususi bumba, ko tagad sauc par planētu Zeme. Cilvēks parādījās apmēram pirms miljona gadu.

Valstis pastāv tikai dažus tūkstošus gadu.

Apmēram pirms simts gadiem tika izgudrots radio, un visbeidzot, pirms 27 gadiem, sākās kosmosa laikmets.

Šoreiz. Tagad parunāsim par telpiskajiem mērogiem.

Kā zināms, gaismas stars pārvietojas 300 000 km sekundē. Attālumu mērīšanai izmantosim gaismas ātrumu. Lai gaismas stars veiktu attālumu, kas vienāds ar ekvatora garumu, tas aizņems 1/7 sekundes. Lai sasniegtu Mēnesi - nedaudz vairāk par 1 sekundi. Gaisma no Zemes uz Sauli pārvietojas 8 minūtēs. Lai gaismas stars nokļūtu līdz Saules sistēmas malai, ir nepieciešamas vairāk nekā 5 stundas. Bet līdz tuvākajai zvaigznei - Proxima Centauri - gaismas staram jālido vairāk nekā 4 gadus. Ir nepieciešami 75 000 gadu, lai gaismas stars sasniegtu mūsu Galaktikas centru. Lai gaismas stars šķērsotu mūsu Visumu, būs nepieciešami 40 miljardi gadu.

Mēs dzīvojam uz Zemes. Mūsu planēta ir ļoti maza Saules sistēmas daļa, kurā ietilpst pirmā zvaigzne – Saule, 9 lielas planētas, desmitiem planētu pavadoņu, miljoniem komētu un asteroīdu, un daudzi citi mazāki materiāli ķermeņi. Mūsu Saules sistēma atrodas galaktikas, milzīgas zvaigžņu sistēmas, kas ietver 10 miljardus saulei līdzīgu zvaigžņu, perifērijā. Visumā ir tūkstošiem šādu galaktiku

miljardu. Šī ir pasaule, kurā mēs dzīvojam. Tagad, kad mēs to visu esam prezentējuši, ir pienācis laiks izvirzīt pirmo uzdevumu.

Tātad. Mums jānokļūst tuvākajā zvaigžņu sistēmā - Alfa Kentauri sistēmā. Šajā sistēmā ietilpst 3 zvaigznes: Alpha Centauri A - zvaigzne, kas ir līdzīga mūsu Saulei, Alfa Centauri B un Proxima Centauri - mazas sarkanas zvaigznes. Ļoti iespējams, ka šajā sistēmā ietilpst arī planētas. Attālums līdz tam ir 4,3 gaismas gadi. Ja mēs varētu pārvietoties ar gaismas ātrumu, mums būtu nepieciešami gandrīz 9 gadi, lai ceļotu uz priekšu un atpakaļ. Bet mēs nevaram pārvietoties ar gaismas ātrumu. Šobrīd mūsu rīcībā ir tikai ķīmiskās raķetes, kuru maksimālais sasniegtais ātrums ir 20 km/s. Ar šādu ātrumu ir nepieciešami vairāk nekā 70 tūkstoši gadu, lai lidotu uz Alfa Kentauri. Mūsu rīcībā ir elektriskās raķetes un kodoltermiskie dzinēji. Tomēr pirmie zemās vilces dēļ nevar paātrināt savu svaru līdz pienācīgam ātrumam, un pēdējie, rupji sakot, ir tikai divreiz labāki par ķīmiskajiem. Zinātniskās fantastikas rakstniekiem patīk sūtīt savus varoņus uz zvaigznēm fotonu vai pareizāk sakot, iznīcināšanas raķetēs. Iznīcināšanas dzinēji teorētiski varētu virzīt raķeti līdz ātrumam, kas ir ļoti tuvu gaismas ātrumam tikai viena gada laikā. Bet, lai izveidotu iznīcināšanas piedziņas sistēmas, ir nepieciešams liels daudzums antimatērijas, un kā to iegūt, nav pilnīgi zināms. Turklāt šāda dzinēja konstrukcija ir pilnīgi neskaidra. Un mums ir vajadzīgs īsts dzinējs. Lai mēs zinātu, kā to pagatavot, un varētu nekavējoties sākt strādāt pie tā. Pretējā gadījumā, ja gaidīsim, līdz tiks atrasti tagad nezināmie principi, mēs varam palikt bez nekā. Par laimi, šāds dzinējs pastāv. Tiesa, pagaidām tikai uz papīra, bet ja vēlamies, varam izveidot arī metālā. Šis ir impulsu termokodolraķešu dzinējs. Iepazīsimies ar viņu sīkāk. Šajā dzinējā nelielas kodoltermiskās degvielas daļas izdeg ļoti bieži. Tādā gadījumā izdalās ļoti liela enerģija, reakcijas produkti – elementārdaļiņas – lielā ātrumā izkliedējas un virza raķeti uz priekšu. Pakavēsimies pie galvenajām problēmām, kas saistītas ar šāda dzinēja izveidi, un to risināšanas veidiem.

Pirmā problēma ir aizdedzes problēma. Ir nepieciešams to aizdedzināt, tas ir, uzsākt kodoltermisko reakciju nelielā, ne vairāk kā 10 miligramu svarā, termokodoldegvielas tabletē. Šādu granulu parasti sauc par mērķi. Lai reakcija noritētu pietiekami intensīvi, mērķa temperatūrai jāsasniedz simtiem miljonu grādu. Turklāt, lai lielākā daļa mērķa varētu reaģēt, šī karsēšana ir jāveic ļoti īsā laikā. / Ja karsēsim lēnām, mērķim būs laiks iztvaikot, nedegot. / Aprēķini un eksperimenti liecina, ka mērķī ir jāievieto miljons džoulu enerģijas vienas sekundes miljarddaļas laikā. Šāda impulsa jauda ir vienāda ar 200 000 Krasnojarskas HES jaudu. Bet jaudas patēriņš nebūs tik liels – 100 tūkstoši kilovatu, ja uzspridzināsim 100 mērķus sekundē. Pirmo risinājumu aizdedzes problēmai atrada slavenais padomju fiziķis Basovs. Viņš ierosināja ar lāzera staru aizdedzināt mērķus, kuros tiešām iespējams koncentrēt nepieciešamo jaudu. Šajā jomā notiek intensīvs darbs, un tuvākajā laikā tiks iedarbinātas pirmās pēc šāda principa darbojošās kodolelektrostacijas. Šīs problēmas risināšanai ir arī citas iespējas, taču tās joprojām ir maz izpētītas.

Otrā problēma ir sadegšanas kameras problēma. Mūsu mērķu sadegšanas laikā veidosies liels skaits elementārdaļiņu, kas nes lielu enerģiju un spēcīgu elektromagnētisko starojumu, un tas viss izkliedēsies visos virzienos. Un mums ir jāsūta pēc iespējas vairāk reakcijas produktu vienā virzienā - pret mūsu raķetes kustību - tikai šajā gadījumā raķete spēs uzņemt ātrumu. Šo problēmu varam atrisināt tikai ar magnētiskā lauka palīdzību. Noteikta stipruma magnētiskais lauks var mainīt reakcijas produktu trajektorijas un virzīt tos pareizajā virzienā. Mēs varam izveidot šādu lauku.

Trešā problēma ir radiatora problēma. Elektromagnētisko starojumu nevar kontrolēt ar magnētisko lauku. Šo starojumu absorbē dzinēja konstrukcijas elementi un pārvērš siltumā, kas jāizmet kosmosā. Lieko siltumu parasti izkliedē, izmantojot siltuma izlietnes - lielas plānas plāksnes, kas izgatavotas no siltuma caurulēm - vienkāršas ierīces, kas ļauj pārnest siltumu lielos attālumos. Tomēr mūsu apstākļiem šādas sistēmas masa ir pārmērīgi liela.

Arī šeit ir izeja. Siltuma izdalīšanai tiek ierosināts izmantot mazu cietu daļiņu vai līdz augstai temperatūrai uzkarsēta šķidruma pilienu plūsmas. Šādas ierīces ir jaunas, bet diezgan iespējamas.

Projektējot mūsu dzinēju, radīsies daudz vairāk problēmu, taču tās visas ir atrisināmas, un, kas ir svarīgi, atrisināmas pašreizējā zinātnes un tehnikas attīstības līmenī.

Iedomājieties dzinēju kopumā. Tā pamatā ir sadegšanas kamera – nošķelts konuss, vairāku desmitu metru liels. Uz šī konusa ass kodoltermiskie sprādzieni notiek 100 reizes sekundē, un katra spēks ir vairākas tonnas trotila. Strūkla izplūst no plašās konusa pamatnes. Šo konusu veido divi solenoīdu gredzeni. Sienu nav. Konusa iekšpusē ir spēcīgs magnētiskais lauks. Augšējais solenoīds ir aprīkots ar lāzera aizdedzes sistēmu, sistēmu mērķu ievadīšanai sadegšanas kamerā un elektriskās jaudas noņemšanas sistēmu, kas nepieciešama lāzera instalācijas darbināšanai. /Lai to izdarītu, daļa sprādzienu enerģijas tiek atņemta./ Pa konusa sānu ģenerātrijām plūst šķidruma strūklas - tas ir radiators. Lai nodrošinātu nepieciešamo vilci, mums uz mūsu raķetes būs jāuzstāda aptuveni 200 no šiem dzinējiem.

Mēs esam izgatavojuši dzinēju. Tagad parunāsim par lietderīgo slodzi. Mūsu ierīce būs apkalpota. Tāpēc galvenā daļa būs dzīvojamais nodalījums. To var izgatavot hanteles formā. "Hanteles" izmēri būs divi līdz trīs simti metru. Tas griezīsies ap savu šķērsenisko asi, lai radītu mākslīgu gravitāciju. No visām pusēm to ieskauj kodoltermiskā degviela, kas pasargās apkalpi no kosmiskā starojuma. Papildus apdzīvojamajam nodalījumam kravnesība ietvers elektroapgādes sistēmu, sakaru sistēmu un palīgsistēmas.

Kā redzat, starpzvaigžņu kosmosa kuģa būvniecībā nav nekā neiespējama, tikai liela sarežģītība. Visas problēmas ir pārvaramas. Tagad es jūs iepazīstināšu ar kuģa īpašībām, kas iegūtas sākotnējās projektēšanas rezultātā.

Mise sākumā		miljoni tonnu
Dzinēja svars		tūkstoši tonnu
Kravas masa		tūkstoši tonnu
maksimālais ātrums		gaismas ātrums
Lidojuma laiks		gadiem
Apkalpe	1000	cilvēks

Šāds kuģis ļaus mums lidot uz Alpha Centauri sistēmu.

Lūdzu, pievērsiet uzmanību - vienkārši lidojiet. Viņš nevar atgriezties. Ir viegli aprēķināt, ka, saglabājot to pašu dizainu, lai varētu atgriezties, mūsu kuģim startā ir jāsver 8 miljardi tonnu. Tas nepārprotami pārsniedz mūsu iespējas. Un kāpēc atgriezties? Mēs varam pārraidīt visu jauno – un, jāatzīmē, ļoti milzīgo – informāciju pa radio. Un mums būs jāpaliek Alfa Kentauri sistēmā, jānolaižas uz planētām un jāuzsāk to attīstība.

Kā mēs to darīsim? Vai pastāv tāda iespēja? Jā tur ir. Mēs palaižam no Saules sistēmas, teiksim, simts kuģu. Simts tūkstoši brīvprātīgo. Pēc 60 gadiem viņi, viņu bērni un mazbērni ieradīsies Alfa Kentauri sistēmā un dosies orbītā ap izpētei ērtāko planētu. Pēc izlūkošanas cilvēki sāks pārtaisīt visu planētu, jo diez vai tā būs mūsu Zemes kopija. Ja tas ir pārāk karsts, varat to aizvērt no zvaigznītes ar putekļu sietu. Ja ir par aukstu – sūtiet tam papildus enerģiju ar lielu un ļoti vieglu spoguļu palīdzību, tādus varam izgatavot. Mēs varam mainīt arī atmosfēru. Piemēram, kā ierosināja Karls Sagans / tas, kurš nesen nosūtīja vēstuli KU Čerņenko, kurā viņš pauda bažas par kosmosa militarizācijas plāniem. Čerņenko atbilde toreiz tika publicēta visos laikrakstos./- Viņš ierosināja citas planētas atmosfērā iemest īpaši atlasītus mikroorganismus, kas absorbētu oglekļa dioksīdu un atbrīvotu skābekli. Mēs principā varam radīt arī mākslīgus mehānismus, kas spēj vairoties/vairot/ un spēj ātri pārtaisīt jebkuras planētas atmosfēru un virsmas slāni. Tas viss nav viegli, bet iespējams. Kad esam vairāk vai mazāk iepazinušies ar jauno sistēmu, varam spert nākamo soli – palaist jaunu kuģu eskadriļu uz jaunu zvaigžņu sistēmu ar tādiem pašiem mērķiem.

Un tā tālāk. Un tagad – pats galvenais. Kulminācijas punkts. Šādi rīkojoties, mēs varam apgūt visu savu Galaktiku SEPTIŅU MILJONIEM GADU. Septiņi miljoni gadu Visuma mērogā ir niecīgs laiks. Un pēc septiņiem miljoniem gadu, ne vairāk, visa mūsu Galaktika, šī milzīgā sistēma ar miljardiem planētu sistēmu, kļūs par cilvēces lielo mājvietu. Šāda mērķa labā ir vērts strādāt. Protams, šeit, protams, ir vairāk problēmu nekā risinājumu. Bet, es atkārtoju, tos visus var atrisināt. Un es nešaubos, ka viņi tiks atļauti.

Vienīgais, kas var apturēt cilvēci tās zvaigžņu ceļā, ir kodolkarš. Tie paši līdzekļi, kas ļauj Cilvēcei sasniegt zvaigznes, var to iznīcināt jau pašā ceļojuma sākumā. Protams, man nevajag jūs aģitēt par mieru. Taču atgādināšu, ka šobrīd aktīvā cīņa par Cilvēces miermīlīgo nākotni ir vienīgais, kas var glābt ne tikai mūsu dzīvības, bet arī mūsu Cilvēces lielo nākotni.

Alfa Kentauri ir Zemei tuvākā zvaigžņu sistēma, kas atrodas 4,36 gaismas gadu jeb vairāk nekā 40 triljonu kilometru attālumā. Tas ir tik tālu, ka pat tad, ja zvaigžņu kuģis var sasniegt gaismas ātrumu (kas jau ir vairāk nekā grūti), būs nepieciešami vairāk nekā četri gadi, lai lidotu līdz galamērķa meitai. Pēc projekta autoru aprēķiniem, viņu kosmiskās zondes spēs attīstīt ātrumu 161 miljons km/h un sasniegt zvaigzni aptuveni 10 gadu laikā. Simtiem un tūkstošiem sīku ierīču paātrinās lāzera stari.

Saskaņā ar Habla teleskopa novērojumu datiem, aptuveni Zemes izmēra planēta var griezties ap zvaigzni Alfa Centauri B, kas ir galvenais misijas mērķis. Pastāv ierosinājumi, ka planēta atrodas pašā zvaigznes apdzīvojamās zonas centrā un tās orbītas periods ir no 80 līdz 136 dienām.

Projektu finansē Krievijas uzņēmējs Jurijs Milners, kurš nodrošinās summu 100 miljonu dolāru apmērā. Summa patiešām ir astronomiska, lai gan šāda mēroga projektam tas nav daudz. Salīdzinājumam – Zinātnes laboratorijas Curiosity Mars misija izmaksāja 2,5 miljardus dolāru, bet Rosetta aparāta un zondes Philae palaišana uz Čurjumova-Gerasimenko komētu izmaksāja aptuveni 1,4 miljardus eiro.

Kā sākās Hokinga un Milnera sadarbība?

Aleksandrs Rodins

Maskavas Fizikas un tehnoloģijas institūta Planētu atmosfēras augstas izšķirtspējas infrasarkanās spektroskopijas laboratorijas vadītāja vietnieks, Maskavas Fizikas un tehnoloģijas institūta Fizikas un enerģētikas problēmu fakultātes dekāna vietnieks

Saules un Alfa Kentauri sistēmas zvaigžņu salīdzinošās īpašības

Kādas ir lidojuma koncepcijas neatbilstības

Vladimirs Surdins

P.K.Šternberga Valsts Astronomijas institūta vecākais pētnieks, Maskavas Valsts universitātes Fizikas fakultātes asociētais profesors

"Ideja par starpzvaigžņu mikrozondēm, kas tiek palaistas uz interesantām zvaigznēm un eksoplanetu sistēmām, ir apspriesta jau sen. To izveide ir mūsdienu tehnoloģiju spēkos. Problēmas vēl nav atrisinātas - mērķi un palaišanas metodes.

Programmā Breakthrough Starshot piedāvātā palaišanas metode - viegla bura, kas uztver lāzera stara spiedienu - vēl nav iespējama, jo nav ne gigavatu nepārtraukto viļņu lāzeru, ne buru un zondes materiālu, kas varētu izturēt milzīgus starojuma starus. Aprēķini par lāzera jaudu un zondu paātrinājuma ilgumu ir diezgan pareizi, taču šaubos, vai šīs prasības tiks realizētas saprātīgā laikā.

Raķešu aizsardzības nolūkos mēģināja izveidot līdzīgus, bet mazāk jaudīgus lāzerus, taču tas neizdevās, neskatoties uz lielajām izmaksām.Šādi lāzeri ir nepieciešami ne tikai militārpersonām, bet arī kodolenerģijai un cīņai pret bīstamo. asteroīdi. Bet kā starpzvaigžņu zondes palaišanas metode lāzera paātrinājums man šķiet neperspektīvs.

Apšaubāma ir arī nanozondes, kas lido garām planētai ar ātrumu aptuveni 100 000 km/s, spēja detalizēti izpētīt šo planētu. Par to, kā savāktos datus pārnest uz Zemi, Milnera projekts ir teikts ļoti miglaini, tāpēc pagaidām nav ko apspriest.

Man šķiet ļoti zema projekta efektivitāte parametra “paredzamais rezultāts/izmaksas” ziņā. Ja šos pašus līdzekļus ieguldīs uz zemes un kosmosa teleskopu būvniecībā, tad Zemei līdzīgu planētu izpētē rezultāts tiks iegūts ātrāk.

Parasti zinātnieki savus nelielos līdzekļus, tas ir, nodokļu maksātāju naudu, cenšas izmantot ekonomiski, kā likums, rēķinoties ar garantētu rezultātu. Bet, ja bagāts romantiķis, kā sevi demonstrē Jurijs Milners, vēlas veikt izrāvienu, tad kāpēc viņu apgrūtināt? Viņš izveidoja ļoti cienījamu komandu, viņš tērē savu naudu. Var tikai novēlēt šim projektam veiksmi, vismaz daļēju. Un pēc manām spējām un zināšanām viņam palīdzēt. )

Mākslinieka atveidotie skati no hipotētiskas planētas, kas riņķo orbītā Alpha Centauri B

© Planetarium Göttingen

Kad tas būs iespējams

“Projekta tehniskajai realizācijai attīstītāji atvēl vismaz 20 gadus un sākumposmam iegulda diezgan ievērojamus līdzekļus. NASA atbalstīja šo pašu projektu gadu iepriekš, piešķirot dotāciju $ 100 000. Mūsdienu civilizācija jau attīstās virzienos, uz kuriem paļaujas projekta autori. Piemēram, fotonikas un nanotehnoloģiju attīstība liecina, ka pēc 10–20 gadiem būs iespējams izveidot pilnvērtīgu pastmarkas izmēra kosmosa kuģi. Tagad jums ir jāiegulda pareizā izstrādē, lai iegūtu ilgtermiņa rezultātu. Turklāt, izveidojot šādu kosmosa kuģi lidojumam uz zvaigznēm, iespējams būtiski mainīt Zemei tuvo satelītu tirgu, t.i., daudzsološa fantastiska attīstība atstās iespaidu arī uz Zemei pielietojamo nozari.

Vājākais un tajā pašā laikā spēcīgākais punkts visā uzņēmumā ir diezgan jaudīgs lāzera lielgabals. Tā izveide uz Zemes ir tīri inženiertehnisks uzdevums, kas balstās tikai uz finansējumu. Ja ir jāpaaugstina tā efektivitāte, tad ir jānes lāzers kosmosā, un šeit bez ekonomiskiem un tehniskiem jautājumiem ir arī humanitārs jautājums - kurš kontrolēs šo lielgabalu? No starpzvaigžņu pastmarku palaišanas brīvajā laikā šis lielgabals var iztvaikot kosmosa atlūzas, novirzīt pret Zemi lidojošus asteroīdus, nodot enerģiju zemes spēkstacijām, bet tikpat labi var apcept nosodāmu režīmu līderus vai nosodāmu valstu tanku kolonnas. Vai cilvēce ir gatava nodot šādu varu vienās rokās? Šis jautājums ir grūtāks nekā strīdēties par to, cik satelītu ietilps adatas galā.

Kāds ir galvenais misijas mērķis

Aleksandrs Rodins: “Interesantākais ir nevis fizikas vai inženierzinātņu jomā, bet gan masu apziņas kontrolē. Publiski tiek paziņots par nesasniedzamu mērķi, noteikts termiņš, kas neparedz nekādu atbildību, un, galvenais, sižets tiek nesagrozīts medijos. Tajā pašā laikā investīciju apjoms esot ļoti pieticīgs - deklarētie 100 miljoni dolāru divdesmit gadu periodā atbilst vienas lielas laboratorijas budžetam. Secinājums liecina par sevi: neviens nekur netaisās lidot, un viss stāsts tika izdomāts kādam citam nolūkam.

> > Cik ilgs laiks būs nepieciešams, lai ceļotu līdz tuvākajai zvaigznei?

Uzzināt, cik ilgi lidot līdz tuvākajai zvaigznei: Zemei tuvākā zvaigzne pēc Saules, attālums līdz Proxima Centauri, palaišanas apraksts, jaunas tehnoloģijas.

Mūsdienu cilvēce velta pūles vietējās Saules sistēmas attīstībai. Bet vai mēs varēsim doties izpētē uz kaimiņu zvaigzni? Un cik daudz laiks ceļot uz tuvāko zvaigzni? Uz to var atbildēt ļoti vienkārši vai iedziļināties zinātniskās fantastikas jomā.

Runājot no mūsdienu tehnoloģiju pozīcijām, reālie skaitļi atbaidīs entuziastus un sapņotājus. Neaizmirsīsim, ka telpa ir neticami plaša un mūsu resursi joprojām ir ierobežoti.

Planētai Zeme tuvākā zvaigzne ir. Šis ir galvenās secības vidējais pārstāvis. Bet mums apkārt ir daudz kaimiņu, tāpēc jau varam izveidot veselu maršruta karti. Bet cik ilgs laiks nepieciešams, lai tur nokļūtu?

Kura zvaigzne ir vistuvākā

Zemei tuvākā zvaigzne ir Proxima Centauri, tāpēc šobrīd aprēķini jābalsta uz tās īpašībām. Tā ir daļa no Alpha Centauri trīskāršās sistēmas un atrodas tālu no mums 4,24 gaismas gadu attālumā. Tas ir izolēts sarkanais punduris, kas atrodas 0,13 gaismas gadu attālumā no binārās zvaigznes.

Tiklīdz aktualizējas tēma par starpzvaigžņu ceļojumiem, visi uzreiz aizdomājas par deformācijas ātrumu un lēkšanu tārpu caurumos. Bet tie visi ir vai nu nesasniedzami, vai absolūti neiespējami. Diemžēl jebkura liela attāluma misija prasīs vairāk nekā vienu paaudzi. Sāksim ar lēnākajām metodēm.

Cik ilgi šodien būs jāceļo līdz tuvākajai zvaigznei

Ir viegli veikt aprēķinus, pamatojoties uz esošo tehniku ​​un mūsu sistēmas ierobežojumiem. Piemēram, New Horizons misijā tika izmantoti 16 hidrazīna monopropelenta dzinēji. Lai nokļūtu līdz , bija nepieciešamas 8 stundas un 35 minūtes. Bet SMART-1 misija balstījās uz jonu dzinējiem un ceļoja uz Zemes pavadoni 13 mēnešus un divas nedēļas.

Tāpēc mums ir vairākas transportlīdzekļu iespējas. Turklāt to var izmantot vai kā milzu gravitācijas katapulti. Bet, ja mēs plānojam iet tik tālu, mums ir jāpārbauda visas iespējamās iespējas.

Tagad mēs runājam ne tikai par esošajām tehnoloģijām, bet arī par tām, kuras teorētiski var radīt. Daži no tiem jau ir pārbaudīti misijās, bet citi ir izstrādāti tikai zīmējumu veidā.

Jonu spēks

Tas ir lēnākais, bet ekonomisks veids. Pirms dažām desmitgadēm jonu dzinējs tika uzskatīts par fantastisku. Bet tagad to izmanto daudzās ierīcēs. Piemēram, SMART-1 misija ar tās palīdzību nokļuva uz Mēness. Šajā gadījumā tika izmantota iespēja ar saules paneļiem. Tādējādi viņš iztērēja tikai 82 kg ksenona degvielas. Šeit mēs uzvaram efektivitātes ziņā, bet noteikti ne ātruma ziņā.

Pirmo reizi jonu dzinējs tika izmantots Deep Space 1, kas lidoja līdz (1998). Ierīce izmantoja tāda paša veida dzinēju kā SMART-1, izmantojot tikai 81,5 kg degvielas. 20 mēnešu ceļojuma laikā viņam izdevās paātrināties līdz 56 000 km / h.

Jonu tips tiek uzskatīts par daudz ekonomiskāku nekā raķešu tehnoloģija, jo sprāgstvielas masas vienība ir daudz lielāka. Bet, lai paātrinātu, ir nepieciešams ilgs laiks. Ja tos plānotu izmantot, lai ceļotu no Zemes uz Proksimu Kentauri, tad būtu nepieciešams daudz raķešu degvielas. Lai gan par pamatu var ņemt iepriekšējos rādītājus. Tātad, ja ierīce pārvietojas ar ātrumu 56 000 km/h, tad tā 2700 cilvēku paaudzēs veiks 4,24 gaismas gadu attālumu. Tāpēc maz ticams, ka to izmantos apkalpes misijai.

Protams, uzpildot to ar milzīgu degvielas daudzumu, jūs varat palielināt ātrumu. Bet ierašanās laiks joprojām prasīs standarta cilvēka dzīvi.

Palīdzība no gravitācijas

Šī ir populāra metode, jo tā ļauj izmantot orbītu un planētu gravitāciju, lai mainītu maršrutu un ātrumu. To bieži izmanto, lai dotos uz gāzes gigantiem, lai palielinātu ātrumu. Mariner 10 to izmēģināja pirmo reizi. Viņš paļāvās uz Veneras gravitāciju, lai sasniegtu (1974. gada februāris). 80. gados Voyager 1 izmantoja Saturna un Jupitera pavadoņus, lai paātrinātu līdz 60 000 km/h un dotos starpzvaigžņu telpā.

Bet, izmantojot gravitāciju, iegūtā ātruma rekordists bija Helios-2 misija, kas devās pētīt starpplanētu vidi 1976. gadā.

Pateicoties lielajai 190 dienu orbītas ekscentricitātei, ierīce spēja paātrināties līdz 240 000 km/h. Šim nolūkam tika izmantota tikai saules gravitācija.

Nu, ja mēs Voyager 1 nosūtīsim ar ātrumu 60 000 km/h, mums būs jāgaida 76 000 gadu. Helios 2 tas būtu prasījis 19 000 gadu. Tas ir ātrāk, bet ar to nepietiek.

Elektromagnētiskā piedziņa

Ir vēl viens veids - radiofrekvences rezonanses motors (EmDrive), ko ierosināja Rodžers Šavirs 2001. gadā. Tas ir balstīts uz faktu, ka elektromagnētiskie mikroviļņu rezonatori var pārveidot elektrisko enerģiju vilcē.

Lai gan parastie elektromagnētiskie motori ir paredzēti noteikta veida masas pārvietošanai, šis neizmanto reakcijas masu un nerada virziena starojumu. Šis uzskats ir uztverts ar lielu skepsi, jo tas pārkāpj impulsa saglabāšanas likumu: impulsa sistēma sistēmā paliek nemainīga un mainās tikai spēka iedarbībā.

Taču nesenie eksperimenti lēnām meklē malumedniecības atbalstītājus. 2015. gada aprīlī pētnieki paziņoja, ka ir veiksmīgi pārbaudījuši disku vakuumā (tas nozīmē, ka tas varētu darboties kosmosā). Jūlijā viņi jau bija izveidojuši savu dzinēja versiju un uzrādīja ievērojamu vilci.

2010. gadā Huang Yang pārņēma rakstu sēriju. Viņa pabeidza savu pēdējo darbu 2012. gadā, kur viņa ziņoja par lielāku ievades jaudu (2,5 kW) un pārbaudīja vilces apstākļus (720 mN). 2014. gadā viņa pievienoja arī dažas detaļas par iekšējo temperatūras izmaiņu izmantošanu, kas apstiprināja sistēmas darbspēju.

Ja tic aprēķiniem, ierīce ar šādu dzinēju var aizlidot uz Plutonu 18 mēnešu laikā. Tie ir svarīgi rezultāti, jo tie veido 1/6 no New Horizons pavadītā laika. Izklausās labi, bet pat tādā gadījumā būtu nepieciešami 13 000 gadu, lai ceļotu uz Proksimu Kentauri. Turklāt mums joprojām nav 100% pārliecības par tā efektivitāti, tāpēc nav jēgas sākt attīstību.

Kodoltermiskās un elektriskās iekārtas

NASA jau vairākus gadu desmitus ir pētījusi kodoldzinēju. Reaktoros šķidrā ūdeņraža sildīšanai izmanto urānu vai deitēriju, pārvēršot to jonizētā ūdeņraža gāzē (plazmā). Pēc tam tas tiek nosūtīts caur raķetes sprauslu, lai izveidotu vilci.

Kodolraķešu spēkstacijā ir tas pats sākotnējais reaktors, kas pārveido siltumu un enerģiju elektroenerģijā. Abos gadījumos raķete paļaujas uz kodola skaldīšanu vai kodolsintēzi, lai radītu vilces sistēmas.

Salīdzinot ar ķīmiskajiem dzinējiem, mēs iegūstam vairākas priekšrocības. Sāksim ar neierobežotu enerģijas blīvumu. Turklāt tiek garantēta lielāka saķere. Tas samazinātu degvielas patēriņa līmeni un tādējādi samazinātu palaišanas masu un misiju izmaksas.

Līdz šim nav bijis neviens palaists kodoltermiskais dzinējs. Bet ir daudz jēdzienu. Tās svārstās no tradicionālajām cietajām struktūrām līdz tām, kuru pamatā ir šķidras vai gāzveida serdeņi. Neskatoties uz visām šīm priekšrocībām, vismodernākā koncepcija sasniedz maksimālo īpatnējo impulsu 5000 sekundes. Ja jūs izmantojat līdzīgu dzinēju, lai ceļotu, kad planēta atrodas 55 000 000 km attālumā ("opozīcijas" pozīcija), tad tas prasīs 90 dienas.

Bet, ja mēs to nosūtām uz Proxima Centauri, tad paātrinājumam būs vajadzīgi gadsimti, lai sasniegtu gaismas ātrumu. Pēc tam ceļošanai būtu vajadzīgi vairāki gadu desmiti un vēl viens gadsimts, lai palēninātu. Kopumā periods tiek samazināts līdz tūkstoš gadiem. Lieliski piemērots starpplanētu ceļojumiem, taču joprojām nav piemērots starpzvaigžņu ceļojumiem.

Teorētiski

Jūs droši vien jau sapratāt, ka mūsdienu tehnoloģijas ir diezgan lēnas, lai pārvarētu tik lielus attālumus. Ja mēs vēlamies to izdarīt vienā paaudzē, tad mums ir jāizdomā kaut kas izrāviens. Un, ja zinātniskās fantastikas grāmatu lappusēs joprojām krāj putekļus tārpu caurumi, tad mums ir dažas reālas idejas.

Kodolimpulsu kustība

Šo ideju tālajā 1946. gadā izstrādāja Staņislavs Ulams. Projekts sākās 1958. gadā un turpinājās līdz 1963. gadam ar nosaukumu Orion.

Orion plānoja izmantot impulsīvu kodolsprādzienu spēku, lai radītu spēcīgu grūdienu ar augstu īpatnējo impulsu. Tas ir, mums ir liels kosmosa kuģis ar milzīgu kodoltermisko kaujas galviņu krājumu. Krišanas laikā mēs izmantojam detonācijas vilni uz aizmugurējās platformas ("stūmējs"). Pēc katra sprādziena stūmēja spilventiņš absorbē spēku un pārvērš vilces spēku impulsā.

Protams, mūsdienu pasaulē metodei trūkst elegances, taču tā garantē nepieciešamo impulsu. Pēc provizoriskiem aprēķiniem, šajā gadījumā ir iespējams sasniegt 5% no gaismas ātruma (5,4 x 10 7 km/h). Bet dizains cieš no trūkumiem. Sāksim ar to, ka šāds kuģis būtu ļoti dārgs, turklāt tas svērtu 400 000-4 000 000 tonnu. Turklāt ¾ no svara veido kodolbumbas (katra no tām sasniedz 1 tonnu).

Kopējās palaišanas izmaksas tajā laikā būtu pieaugušas līdz 367 miljardiem USD (šobrīd 2,5 triljoni USD). Problēma ir arī ar radīto radiāciju un kodolatkritumiem. Domājams, ka tieši šī iemesla dēļ projekts tika apturēts 1963. gadā.

kodolsintēze

Šeit tiek izmantotas kodoltermiskās reakcijas, kuru dēļ tiek radīta vilce. Enerģija rodas, deitērija/hēlija-3 granulas aizdedzina reakcijas kamerā, izmantojot inerciālo izolāciju, izmantojot elektronu starus. Šāds reaktors uzspridzinātu 250 granulas sekundē, radot augstas enerģijas plazmu.

Šādā attīstībā degviela tiek ietaupīta un tiek radīts īpašs impulss. Sasniedzamais ātrums - 10600 km (ievērojami ātrāk nekā standarta raķetes). Pēdējā laikā arvien vairāk cilvēku interesējas par šo tehnoloģiju.

1973.-1978.gadā. Britu starpplanētu biedrība ir izveidojusi priekšizpēti - Project Daedalus. Tas balstījās uz pašreizējām zināšanām par kodolsintēzes tehnoloģiju un divpakāpju bezpilota zondes pieejamību, kas varētu sasniegt Bārnarda zvaigzni (5,9 gaismas gadi) vienas dzīves laikā.

Pirmais posms darbosies 2,05 gadus un paātrinās kuģi līdz 7,1% no gaismas ātruma. Tad tas tiks nomests un dzinējs iedarbināsies, 1,8 gadu laikā palielinot ātrumu līdz 12%. Pēc tam otrā posma dzinējs apstāsies un kuģis brauks 46 gadus.

Kopumā kuģis sasniegs zvaigzni pēc 50 gadiem. Ja jūs to nosūtīsit uz Proxima Centauri, tad laiks tiks samazināts līdz 36 gadiem. Taču arī šī tehnoloģija ir saskārusies ar šķēršļiem. Sāksim ar to, ka hēlijs-3 būs jāiegūst uz Mēness. Un reakcijai, kas aktivizē kosmosa kuģa kustību, ir nepieciešams, lai atbrīvotā enerģija pārsniegtu palaišanai izmantoto enerģiju. Un, lai gan testēšana noritēja labi, mums joprojām nav tādas jaudas, kāda mums nepieciešama, lai darbinātu starpzvaigžņu kosmosa kuģi.

Nu, neaizmirsīsim naudu. Viena 30 megatonnu raķetes palaišana NASA izmaksā 5 miljardus dolāru. Tātad Daedalus projekts svērtu 60 000 megatonu. Turklāt būs nepieciešams jauna veida kodolsintēzes reaktors, kas arī neietilpst budžetā.

reaktīvo dzinēju

Šo ideju 1960. gadā ierosināja Roberts Busards. To var uzskatīt par uzlabotu kodolsintēzes veidu. Tas izmanto magnētiskos laukus, lai saspiestu ūdeņraža degvielu, līdz tiek aktivizēta kodolsintēze. Bet šeit tiek izveidota milzīga elektromagnētiskā piltuve, kas “izvelk” ūdeņradi no starpzvaigžņu vides un izgāž to reaktorā kā degvielu.

Kuģis uzņems ātrumu un saspiestais magnētiskais lauks sasniegs saplūšanas procesu. Pēc tam tas novirzīs enerģiju izplūdes gāzu veidā caur motora sprauslu un paātrinās kustību. Neizmantojot citu degvielu, jūs varat sasniegt 4% no gaismas ātruma un doties jebkurā galaktikā.

Bet šai shēmai ir milzīgs trūkums. Tūlīt rodas pretestības problēma. Lai uzkrātu degvielu, kuģim jāpalielina ātrums. Bet tas saskaras ar milzīgu daudzumu ūdeņraža, tāpēc tas var palēnināt, it īpaši, ja tas nokļūst blīvos reģionos. Turklāt kosmosā ir ļoti grūti atrast deitēriju un tritiju. Bet šo jēdzienu bieži izmanto zinātniskajā fantastikā. Populārākais piemērs ir Star Trek.

lāzera bura

Lai ietaupītu naudu, saules buras jau ļoti ilgu laiku ir izmantotas transportlīdzekļu pārvietošanai pa Saules sistēmu. Tie ir viegli un lēti, turklāt tiem nav nepieciešama degviela. Bura izmanto starojuma spiedienu no zvaigznēm.

Bet, lai šādu struktūru izmantotu starpzvaigžņu ceļojumiem, ir nepieciešams to vadīt ar fokusētiem enerģijas stariem (lāzeriem un mikroviļņiem). Tikai šādā veidā to var paātrināt līdz atzīmei, kas ir tuvu gaismas ātrumam. Šo koncepciju 1984. gadā izstrādāja Roberts Fords.

Būtība ir tāda, ka tiek saglabātas visas saules buras priekšrocības. Un, lai gan lāzeram būs vajadzīgs laiks, lai paātrinātu, ierobežojums ir tikai gaismas ātrums. 2000. gadā veikts pētījums parādīja, ka lāzera bura var sasniegt pusi no gaismas ātruma mazāk nekā 10 gados. Ja buras izmērs ir 320 km, tad galamērķi tā sasniegs pēc 12 gadiem. Un, ja to palielinās līdz 954 km, tad pēc 9 gadiem.

Bet tā ražošanai ir nepieciešams izmantot progresīvus kompozītmateriālus, lai izvairītos no kušanas. Neaizmirstiet, ka tam jāsasniedz milzīgs izmērs, tāpēc cena būs augsta. Turklāt jums būs jātērē nauda, ​​lai izveidotu jaudīgu lāzeru, kas varētu nodrošināt vadību tik lielā ātrumā. Lāzers patērē līdzstrāvu 17 000 teravavatu. Lai jūs saprastu, tas ir enerģijas daudzums, ko visa planēta patērē vienā dienā.

antimatērija

Šis ir materiāls, ko attēlo antidaļiņas, kas sasniedz tādu pašu masu kā parastajām, bet kurām ir pretējs lādiņš. Šāds mehānisms izmantotu mijiedarbību starp vielu un antimateriālu, lai radītu enerģiju un radītu vilci.

Kopumā šādā dzinējā ir iesaistītas ūdeņraža un antiūdeņraža daļiņas. Turklāt šādā reakcijā izdalās tāds pats enerģijas daudzums kā kodoltermiskajā bumbā, kā arī subatomisku daļiņu vilnis, kas pārvietojas ar 1/3 gaismas ātruma.

Šīs tehnoloģijas priekšrocība ir tāda, ka lielākā daļa masas tiek pārvērsta enerģijā, kas radīs lielāku enerģijas blīvumu un īpatnējo impulsu. Rezultātā mēs iegūsim ātrāko un ekonomiskāko kosmosa kuģi. Ja parastā raķete izmanto tonnas ķīmiskās degvielas, tad antimatērijas dzinējs tādām pašām darbībām tērē tikai dažus miligramus. Šāda tehnoloģija būtu lielisks variants ceļojumam uz Marsu, taču to nevar pielietot citai zvaigznei, jo degvielas daudzums pieaug eksponenciāli (kopā ar izmaksām).

Divpakāpju antimatērijas raķetei 40 gadu ilgam lidojumam būtu nepieciešamas 900 000 tonnu propelenta. Grūtības ir tādas, ka, lai iegūtu 1 gramu antimatērijas, būs nepieciešami 25 miljoni miljardu kilovatstundu enerģijas un vairāk nekā triljons dolāru. Šobrīd mums ir tikai 20 nanogrami. Bet šāds kuģis spēj paātrināties līdz pusei gaismas ātruma un 8 gadu laikā aizlidot uz zvaigzni Proxima Centauri Kentaura zvaigznājā. Bet tas sver 400 Mt un tērē 170 tonnas antimatērijas.

Kā problēmas risinājumu viņi ierosināja izstrādāt “pretmateriālu raķešu starpzvaigžņu pētniecības sistēmas vakuumu”. Šeit varētu izmantot lielus lāzerus, kas rada antimatērijas daļiņas, kad tās tiek izšautas tukšā telpā.

Idejas pamatā ir arī degvielas izmantošana no kosmosa. Bet atkal ir augstas izmaksas. Turklāt cilvēce vienkārši nespēj radīt tādu daudzumu antimatērijas. Pastāv arī radiācijas risks, jo matērijas un antimateriālu iznīcināšana var radīt augstas enerģijas gamma staru sprādzienus. Būs nepieciešams ne tikai aizsargāt apkalpi ar speciāliem ekrāniem, bet arī aprīkot dzinējus. Tāpēc rīks ir zemāks par praktiskumu.

Burbulis Alcubierre

1994. gadā to ierosināja meksikāņu fiziķis Migels Alkubjērs. Viņš vēlējās izveidot rīku, kas nepārkāptu īpašo relativitātes teoriju. Viņš ierosina izstiept laiktelpas audumu vilnī. Teorētiski tas novedīs pie tā, ka attālums objekta priekšā tiks samazināts, bet aiz tā paplašināsies.

Kuģis, kas noķerts viļņa iekšpusē, spēs pārvietoties tālāk par relatīvistisko ātrumu. Pats kuģis "velku burbulī" nekustēsies, tāpēc telpas-laika noteikumi nav spēkā.

Ja runājam par ātrumu, tad tas ir "ātrāk par gaismu", bet tādā ziņā, ka kuģis galamērķi sasniegs ātrāk nekā gaismas stars, kas izgājis pāri burbulim. Aprēķini liecina, ka galamērķī tas nonāks 4 gadu laikā. Ja jūs domājat teorētiski, tad šī ir ātrākā metode.

Bet šī shēma neņem vērā kvantu mehāniku, un visa teorija to tehniski atceļ. Nepieciešamās enerģijas daudzuma aprēķini arī parādīja, ka būs nepieciešama ārkārtīgi liela jauda. Un mēs vēl neesam pieskārušies drošības jautājumiem.

Taču 2012. gadā tika runāts, ka šī metode tiek pārbaudīta. Zinātnieki apgalvoja, ka ir uzbūvējuši interferometru, kas varētu noteikt izkropļojumus kosmosā. 2013. gadā Reaktīvās dzinējspēka laboratorijā tika veikts eksperiments vakuumā. Noslēgumā jāsaka, ka rezultāti nebija pārliecinoši. Ja iedziļināties, jūs varat saprast, ka šī shēma pārkāpj vienu vai vairākus dabas pamatlikumus.

Kas no tā izriet? Ja jūs cerējāt doties turp un atpakaļ uz zvaigzni, tad izredzes ir neticami mazas. Bet, ja cilvēce nolēma uzbūvēt kosmosa šķirstu un sūtīt cilvēkus mūžsenā ceļojumā, tad viss ir iespējams. Protams, pagaidām tās ir tikai runas. Taču zinātnieki būtu aktīvāki šādās tehnoloģijās, ja mūsu planētai vai sistēmai būtu reālas briesmas. Tad ceļojums uz citu zvaigzni būtu izdzīvošanas jautājums.

Pagaidām varam tikai uzart un izpētīt savas dzimtās sistēmas plašumus, cerot, ka nākotnē parādīsies jauna metode, kas ļaus īstenot starpzvaigžņu tranzītus.

Kādā dzīves posmā katrs no mums ir uzdevis šādu jautājumu: cik ilgs laiks nepieciešams, lai aizlidotu uz zvaigznēm? Vai ir iespējams veikt šādu lidojumu viena cilvēka dzīvē, vai šādi lidojumi var kļūt par ikdienas dzīves normu? Uz šo sarežģīto jautājumu ir daudz atbilžu atkarībā no tā, kurš to jautā. Daži ir vienkārši, citi ir grūtāki. Lai rastu izsmeļošu atbildi, ir jāņem vērā pārāk daudz lietu.

Diemžēl nav reālu aprēķinu, kas palīdzētu atrast šādu atbildi, un tas ir nomākta futurologiem un starpzvaigžņu ceļojumu entuziastiem. Patīk vai nē, telpa ir ļoti liela (un sarežģīta), un mūsu tehnoloģija joprojām ir ierobežota. Bet, ja mēs kādreiz nolemsim pamest "dzimto ligzdu", mums būs vairāki veidi, kā nokļūt līdz tuvākajai zvaigžņu sistēmai mūsu galaktikā.

Mūsu Zemei tuvākā zvaigzne ir Saule, diezgan “vidēja” zvaigzne saskaņā ar Hertzprung-Russell “galvenās secības” shēmu. Tas nozīmē, ka zvaigzne ir ļoti stabila un nodrošina pietiekami daudz saules gaismas dzīvības attīstībai uz mūsu planētas. Mēs zinām, ka mūsu Saules sistēmas tuvumā ir citas planētas, kas riņķo ap zvaigznēm, un daudzas no šīm zvaigznēm ir līdzīgas mūsu zvaigznēm.

Nākotnē, ja cilvēce vēlēsies pamest Saules sistēmu, mums būs milzīga zvaigžņu izvēle, uz kurām mēs varētu doties, un daudzām no tām, iespējams, būs labvēlīgi apstākļi dzīvībai. Bet uz kurieni mēs ejam un cik ilgā laikā mēs tur nonāksim? Neaizmirstiet, ka tas viss ir tikai spekulācijas un pašlaik nav vadlīniju starpzvaigžņu ceļojumiem. Nu, kā teica Gagarins, ejam!

Sasniedziet zvaigzni
Kā jau minēts, mūsu Saules sistēmai tuvākā zvaigzne ir Proxima Centauri, un tāpēc ir ļoti lietderīgi no tās sākt plānot starpzvaigžņu misiju. Kā daļa no Alpha Centauri trīskāršo zvaigžņu sistēmas Proksima atrodas 4,24 gaismas gadu (1,3 parseku) attālumā no Zemes. Alfa Kentauri patiesībā ir spožākā no trim sistēmas zvaigznēm, kas ir daļa no ciešas binārās sistēmas 4,37 gaismas gadu attālumā no Zemes, savukārt Proxima Centauri (visblāvākais no trim) ir izolēts sarkanais punduris 0,13 gaismas gadu attālumā. no duālās sistēmas.

Un, lai gan sarunas par starpzvaigžņu ceļojumiem uzbur visu veidu "ātrāk par gaismu" (FSL) ceļojumiem, sākot no deformācijas ātrumiem un tārpu caurumiem līdz pat apakštelpas diskiem, šādas teorijas ir vai nu ļoti izdomātas (piemēram, Alkubjēra disks), vai arī pastāv tikai zinātniskajā fantastikā. .. Jebkura misija dziļajā kosmosā izplešas cilvēku paaudzēs.

Tātad, sākot ar vienu no lēnākajiem kosmosa ceļojumu veidiem, cik ilgs laiks nepieciešams, lai nokļūtu Proxima Centauri?

Mūsdienu metodes

Jautājums par ceļojuma ilguma novērtēšanu kosmosā ir daudz vienkāršāks, ja tajā ir iesaistītas mūsu Saules sistēmā esošās tehnoloģijas un ķermeņi. Piemēram, izmantojot New Horizons misijas izmantoto tehnoloģiju, 16 hidrazīna monopropelenta dzinēji var sasniegt Mēnesi tikai 8 stundās un 35 minūtēs.

Ir arī Eiropas Kosmosa aģentūras misija SMART-1, kas, izmantojot jonu piedziņu, pārcēlās uz Mēnesi. Izmantojot šo revolucionāro tehnoloģiju, kuras variantu izmantoja arī kosmiskā zonde Dawn, lai sasniegtu Vesta, SMART-1 misijai bija vajadzīgs gads, mēnesis un divas nedēļas, lai nokļūtu uz Mēness.

No ātrajiem raķešu kosmosa kuģiem līdz ekonomiskai jonu dzinējspēkam, mums ir dažas iespējas, kā pārvietoties vietējā telpā, turklāt jūs varat izmantot Jupiteru vai Saturnu kā milzīgu gravitācijas katapulti. Tomēr, ja plānojam iet nedaudz tālāk, mums būs jāpalielina tehnoloģiju jauda un jāizpēta jaunas iespējas.

Kad mēs runājam par iespējamām metodēm, mēs runājam par tām, kas ietver esošās tehnoloģijas, vai par tām, kas vēl nepastāv, bet ir tehniski iespējamas. Daži no tiem, kā jūs redzēsiet, ir pārbaudīti laikā un apstiprināti, bet citi paliek apšaubāmi. Īsāk sakot, tie ir iespējams, bet ļoti laikietilpīgs un finansiāli dārgs scenārijs, lai ceļotu pat līdz tuvākajai zvaigznei.

Jonu kustība

Tagad vislēnākais un ekonomiskākais piedziņas veids ir jonu piedziņa. Pirms dažām desmitgadēm jonu kustība tika uzskatīta par zinātniskās fantastikas priekšmetu. Taču pēdējos gados jonu dzinēju atbalsta tehnoloģijas ir pārgājušas no teorijas uz praksi, turklāt diezgan veiksmīgi. Eiropas Kosmosa aģentūras misija SMART-1 ir piemērs veiksmīgai misijai uz Mēnesi 13 mēnešu spirālveida kustībā no Zemes.

SMART-1 izmantoja ar saules enerģiju darbināmus jonu dzinējus, kuros elektrisko enerģiju savāca saules paneļi un izmantoja Halla efekta motoru darbināšanai. Lai SMART-1 nokļūtu uz Mēnesi, bija nepieciešami tikai 82 kilogrami ksenona degvielas. 1 kilograms ksenona degvielas nodrošina delta-V 45 m/s. Tas ir ārkārtīgi efektīvs kustības veids, taču tālu no ātrākajiem.

Viena no pirmajām misijām, kurā tika izmantota jonu dzinēja tehnoloģija, bija Deep Space 1 misija uz Borrelli komētu 1998. gadā. DS1 arī izmantoja ksenona jonu dzinēju un patērēja 81,5 kg degvielas. 20 vilces mēnešu laikā DS1 komētas garām lidošanas brīdī sasniedza ātrumu 56 000 km/h.

Jonu dzinēji ir ekonomiskāki par raķešu tehnoloģijām, jo ​​to vilces spēks uz degvielas masas vienību (īpatnējais impulss) ir daudz lielāks. Taču jonu dzinējiem nepieciešams ilgs laiks, lai paātrinātu kosmosa kuģi līdz ievērojamam ātrumam, un maksimālais ātrums ir atkarīgs no degvielas atbalsta un enerģijas ražošanas.

Tāpēc, ja misijā uz Proxima Centauri tiek izmantota jonu piedziņa, dzinējiem jābūt jaudīgam enerģijas avotam (kodolenerģijai) un lielām degvielas rezervēm (lai gan mazākām nekā parastajām raķetēm). Bet, ja jūs sākat no pieņēmuma, ka 81,5 kg ksenona degvielas pārvēršas par 56 000 km / h (un nebūs citu kustības veidu), varat veikt aprēķinus.

Pie maksimālā ātruma 56 000 km/h Deep Space 1 aizņemtu 81 000 gadu, lai aptvertu 4,24 gaismas gadus starp Zemi un Proksimu Kentauri. Laika gaitā tas ir aptuveni 2700 cilvēku paaudzes. Var droši teikt, ka starpplanētu jonu piedziņa būtu pārāk lēna pilotētai starpzvaigžņu misijai.

Bet, ja jonu dzinēji ir lielāki un jaudīgāki (t.i., jonu izplūdes ātrums ir daudz lielāks), ja ir pietiekami daudz raķešu degvielas, lai izturētu visus 4,24 gaismas gadus, ceļojuma laiks tiks ievērojami samazināts. Bet joprojām būs daudz vairāk nekā cilvēka mūža ilgums.

Gravitācijas manevrs

Ātrākais veids, kā ceļot kosmosā, ir izmantot gravitācijas palīgierīci. Šī metode paredz, ka kosmosa kuģis izmanto planētas relatīvo kustību (t.i., orbītu) un gravitāciju, lai mainītu ceļu un ātrumu. Gravitācijas manevri ir ārkārtīgi noderīgs kosmosa lidojumu paņēmiens, īpaši, ja paātrinājumam izmanto Zemi vai citu masīvu planētu (piemēram, gāzes gigantu).

Kosmosa kuģis Mariner 10 bija pirmais, kas izmantoja šo metodi, izmantojot Veneras gravitācijas spēku, lai 1974. gada februārī paātrinātos virzienā uz Merkuru. Astoņdesmitajos gados zonde Voyager 1 izmantoja Saturnu un Jupiteru gravitācijas manevriem un paātrinājumam līdz 60 000 km/h, kam sekoja izeja starpzvaigžņu telpā.

Helios 2 misija, kas sākās 1976. gadā un kurai bija paredzēts izpētīt starpplanētu vidi starp 0,3 AU. e. un 1 a. piem., no Saules, pieder rekords lielākajam ātrumam, kas izveidots ar gravitācijas manevra palīdzību. Tobrīd Helios 1 (palaists 1974. gadā) un Helios 2 piederēja Saulei tuvākās pieejas rekords. Helios 2 tika palaists ar parastu raķeti un novietots ļoti iegarenā orbītā.

Pateicoties lielajai ekscentricitātei (0,54) 190 dienu Saules orbītā, Helios 2 spēja sasniegt maksimālo ātrumu virs 240 000 km/h perihēlijā. Šis orbitālais ātrums tika izveidots, pateicoties tikai Saules gravitācijas pievilcībai. Tehniski Helios 2 perihēlija ātrums nebija gravitācijas manevra rezultāts, bet gan maksimālais orbītas ātrums, taču kuģim joprojām pieder ātrākā cilvēka radītā objekta rekords.

Ja Voyager 1 virzītos sarkanā pundura Proxima Centauri virzienā ar nemainīgu ātrumu 60 000 km/h, šī attāluma pārvarēšanai būtu nepieciešami 76 000 gadu (jeb vairāk nekā 2500 paaudžu). Bet, ja zonde sasniegtu Helios 2 rekordātrumu – nemainīgu ātrumu 240 000 km/h, tad būtu nepieciešami 19 000 gadu (jeb vairāk nekā 600 paaudžu), lai nobrauktu 4243 gaismas gadus. Ievērojami labāks, lai gan ne tuvu praktiskajam.

EM piedziņas elektromagnētiskais motors

Vēl viena piedāvātā starpzvaigžņu ceļojuma metode ir rezonanses dobuma RF piedziņa, kas pazīstama arī kā EM Drive. Dzinējs, ko 2001. gadā ierosināja britu zinātnieks Rodžers Šeuers, kurš izveidoja Satellite Propulsion Research Ltd (SPR), lai īstenotu projektu, ir balstīts uz ideju, ka elektromagnētiskie mikroviļņu dobumi var tieši pārvērst elektrisko enerģiju vilcē.

Lai gan tradicionālie elektromagnētiskie dzinēji ir paredzēti noteiktas masas (piemēram, jonizētu daļiņu) virzīšanai, šī konkrētā piedziņas sistēma nav atkarīga no masas reakcijas un neizstaro virziena starojumu. Kopumā šis dzinējs tika uztverts ar diezgan lielu skepsi, galvenokārt tāpēc, ka tas pārkāpj impulsa nezūdamības likumu, saskaņā ar kuru sistēmas impulss paliek nemainīgs un to nevar izveidot vai iznīcināt, bet tikai mainīt ar spēku.

Tomēr nesenie eksperimenti ar šo tehnoloģiju acīmredzami ir devuši pozitīvus rezultātus. 2014. gada jūlijā 50. AIAA/ASME/SAE/ASEE kopīgajā dzinējspēka konferencē Klīvlendā, Ohaio štatā, NASA progresīvie reaktīvo dzinēju zinātnieki paziņoja, ka ir veiksmīgi izmēģinājuši jaunu elektromagnētiskās piedziņas konstrukciju.

2015. gada aprīlī NASA Eagleworks (daļa no Džonsona kosmosa centra) zinātnieki paziņoja, ka ir veiksmīgi izmēģinājuši šo dzinēju vakuumā, kas varētu liecināt par iespējamu pielietojumu kosmosā. Tā paša gada jūlijā zinātnieku komanda no Drēzdenes Tehnoloģiju universitātes Kosmosa sistēmu katedras izstrādāja savu dzinēja versiju un novēroja taustāmu vilci.

2010. gadā profesore Džuana Jana no Ziemeļrietumu Politehniskās universitātes Sjaņā, Ķīnā, sāka publicēt rakstu sēriju par saviem pētījumiem par EM Drive tehnoloģiju. 2012. gadā viņa ziņoja par lielu ievadīto jaudu (2,5 kW) un reģistrēto vilci 720 mn. Tā arī 2014. gadā veica plašu testēšanu, tostarp iekšējo temperatūras mērījumus ar iebūvētiem termopāriem, kas parādīja, ka sistēma darbojas.

NASA prototips (kuram tika dota jauda 0,4 N/kilovats) aprēķināja, ka elektromagnētiski darbināms kosmosa kuģis varētu veikt ceļojumu uz Plutonu mazāk nekā 18 mēnešu laikā. Tas ir sešas reizes mazāk, nekā nepieciešams New Horizons zondei, kas pārvietojās ar ātrumu 58 000 km/h.

Izklausās iespaidīgi. Bet pat šajā gadījumā kuģis ar elektromagnētiskajiem dzinējiem lidos uz Proksimu Kentauri 13 000 gadu. Tuvu, bet joprojām nepietiek. Turklāt, kamēr šajā tehnoloģijā nav punktēts viss e, ir pāragri runāt par tās izmantošanu.

Kodoltermiskā un kodolelektriskā dzinējspēks

Vēl viena iespēja veikt starpzvaigžņu lidojumu ir izmantot kosmosa kuģi, kas aprīkots ar kodoldzinējiem. NASA ir pētījusi šādas iespējas gadu desmitiem. Kodoltermiskās piedziņas raķete varētu izmantot urāna vai deitērija reaktorus, lai ūdeņradi sildītu reaktorā, pārvēršot to jonizētā gāzē (ūdeņraža plazmā), kas pēc tam tiktu novirzīta raķetes sprauslā, radot vilci.

Ar elektrību darbināmā kodolraķetē ietilpst tas pats reaktors, kas pārvērš siltumu un enerģiju elektroenerģijā, kas pēc tam darbina elektromotoru. Abos gadījumos raķetes vilces spēks būs atkarīgs no kodolsintēzes vai skaldīšanas, nevis ķīmiskajiem propelentiem, ar kuriem darbojas visas mūsdienu kosmosa aģentūras.

Salīdzinot ar ķīmiskajiem dzinējiem, kodoldzinējiem ir nenoliedzamas priekšrocības. Pirmkārt, tam ir praktiski neierobežots enerģijas blīvums salīdzinājumā ar propelentu. Turklāt kodoldzinējs radīs arī spēcīgu vilci, salīdzinot ar izmantotās degvielas daudzumu. Tas samazinās nepieciešamās degvielas daudzumu un vienlaikus arī konkrētas ierīces svaru un izmaksas.

Lai gan termokodoldzinēji vēl nav devušies kosmosā, to prototipi ir radīti un pārbaudīti, un ir ierosināts vēl vairāk.

Un tomēr, neskatoties uz priekšrocībām degvielas ekonomijā un īpatnējā impulsā, vislabāk piedāvātās kodoltermiskā dzinēja koncepcijas maksimālais īpatnējais impulss ir 5000 sekundes (50 kN s/kg). Izmantojot kodoldzinējus, ko darbina kodola skaldīšana vai kodolsintēze, NASA zinātnieki varētu nogādāt kosmosa kuģi uz Marsu tikai 90 dienās, ja Sarkanā planēta atrastos 55 000 000 kilometru attālumā no Zemes.

Bet, ja mēs runājam par ceļojumu uz Proxima Centauri, būtu vajadzīgi gadsimti, lai kodolraķete paātrinātos līdz ievērojamai gaismas ātruma daļai. Tad būs vajadzīgi vairāki gadu desmiti ceļojumu un pēc tiem vēl daudzus gadsimtus palēninājuma ceļā uz mērķi. Mēs joprojām esam 1000 gadu attālumā no mūsu galamērķa. Tas, kas ir labs starpplanētu misijām, nav tik labs starpzvaigžņu misijām.

Kā jau minēts, mūsu Saules sistēmai tuvākā zvaigzne ir Proxima Centauri, un tāpēc ir ļoti lietderīgi no tās sākt plānot starpzvaigžņu misiju. Kā daļa no Alpha Centauri trīskāršo zvaigžņu sistēmas Proksima atrodas 4,24 gaismas gadu (1,3 parseku) attālumā no Zemes. Alfa Centauri patiesībā ir spožākā no trim sistēmas zvaigznēm, kas ir daļa no ciešas binārās sistēmas 4,37 gaismas gadu attālumā no Zemes, savukārt Proxima Centauri (visblāvākais no trim) ir izolēts sarkanais punduris 0,13 gaismas gadu attālumā no Zemes. duālā sistēma.

Un, lai gan sarunas par starpzvaigžņu ceļojumiem raisa domas par visa veida "ātrāk par gaismu" (FSL) ceļojumiem, sākot no deformācijas ātrumiem un tārpu caurumiem līdz pat apakštelpas diskiem, šādas teorijas ir vai nu ļoti izdomātas (piemēram), vai pastāv tikai zinātniskajā fantastikā. Jebkura misija dziļajā kosmosā izplešas cilvēku paaudzēs.

Tātad, sākot ar vienu no lēnākajiem kosmosa ceļojumu veidiem, cik ilgs laiks nepieciešams, lai nokļūtu Proxima Centauri?

Mūsdienu metodes

Jautājums par ceļojuma ilguma novērtēšanu kosmosā ir daudz vienkāršāks, ja tajā ir iesaistītas mūsu Saules sistēmā esošās tehnoloģijas un ķermeņi. Piemēram, izmantojot tehnoloģiju, ko izmanto 16 hidrazīna monopropelenta dzinēji, jūs varat sasniegt Mēnesi tikai 8 stundās un 35 minūtēs.

Ir arī Eiropas Kosmosa aģentūras misija SMART-1, kas, izmantojot jonu piedziņu, pārcēlās uz Mēnesi. Izmantojot šo revolucionāro tehnoloģiju, kuras variantu izmantoja arī kosmiskā zonde Dawn, lai sasniegtu Vesta, SMART-1 misijai bija vajadzīgs gads, mēnesis un divas nedēļas, lai nokļūtu uz Mēness.

No ātrajiem raķešu kosmosa kuģiem līdz ekonomiskai jonu dzinējspēkam, mums ir dažas iespējas, kā pārvietoties vietējā telpā, turklāt jūs varat izmantot Jupiteru vai Saturnu kā milzīgu gravitācijas katapulti. Tomēr, ja plānojam iet nedaudz tālāk, mums būs jāpalielina tehnoloģiju jauda un jāizpēta jaunas iespējas.

Kad mēs runājam par iespējamām metodēm, mēs runājam par tām, kas ietver esošās tehnoloģijas, vai par tām, kas vēl nepastāv, bet ir tehniski iespējamas. Daži no tiem, kā jūs redzēsiet, ir pārbaudīti laikā un apstiprināti, bet citi paliek apšaubāmi. Īsāk sakot, tie ir iespējams, bet ļoti laikietilpīgs un finansiāli dārgs scenārijs, lai ceļotu pat līdz tuvākajai zvaigznei.

Jonu kustība

Tagad vislēnākais un ekonomiskākais piedziņas veids ir jonu piedziņa. Pirms dažām desmitgadēm jonu kustība tika uzskatīta par zinātniskās fantastikas priekšmetu. Taču pēdējos gados jonu dzinēju atbalsta tehnoloģijas ir pārgājušas no teorijas uz praksi, turklāt diezgan veiksmīgi. Eiropas Kosmosa aģentūras misija SMART-1 ir piemērs veiksmīgai misijai uz Mēnesi 13 mēnešu spirālveida kustībā no Zemes.


SMART-1 izmantoja saules enerģiju, kurā elektrību savāca saules paneļi un izmantoja Hola efekta motoru darbināšanai. Lai SMART-1 nokļūtu uz Mēnesi, bija nepieciešami tikai 82 kilogrami ksenona degvielas. 1 kilograms ksenona degvielas nodrošina delta-V 45 m/s. Tas ir ārkārtīgi efektīvs kustības veids, taču tālu no ātrākajiem.

Viena no pirmajām misijām, kurā tika izmantota jonu dzinēja tehnoloģija, bija Deep Space 1 misija uz Borrelli komētu 1998. gadā. DS1 arī izmantoja ksenona jonu dzinēju un patērēja 81,5 kg degvielas. 20 vilces mēnešu laikā DS1 komētas garām lidošanas brīdī sasniedza ātrumu 56 000 km/h.

Jonu dzinēji ir ekonomiskāki par raķešu tehnoloģijām, jo ​​to vilces spēks uz degvielas masas vienību (īpatnējais impulss) ir daudz lielāks. Taču jonu dzinējiem nepieciešams ilgs laiks, lai paātrinātu kosmosa kuģi līdz ievērojamam ātrumam, un maksimālais ātrums ir atkarīgs no degvielas atbalsta un enerģijas ražošanas.

Tāpēc, ja misijā uz Proxima Centauri tiek izmantota jonu piedziņa, dzinējiem jābūt jaudīgam enerģijas avotam (kodolenerģijai) un lielām degvielas rezervēm (lai gan mazākām nekā parastajām raķetēm). Bet, ja jūs sākat no pieņēmuma, ka 81,5 kg ksenona degvielas pārvēršas par 56 000 km / h (un nebūs citu kustības veidu), varat veikt aprēķinus.

Pie maksimālā ātruma 56 000 km/h Deep Space 1 aizņemtu 81 000 gadu, lai aptvertu 4,24 gaismas gadus starp Zemi un Proksimu Kentauri. Laika gaitā tas ir aptuveni 2700 cilvēku paaudzes. Var droši teikt, ka starpplanētu jonu piedziņa būtu pārāk lēna pilotētai starpzvaigžņu misijai.

Bet, ja jonu dzinēji ir lielāki un jaudīgāki (t.i., jonu izplūdes ātrums ir daudz ātrāks), ja ir pietiekami daudz propelenta, lai izturētu visus 4,24 gaismas gadus, ceļojuma laiks tiks ievērojami samazināts. Bet joprojām būs daudz vairāk nekā cilvēka mūža ilgums.

Gravitācijas manevrs

Ātrākais veids, kā ceļot kosmosā, ir izmantot gravitācijas palīgierīci. Šī metode paredz, ka kosmosa kuģis izmanto planētas relatīvo kustību (t.i., orbītu) un gravitāciju, lai mainītu ceļu un ātrumu. Gravitācijas manevri ir ārkārtīgi noderīgs kosmosa lidojumu paņēmiens, īpaši, ja paātrinājumam izmanto Zemi vai citu masīvu planētu (piemēram, gāzes gigantu).

Kosmosa kuģis Mariner 10 bija pirmais, kas izmantoja šo metodi, izmantojot Veneras gravitācijas spēku, lai 1974. gada februārī paātrinātos virzienā uz Merkuru. Astoņdesmitajos gados zonde Voyager 1 izmantoja Saturnu un Jupiteru gravitācijas manevriem un paātrinājumam līdz 60 000 km/h, kam sekoja izeja starpzvaigžņu telpā.

Helios 2 misija, kas sākās 1976. gadā un kurai bija paredzēts izpētīt starpplanētu vidi starp 0,3 AU. e. un 1 a. piem., no Saules, pieder rekords lielākajam ātrumam, kas izveidots ar gravitācijas manevra palīdzību. Tobrīd Helios 1 (palaists 1974. gadā) un Helios 2 piederēja Saulei tuvākās pieejas rekords. Helios 2 tika palaists ar parastu raķeti un novietots ļoti iegarenā orbītā.


Pateicoties lielajai ekscentricitātei (0,54) 190 dienu Saules orbītā, Helios 2 spēja sasniegt maksimālo ātrumu virs 240 000 km/h perihēlijā. Šis orbitālais ātrums tika izveidots, pateicoties tikai Saules gravitācijas pievilcībai. Tehniski Helios 2 perihēlija ātrums nebija gravitācijas manevra rezultāts, bet gan maksimālais orbītas ātrums, taču kuģim joprojām pieder ātrākā cilvēka radītā objekta rekords.

Ja Voyager 1 virzītos sarkanā pundura Proxima Centauri virzienā ar nemainīgu ātrumu 60 000 km/h, šī attāluma pārvarēšanai būtu nepieciešami 76 000 gadu (jeb vairāk nekā 2500 paaudžu). Bet, ja zonde sasniegtu Helios 2 rekorda ātrumu - nemainīgu ātrumu 240 000 km/h, tad būtu nepieciešami 19 000 gadu (jeb vairāk nekā 600 paaudžu), lai nobrauktu 4243 gaismas gadus. Ievērojami labāks, lai gan ne tuvu praktiskajam.

EM piedziņas elektromagnētiskais motors

Vēl viena piedāvātā starpzvaigžņu ceļojuma metode ir EM Drive. Dzinējs, ko 2001. gadā ierosināja britu zinātnieks Rodžers Šeuers, kurš izveidoja Satellite Propulsion Research Ltd (SPR), lai īstenotu projektu, ir balstīts uz ideju, ka elektromagnētiskie mikroviļņu dobumi var tieši pārvērst elektrisko enerģiju vilcē.


Lai gan tradicionālie elektromagnētiskie dzinēji ir paredzēti noteiktas masas (piemēram, jonizētu daļiņu) virzīšanai, šī konkrētā piedziņas sistēma nav atkarīga no masas reakcijas un neizstaro virziena starojumu. Kopumā šis dzinējs tika uztverts ar diezgan lielu skepsi, galvenokārt tāpēc, ka tas pārkāpj impulsa nezūdamības likumu, saskaņā ar kuru sistēmas impulss paliek nemainīgs un to nevar izveidot vai iznīcināt, bet tikai mainīt ar spēku.

Tomēr nesenie eksperimenti ar šo tehnoloģiju acīmredzami ir devuši pozitīvus rezultātus. 2014. gada jūlijā 50. AIAA/ASME/SAE/ASEE kopīgajā dzinējspēka konferencē Klīvlendā, Ohaio štatā, NASA progresīvie reaktīvo dzinēju zinātnieki paziņoja, ka ir veiksmīgi izmēģinājuši jaunu elektromagnētiskās piedziņas konstrukciju.


2015. gada aprīlī NASA Eagleworks (daļa no Džonsona kosmosa centra) zinātnieki paziņoja, ka ir veiksmīgi izmēģinājuši šo dzinēju vakuumā, kas varētu liecināt par iespējamu pielietojumu kosmosā. Tā paša gada jūlijā zinātnieku komanda no Drēzdenes Tehnoloģiju universitātes Kosmosa sistēmu katedras izstrādāja savu dzinēja versiju un novēroja taustāmu vilci.

2010. gadā profesore Džuana Jana no Ziemeļrietumu Politehniskās universitātes Sjaņā, Ķīnā, sāka publicēt rakstu sēriju par saviem pētījumiem par EM Drive tehnoloģiju. 2012. gadā viņa ziņoja par lielu ievadīto jaudu (2,5 kW) un reģistrēto vilci 720 mn. Tā arī 2014. gadā veica plašu testēšanu, tostarp iekšējo temperatūras mērījumus ar iebūvētiem termopāriem, kas parādīja, ka sistēma darbojas.

NASA prototips (kuram tika dota jauda 0,4 N/kilovats) aprēķināja, ka elektromagnētiski darbināms kosmosa kuģis varētu veikt ceļojumu uz Plutonu mazāk nekā 18 mēnešu laikā. Tas ir sešas reizes mazāk, nekā nepieciešams New Horizons zondei, kas pārvietojās ar ātrumu 58 000 km/h.

Izklausās iespaidīgi. Bet pat šajā gadījumā kuģis ar elektromagnētiskajiem dzinējiem lidos uz Proksimu Kentauri 13 000 gadu. Tuvu, bet joprojām nepietiek. Turklāt, kamēr šajā tehnoloģijā nav punktēts viss e, ir pāragri runāt par tās izmantošanu.

Kodoltermiskā un kodolelektriskā dzinējspēks

Vēl viena iespēja veikt starpzvaigžņu lidojumu ir izmantot kosmosa kuģi, kas aprīkots ar kodoldzinējiem. NASA ir pētījusi šādas iespējas gadu desmitiem. Kodoltermiskās piedziņas raķete varētu izmantot urāna vai deitērija reaktorus, lai ūdeņradi sildītu reaktorā, pārvēršot to jonizētā gāzē (ūdeņraža plazmā), kas pēc tam tiktu novirzīta raķetes sprauslā, radot vilci.


Ar elektrību darbināmā kodolraķetē ietilpst tas pats reaktors, kas pārvērš siltumu un enerģiju elektroenerģijā, kas pēc tam darbina elektromotoru. Abos gadījumos raķetes vilces spēks būs atkarīgs no kodolsintēzes vai skaldīšanas, nevis ķīmiskajiem propelentiem, ar kuriem darbojas visas mūsdienu kosmosa aģentūras.

Salīdzinot ar ķīmiskajiem dzinējiem, kodoldzinējiem ir nenoliedzamas priekšrocības. Pirmkārt, tam ir praktiski neierobežots enerģijas blīvums salīdzinājumā ar propelentu. Turklāt kodoldzinējs radīs arī spēcīgu vilci, salīdzinot ar izmantotās degvielas daudzumu. Tas samazinās nepieciešamās degvielas daudzumu un vienlaikus arī konkrētas ierīces svaru un izmaksas.

Lai gan termokodoldzinēji vēl nav devušies kosmosā, to prototipi ir radīti un pārbaudīti, un ir ierosināts vēl vairāk.

Un tomēr, neskatoties uz priekšrocībām degvielas ekonomijā un īpatnējā impulsā, vislabāk piedāvātās kodoltermiskā dzinēja koncepcijas maksimālais īpatnējais impulss ir 5000 sekundes (50 kN s/kg). Izmantojot kodoldzinējus, ko darbina kodola skaldīšana vai kodolsintēze, NASA zinātnieki varētu nogādāt kosmosa kuģi uz Marsu tikai 90 dienās, ja Sarkanā planēta atrastos 55 000 000 kilometru attālumā no Zemes.

Bet, ja mēs runājam par ceļojumu uz Proxima Centauri, būtu vajadzīgi gadsimti, lai kodolraķete paātrinātos līdz ievērojamai gaismas ātruma daļai. Tad būs vajadzīgi vairāki gadu desmiti ceļojumu un pēc tiem vēl daudzus gadsimtus palēninājuma ceļā uz mērķi. Mēs joprojām esam 1000 gadu attālumā no mūsu galamērķa. Tas, kas ir labs starpplanētu misijām, nav tik labs starpzvaigžņu misijām.