Erdan alfa kentavriga qancha uchish kerak. Alpha Centauri-ga qanday uchish mumkin - texnik tafsilotlar. EM Drive Elektromagnit Dvigatel
"YETTI MILLION YILDAN KEYIN"
O'qituvchi Moiseev I.M.
SSO "Energia" MVTU im. Bauman
turar-joy Ust-Abakan
Hurmatli o'rtoqlar! Men sizni darhol ogohlantirmoqchiman, biz bahsli va juda mavhum masalalar haqida gaplashamiz. Sizga aytmoqchi bo'lganlarimning aksariyati bugungi kunda dolzarb muammo emas. Biroq, men to'xtalib o'tadigan muammoni tushunish va uni hal qilish imkoniyati jiddiy mafkuraviy xususiyatga ega.
Biz standartlarimiz bo'yicha juda katta raqamlar bilan ishlashimiz kerak bo'ladi. Men ularni yaxshi tushunishingizni istayman, eslataman: million ming ming, milliard ming million. Minggacha sanash 3 soatni oladi. Bir milliongacha - 125 kun. Bir milliardgacha - 350 yil. vakili? Xo'sh, unda. Keyin boshlashingiz mumkin.
Koinot 20 milliard yil oldin shakllangan.
Qaerdadir 5-6 milliard yil oldin bizning Quyosh yonib ketdi.
4 milliard yil oldin erigan to'p soviydi, u hozir Yer sayyorasi deb ataladi. Odam taxminan bir million yil oldin paydo bo'lgan.
Davlatlar bir necha ming yillardan beri mavjud.
Taxminan yuz yil oldin radio ixtiro qilindi va nihoyat, 27 yil oldin kosmik asr boshlandi.
Bu safar. Endi fazoviy masshtablar haqida gapiraylik.
Ma'lumki, yorug'lik nuri sekundiga 300 000 km masofani bosib o'tadi. Biz masofalarni o'lchash uchun yorug'lik tezligidan foydalanamiz. Yorug'lik nuri ekvator uzunligiga teng masofani bosib o'tishi uchun sekundning 1/7 qismi kerak bo'ladi. Oyga erishish uchun - 1 soniyadan bir oz ko'proq. Yorug'lik Yerdan Quyoshgacha 8 daqiqada tarqaladi. Quyosh sistemasining chetiga yorug'lik nuri tushishi uchun 5 soatdan ko'proq vaqt ketadi. Lekin eng yaqin yulduzga - Proxima Centauri - 4 yildan ortiq parvoz qilish uchun yorug'lik nuri. Bizning galaktikamizning markaziga yorug'lik nurlari yetib borishi uchun 75 000 yil kerak bo'ladi. Bizning koinotimizdan bir yorug'lik nuri o'tishi uchun 40 milliard yil kerak bo'ladi.
Biz Yerda yashaymiz. Bizning sayyoramiz quyosh tizimining juda kichik qismi bo'lib, unga birinchi yulduz - Quyosh, 9 ta yirik sayyora, o'nlab sayyora yo'ldoshlari, millionlab kometalar va asteroidlar va boshqa ko'plab kichikroq moddiy jismlar kiradi. Bizning quyosh tizimimiz 10 milliard quyoshga o'xshash yulduzlarni o'z ichiga olgan ulkan yulduz tizimi Galaktikaning chetida joylashgan. Koinotda shunday minglab galaktikalar mavjud
milliard. Bu biz yashayotgan dunyo. Bularning barchasini taqdim etganimizdan so'ng, birinchi vazifani qo'yish vaqti keldi.
Shunday qilib. Biz eng yaqin yulduz tizimiga, Alpha Centauri tizimiga borishimiz kerak. Ushbu tizim 3 ta yulduzni o'z ichiga oladi: Alpha Centauri A - bizning Quyoshga o'xshash yulduz, Alpha Centauri B va Proxima Centauri - kichik qizil yulduzlar. Bu tizimga sayyoralarni ham kiritish ehtimoli yuqori. Ungacha bo'lgan masofa 4,3 yorug'lik yili. Agar biz yorug'lik tezligida harakat qila olsak, oldinga va orqaga sayohat qilishimizga deyarli 9 yil kerak bo'lar edi. Ammo biz yorug'lik tezligida harakat qila olmaymiz. Hozirgi vaqtda bizning ixtiyorimizda faqat kimyoviy raketalar mavjud, ularning maksimal erishilgan tezligi 20 km / s ni tashkil qiladi. Bunday tezlikda Alpha Centauriga uchish uchun 70 ming yildan ortiq vaqt ketadi. Bizning ixtiyorimizda elektr raketa va yadro-termik dvigatellar mavjud. Biroq, birinchisi, past bosim tufayli, o'z vaznini munosib tezlikka tezlashtira olmaydi, ikkinchisi, taxminan, kimyoviy bo'lganlardan ikki baravar yaxshi. Ilmiy-fantastik yozuvchilar o'z qahramonlarini yulduzlarga fotonlarda, to'g'rirog'i, yo'q qilish raketalarida yuborishni yaxshi ko'radilar. Yo'q qilish dvigatellari nazariy jihatdan raketani atigi bir yil ichida yorug'lik tezligiga juda yaqin tezlikka olib chiqishi mumkin edi. Ammo yo'q qilish uchun harakatlantiruvchi tizimlarni yaratish uchun sizga katta miqdordagi antimater kerak va uni qanday olish mutlaqo noma'lum. Bundan tashqari, bunday dvigatelning dizayni mutlaqo noaniq. Va bizga haqiqiy dvigatel kerak. Shunday qilib, biz buni qanday qilishni bilamiz va hoziroq u ustida ishlashni boshlaymiz. Aks holda, hozir noma'lum tamoyillar topilguncha kutib tursak, bizda hech narsa qolishi mumkin. Yaxshiyamki, bunday dvigatel mavjud. To'g'ri, hozircha faqat qog'ozda, lekin siz va men xohlasak, uni metallda ham yaratishimiz mumkin. Bu impulsli termoyadroli raketa dvigatelidir. Keling, u bilan batafsilroq tanishamiz. Ushbu dvigatelda termoyadro yoqilg'isining kichik qismlari katta chastota bilan yonib ketadi. Bunda juda katta energiya ajralib chiqadi, reaksiya mahsulotlari - elementar zarralar yuqori tezlikda tarqalib, raketani oldinga suradi. Keling, bunday dvigatelni yaratish bilan bog'liq asosiy muammolar va ularni hal qilish usullari haqida to'xtalib o'tamiz.
Birinchi muammo - bu ateşleme muammosi. Uni olovga qo'yish kerak, ya'ni kichik, og'irligi 10 milligramdan ko'p bo'lmagan termoyadro yoqilg'i tabletkasida termoyadroviy reaktsiyani boshlash kerak. Bunday pellet odatda nishon deb ataladi. Reaksiya etarlicha intensiv davom etishi uchun maqsadli harorat yuzlab million darajaga yetishi kerak. Bundan tashqari, nishonning ko'pchiligi reaksiyaga kirishishi uchun bu isitish juda qisqa vaqt ichida amalga oshirilishi kerak. / Agar biz sekin qizdirsak, nishon yonmasdan bug'lanishga vaqt topadi./ Hisob-kitoblar va tajribalar shuni ko'rsatadiki, nishonga soniyaning milliarddan bir qismiga bir million joul energiya qo'yish kerak. Bunday impulsning kuchi 200 ming Krasnoyarsk GESining kuchiga teng. Ammo energiya iste'moli unchalik katta bo'lmaydi - 100 ming kilovatt, agar biz soniyada 100 nishonni portlatsak. Yonish muammosining birinchi yechimini mashhur sovet fizigi Basov topdi. U kerakli quvvatni to'plash mumkin bo'lgan lazer nurlari bilan nishonlarga o't qo'yishni taklif qildi. Bu borada jadal ishlar olib borilmoqda va yaqin kelajakda shu tamoyil asosida ishlaydigan ilk termoyadro stansiyalari ishga tushiriladi. Ushbu muammoni hal qilishning boshqa variantlari mavjud, ammo ular hali ham kam o'rganilgan.
Ikkinchi muammo - bu yonish kamerasi muammosi. Nishonlarimiz yonishi jarayonida yuqori energiya va kuchli elektromagnit nurlanishni tashiydigan ko'p sonli elementar zarrachalar hosil bo'ladi va bularning barchasi har tomonga tarqaladi. Va biz bir yo'nalishda - raketamizning harakatiga qarshi - imkon qadar ko'proq reaktsiya mahsulotlarini yuborishimiz kerak - faqat bu holda raketa tezlikni ko'tara oladi. Biz bu muammoni faqat magnit maydon yordamida hal qila olamiz. Muayyan kuchga ega bo'lgan magnit maydon reaktsiya mahsulotlarining traektoriyalarini o'zgartirishi va ularni to'g'ri yo'nalishga yo'naltirishi mumkin. Biz shunday maydonni yaratishimiz mumkin.
Uchinchi muammo - radiator muammosi. Elektromagnit nurlanishni magnit maydon bilan boshqarib bo'lmaydi. Ushbu radiatsiya dvigatelning strukturaviy elementlari tomonidan so'riladi va kosmosga tashlanishi kerak bo'lgan issiqlikka aylanadi. Haddan tashqari issiqlik odatda issiqlik qabul qiluvchilar - issiqlik quvurlaridan yasalgan katta yupqa plitalar - issiqlikni uzoq masofalarga o'tkazish imkonini beruvchi oddiy qurilmalar yordamida chiqariladi. Biroq, bizning sharoitimiz uchun bunday tizimning massasi juda katta.
Bu erda ham chiqish yo'li bor. Issiqlikni chiqarish uchun kichik qattiq zarrachalar oqimi yoki yuqori haroratgacha qizdirilgan suyuqlik tomchilaridan foydalanish taklif etiladi. Bunday qurilmalar yangi, ammo juda mumkin.
Dvigatelimizni loyihalashda yana ko'plab muammolar paydo bo'ladi, lekin ularning barchasi hal qilinishi mumkin, va eng muhimi, fan va texnikaning hozirgi rivojlanish darajasida hal qilinishi mumkin.
Dvigatelni bir butun sifatida tasavvur qiling. U yonish kamerasiga asoslangan - o'lchami bir necha o'nlab metr bo'lgan kesilgan konus. Ushbu konusning o'qida termoyadro portlashlari sekundiga 100 marta sodir bo'ladi, ularning har biri bir necha tonna trotil kuchiga ega. Jet konusning keng bazasidan oqib chiqadi. Ushbu konus solenoidlarning ikkita halqasidan hosil bo'ladi. Devorlari yo'q. Konusning ichida kuchli magnit maydon mavjud. Yuqori solenoid lazerli ateşleme tizimi, nishonlarni yonish kamerasiga kiritish tizimi va lazer o'rnatishni quvvatlantirish uchun zarur bo'lgan elektr quvvatini olish tizimi bilan jihozlangan. /Buni amalga oshirish uchun portlashlar energiyasining bir qismi olinadi./ Suyuq oqimlar konusning yon generatorlari bo'ylab oqadi - bu radiator. Kerakli kuchni ta'minlash uchun raketamizga ushbu dvigatellardan 200 ga yaqinini o'rnatishimiz kerak bo'ladi.
Biz dvigatel yasadik. Endi foydali yuk haqida gapiraylik. Bizning qurilmamiz boshqariladi. Shuning uchun, asosiy qism yashashga yaroqli bo'linma bo'ladi. U dumbbell shaklida tayyorlanishi mumkin. "Dumbil" o'lchamlari ikki yuzdan uch yuz metrgacha bo'ladi. Sun'iy tortishish hosil qilish uchun u o'zining ko'ndalang o'qi atrofida aylanadi. U har tomondan termoyadro yoqilg'isi bilan o'ralgan bo'lib, u ekipajni kosmik nurlanishdan himoya qiladi. Yashash joyidan tashqari, foydali yuk elektr ta'minoti tizimi, aloqa tizimi va yordamchi tizimlarni o'z ichiga oladi.
Ko'rib turganingizdek, yulduzlararo kosmik kemani yaratishda imkonsiz narsa yo'q, shunchaki juda ko'p murakkablik. Barcha muammolarni hal qilish mumkin. Endi men sizni dastlabki loyihalash natijasida olingan kemaning xususiyatlari bilan tanishtiraman.
|
Boshida massa |
million tonna |
|
|
Dvigatel og'irligi |
ming tonna |
|
|
Yuk yukining og'irligi |
ming tonna |
|
|
Maksimal tezlik |
yorug'lik tezligi |
|
|
Parvoz vaqti |
yillar |
|
|
Ekipaj |
1000 |
Inson |
Bunday kema bizga Alpha Centauri tizimiga uchish imkonini beradi.
Iltimos, diqqat qiling - shunchaki uching. U qaytib kela olmaydi. Hisoblash oson, bir xil dizaynga ega bo'lgan holda, bizning kemamiz qaytib kelishi uchun 8 milliard tonna og'irlikda bo'lishi kerak. Bu bizning imkoniyatlarimizdan tashqarida ekanligi aniq. Va nega qaytib kelasiz? Biz barcha yangi va juda katta ma'lumotlarni radio orqali uzatishimiz mumkin. Va biz Alpha Centauri tizimida qolishimiz, sayyoralarga qo'nishimiz va ularning rivojlanishini boshlashimiz kerak.
Biz buni qanday qilamiz? Bunday imkoniyat bormi? Ha bor. Biz quyosh tizimidan, aytaylik, yuzta kemani uchiramiz. Yuz ming ko'ngilli. 60 yildan keyin ular, ularning farzandlari va nevaralari Alpha Centauri tizimiga etib kelishadi va tadqiqot uchun eng qulay sayyora atrofida orbitaga chiqishadi. Razvedkadan so'ng odamlar butun sayyorani qayta tiklashni boshlaydilar, chunki u bizning Yerimizning nusxasi bo'lishi dargumon. Agar u juda issiq bo'lsa, uni yulduzdan chang ekrani bilan yopishingiz mumkin. Agar u juda sovuq bo'lsa - katta va juda engil nometall yordamida unga qo'shimcha energiya yuboring, biz buni qila olamiz. Biz atmosferani ham o'zgartirishimiz mumkin. Masalan, Karl Sagan taklif qilganidek / yaqinda KU Chernenkoga maktub yo'llagan, unda u koinotni harbiylashtirish rejalari haqida o'z xavotirini bildirgan. O'shanda Chernenkoning javobi barcha gazetalarda e'lon qilingan./ - U boshqa sayyora atmosferasiga karbonat angidridni o'zlashtiradigan va kislorod chiqaradigan maxsus tanlangan mikroorganizmlarni tashlashni taklif qildi. Biz, qoida tariqasida, ko'payish / ko'paytirish / qodir bo'lgan sun'iy mexanizmlarni ham yaratishimiz mumkin va istalgan sayyoraning atmosferasi va sirt qatlamini tezda qayta tiklay olamiz. Bularning barchasi oson emas, lekin mumkin. Biz yangi tizim bilan ko'proq yoki kamroq tanish bo'lganimizda, biz keyingi qadamni qo'yishimiz mumkin - xuddi shu maqsadlar bilan yangi yulduzlar tizimiga yangi kemalar eskadronini ishga tushirish.
Va boshqalar. Va endi - eng muhimi. Klimaks nuqtasi. Shu tarzda harakat qilsak, biz ETTI MILLION YILda butun galaktikamizni egallashimiz mumkin. Koinot miqyosida yetti million yil arzimas vaqt. Yetti million yildan keyin, ko'proq emas, bizning butun Galaktikamiz, milliardlab sayyoralar tizimiga ega bu ulkan tizim insoniyatning buyuk uyiga aylanadi. Bunday maqsad yo'lida ishlashga arziydi. Albatta, bu erda yechimlardan ko'ra ko'proq muammolar bor. Ammo, takror aytaman, ularning barchasini hal qilish mumkin. Va ularga ruxsat berilishiga shubham yo'q.
Insoniyatni o'zining yulduzli yo'lidan to'xtata oladigan yagona narsa bu yadro urushidir. Insoniyatning yulduzlarga yetib borishiga imkon beradigan xuddi shu vositalar uni yo'lining boshida yo'q qilishi mumkin. Albatta, men sizni tinchlik uchun tashviqot qilishim shart emas. Ammo shuni eslatib o‘tamanki, endilikda insoniyatning tinch kelajagi uchun faol kurash nafaqat bizning hayotimizni, balki Insoniyatimizning buyuk kelajagini ham saqlab qolishi mumkin.
Alpha Centauri - Yerga eng yaqin yulduz tizimi bo'lib, 4,36 yorug'lik yili yoki 40 trillion kilometrdan ortiq masofada joylashgan. Bu shunchalik uzoqki, agar yulduz kemasi yorug'lik tezligiga erisha olsa ham (bu allaqachon qiyinroq), o'z manziliga uchish uchun to'rt yildan ko'proq vaqt ketadi. Loyiha mualliflarining hisob-kitoblariga ko‘ra, ularning kosmik zondlari taxminan 10 yil ichida 161 million km/soat tezlikni ishlab chiqish va yulduzga yetib borish imkoniyatiga ega bo‘ladi. Yuzlab va minglab mayda qurilmalar lazer nurlari bilan tezlashadi.
Xabbl teleskopining kuzatuv ma'lumotlariga ko'ra, missiyaning asosiy maqsadi bo'lgan Alpha Centauri B yulduzi atrofida taxminan Yer kattaligidagi sayyora aylanishi mumkin. Sayyora yulduzning yashash zonasining eng markazida joylashgani va 80 dan 136 kungacha aylanish davriga ega degan taxminlar mavjud.
Loyiha rossiyalik tadbirkor Yuriy Milner tomonidan moliyalashtiriladi, u 100 million dollarni beradi. Miqdor haqiqatan ham astronomik, garchi bunday miqyosdagi loyiha uchun bu unchalik ko'p emas. Taqqoslash uchun, Curiosity Mars ilmiy laboratoriyasining missiyasi 2,5 milliard dollarga, Rosetta apparati va Philae zondini Churyumov-Gerasimenko kometasiga uchirilishi taxminan 1,4 milliard yevroga tushdi.
Xoking va Milner o'rtasidagi hamkorlik qanday boshlangan?
Aleksandr Rodin
Moskva fizika-texnika instituti sayyora atmosferasining yuqori aniqlikdagi infraqizil spektroskopiyasi laboratoriyasi mudirining o‘rinbosari, Moskva fizika-texnika instituti fizika-energetika muammolari fakulteti dekanining o‘rinbosari
Quyosh va Alpha Centauri tizimi yulduzlarining qiyosiy tavsiflari
Parvoz tushunchasida qanday nomuvofiqliklar bor
Vladimir Surdin
P.K.Sternberg nomidagi Davlat astronomiya instituti katta ilmiy xodimi, Moskva davlat universiteti fizika fakulteti dotsenti
“Qiziqarli yulduzlar va ekzosayyora tizimlariga uchiriladigan yulduzlararo mikrozondlar g‘oyasi uzoq vaqtdan beri muhokama qilingan. Ularni yaratish zamonaviy texnologiyaning kuchiga to'liq kiradi. Hali hal qilinmagan muammolar - maqsadlar va ishga tushirish usullari.
"Breakthrough Starshot" da taklif qilingan uchirish usuli - lazer nurlari bosimini sezadigan engil yelkan - hali amalga oshirib bo'lmaydi, chunki na gigavattli uzluksiz to'lqinli lazerlar, na ulkan nurlanish nurlariga bardosh bera oladigan yelkan va zond materiallari mavjud emas. Lazer quvvati va zondlarning tezlashuvining davomiyligi bo'yicha hisob-kitoblar juda to'g'ri, ammo men bu talablar oqilona vaqt ichida amalga oshishiga shubha qilaman.
Raketaga qarshi mudofaa maqsadlari uchun ular shunga o'xshash, ammo kamroq kuchli lazerlarni yaratishga harakat qilishdi, lekin yuqori xarajatlarga qaramay, buning iloji bo'lmadi.Bunday lazerlar nafaqat harbiylarga, balki termoyadroviy energiya va xavfli asteroidlarga qarshi kurash uchun ham kerak. . Ammo yulduzlararo zondlarni ishga tushirish usuli sifatida lazer tezlashuvi menga umidsiz tuyuladi.
Sayyora yonidan taxminan 100 000 km/s tezlikda uchayotgan nanozondning bu sayyorani batafsil o‘rganish imkoniyati ham shubhali. Yig'ilgan ma'lumotlarni Yerga qanday o'tkazish haqida Milner loyihasi juda noaniq aytiladi, shuning uchun hali muhokama qilinadigan hech narsa yo'q.
"Kutilayotgan natija / xarajat" parametri bo'yicha loyihaning samaradorligi menga juda past ko'rinadi. Agar xuddi shunday mablag'lar yer osti va kosmik teleskoplar qurilishiga yo'naltirilsa, u holda Yerga o'xshash sayyoralarni o'rganishda natija tezroq olinadi.
Odatda, olimlar o'zlarining kichik mablag'larini, ya'ni soliq to'lovchilarning pullarini, qoida tariqasida, kafolatlangan natijaga tayangan holda iqtisodiy jihatdan ishlatishga harakat qilishadi. Ammo, agar boy romantik, Yuriy Milner o'zini ko'rsatganidek, muvaffaqiyatga erishmoqchi bo'lsa, nega uni bezovta qilish kerak? U juda obro'li jamoa tuzdi, pulini sarflaydi. Bu loyihaga faqat qisman bo'lsada muvaffaqiyat tilash mumkin. Qo‘limdan kelgancha va bilimim bilan unga yordam beraman. .
Rassomning Alpha Centauri B orbitasidagi faraziy sayyoradan ko'rinishlari
© Gettingen sayyorasi
Qachon mumkin bo'ladi
“Ishlab chiquvchilar loyihani texnik amalga oshirish uchun kamida 20 yil vaqt ajratadilar va dastlabki bosqich uchun juda katta mablag' ajratadilar. NASA bir yil avval xuddi shu loyihani qoʻllab-quvvatlagan va 100 ming dollar miqdorida grant ajratgan edi.Zamonaviy sivilizatsiya allaqachon loyiha mualliflari tayanadigan yoʻnalishlarda rivojlanmoqda. Misol uchun, fotonika va nanotexnologiyaning rivojlanishi shuni ko'rsatadiki, 10-20 yil ichida pochta markasi o'lchamidagi to'liq kosmik kemani yaratish mumkin bo'ladi. Endi uzoq muddatli natijaga erishish uchun to'g'ri ishlanmalarga sarmoya kiritishingiz kerak. Bundan tashqari, yulduzlarga parvoz qilish uchun bunday kosmik kemani yaratish orqali Yerga yaqin sun'iy yo'ldoshlar bozorini sezilarli darajada o'zgartirish mumkin, ya'ni istiqbolli fantastik rivojlanish Yerga yaqin amaliy sanoatga ham ta'sir qiladi.
Butun korxonaning eng zaif va ayni paytda eng kuchli tomoni bu juda kuchli lazer qurolidir. Uni Yerda yaratish faqat moliyalashtirishga tayanadigan sof muhandislik vazifasidir. Agar uning samaradorligini oshirish zarur bo'lsa, u holda lazerni koinotga olib chiqish kerak va bu erda iqtisodiy va texnik masalalardan tashqari, gumanitar savol ham bor - bu qurolni kim boshqaradi? Yulduzlararo pochta markalarini chiqarishdan bo'sh vaqtlarida bu to'p kosmik qoldiqlarni bug'lashi, Yerga uchayotgan asteroidlarni yo'naltirishi, energiyani er elektr stantsiyalariga o'tkazishi mumkin, ammo u nomaqbul rejimlar rahbarlarini yoki nomaqbul mamlakatlarning tank ustunlarini qovurishi mumkin. Insoniyat bunday hokimiyatni bir qo'lga berishga tayyormi? Bu savol igna uchiga qancha sun’iy yo‘ldosh sig‘ishi haqida bahslashishdan ko‘ra qiyinroq”.
Missiyaning asosiy maqsadi nima
Aleksandr Rodin: “Eng qiziq narsa fizika yoki texnika sohasida emas, balki ommaviy ongni boshqarishda. Erib bo'lmaydigan maqsad ommaga e'lon qilinadi, hech qanday mas'uliyatni anglatmaydigan muddat belgilanadi va eng muhimi, voqea OAVda burilmagan. Shu bilan birga, investitsiyalar hajmi juda kam ekani aytiladi - yigirma yillik davr uchun e'lon qilingan 100 million dollar bitta yirik laboratoriya byudjetiga to'g'ri keladi. Xulosa shuni ko'rsatadiki, hech kim hech qaerga uchmaydi va butun voqea boshqa maqsadda o'ylab topilgan.
> > Eng yaqin yulduzga borish uchun qancha vaqt ketadi?
Aniqlash, eng yaqin yulduzga qancha vaqt uchish kerak: Quyoshdan keyin Yerga eng yaqin yulduz, Proksima Sentavrgacha bo'lgan masofa, uchirishlar tavsifi, yangi texnologiyalar.
Zamonaviy insoniyat o'z kuchini quyosh tizimini rivojlantirishga sarflaydi. Ammo biz qo'shni yulduzga tadqiqot olib borishimiz mumkinmi? Va qancha eng yaqin yulduzga sayohat qilish vaqti? Bunga juda oddiy javob berish yoki ilmiy fantastika sohasiga kirish mumkin.
Bugungi texnologiyalar nuqtai nazaridan gapiradigan bo'lsak, haqiqiy raqamlar ishqibozlar va xayolparastlarni qo'rqitadi. Unutmaylikki, makon nihoyatda keng va bizning resurslarimiz hali ham cheklangan.
Yer sayyorasiga eng yaqin yulduz. Bu asosiy ketma-ketlikning o'rta vakili. Ammo atrofimizda juda ko'p qo'shnilar bor, shuning uchun biz allaqachon butun marshrut xaritasini yaratishimiz mumkin. Lekin u erga borish uchun qancha vaqt ketadi?
Qaysi yulduz eng yaqin
Erga eng yaqin yulduz bu Proksima Sentavr, shuning uchun hozircha siz uning xususiyatlariga asoslanib hisob-kitob qilishingiz kerak. U Alpha Centauri uchlik tizimining bir qismi bo'lib, bizdan 4,24 yorug'lik yili masofasida joylashgan. Bu ikkilik yulduzdan 0,13 yorug'lik yili uzoqlikda joylashgan izolyatsiya qilingan qizil mitti.
Yulduzlararo sayohat mavzusi paydo bo'lishi bilanoq, hamma darhol burilish tezligini va qurt teshigiga sakrashni eslaydi. Ammo ularning barchasiga erishib bo'lmaydigan yoki mutlaqo imkonsizdir. Afsuski, har qanday uzoq masofali missiya bir necha avlodni oladi. Eng sekin usullardan boshlaylik.
Bugun eng yaqin yulduzga sayohat qilish uchun qancha vaqt ketadi
Mavjud texnika va tizimimizning chegaralari asosida hisob-kitoblarni amalga oshirish oson. Masalan, “Yangi ufqlar” missiyasi 16 ta gidrazinli monopropellantli dvigatellardan foydalangan. U erga borish uchun 8 soat 35 daqiqa vaqt ketdi. Ammo SMART-1 missiyasi ionli dvigatellarga asoslangan bo‘lib, yer sun’iy yo‘ldoshiga 13 oy va ikki hafta davomida sayohat qilgan.
Shunday qilib, bizda bir nechta avtomobil variantlari mavjud. Bundan tashqari, u gigant gravitatsion slingshot sifatida ishlatilishi mumkin. Ammo agar biz shu qadar uzoqqa borishni rejalashtirsak, barcha mumkin bo'lgan variantlarni tekshirishimiz kerak.
Endi biz nafaqat mavjud texnologiyalar haqida, balki nazariy jihatdan yaratilishi mumkin bo'lgan texnologiyalar haqida ham gapiramiz. Ulardan ba'zilari allaqachon missiyalarda sinovdan o'tgan, boshqalari esa faqat chizmalar shaklida tuzilgan.
Ion kuchi
Bu eng sekin yo'l, lekin tejamkor. Bir necha o'n yillar oldin ion dvigateli fantastik deb hisoblangan. Ammo hozir u ko'plab qurilmalarda qo'llaniladi. Masalan, SMART-1 missiyasi uning yordami bilan Oyga yetib keldi. Bunday holda, quyosh panellari bilan variant ishlatilgan. Shunday qilib, u atigi 82 kg ksenon yoqilg'isini sarfladi. Bu erda biz samaradorlik bo'yicha g'alaba qozonamiz, lekin aniq tezlikda emas.
Birinchi marta Deep Space 1 (1998) ga uchadigan ion dvigateli ishlatilgan. Qurilma SMART-1 bilan bir xil turdagi dvigateldan foydalangan, faqat 81,5 kg propellantdan foydalangan. 20 oylik sayohat davomida u soatiga 56 000 km tezlikka erishdi.
Ion turi raketa texnologiyasiga qaraganda ancha tejamkor hisoblanadi, chunki portlovchi moddaning birlik massasi uchun tortish kuchi ancha yuqori. Ammo tezlashtirish uchun uzoq vaqt kerak bo'ladi. Agar ularni Yerdan Proksima Sentavriga sayohat qilish uchun ishlatish rejalashtirilgan bo'lsa, unda juda ko'p raketa yoqilg'isi kerak bo'ladi. Oldingi ko'rsatkichlarni asos qilib olishingiz mumkin bo'lsa-da. Demak, agar qurilma 56 000 km/soat tezlikda harakat qilsa, u 2700 ta inson avlodida 4,24 yorug‘lik yili masofasini bosib o‘tadi. Shuning uchun uni boshqariladigan parvoz missiyasi uchun ishlatish dargumon.
Albatta, agar siz uni katta miqdorda yoqilg'i bilan to'ldirsangiz, tezlikni oshirishingiz mumkin. Ammo kelish vaqti hali ham standart inson hayotini oladi.
Gravitatsiyadan yordam
Bu mashhur usul, chunki u marshrut va tezlikni o'zgartirish uchun orbita va sayyoralar tortishish kuchidan foydalanishga imkon beradi. Tezlikni oshirish uchun gaz gigantlariga sayohat qilish uchun tez-tez ishlatiladi. Mariner 10 buni birinchi marta sinab ko'rdi. U Veneraning tortishish kuchiga tayangan (1974 yil fevral). 80-yillarda Voyager 1 Saturn va Yupiterning yo'ldoshlaridan foydalangan holda 60 000 km/soat tezlikka erishdi va yulduzlararo fazoga chiqdi.
Ammo tortishish yordamida olingan tezlik bo'yicha rekordchi 1976 yilda sayyoralararo muhitni o'rganish uchun ketgan Helios-2 missiyasi edi.
190 kunlik orbitaning katta ekssentrikligi tufayli qurilma 240 000 km/soatgacha tezlasha oldi. Buning uchun faqat quyosh tortish kuchi ishlatilgan.
Agar biz Voyager 1 ni 60 000 km/soat tezlikda yuborsak, 76 000 yil kutishga to‘g‘ri keladi. Helios 2 uchun 19 000 yil kerak bo'lardi. Bu tezroq, lekin etarli emas.
Elektromagnit haydovchi
Yana bir yo'l bor - 2001 yilda Rojer Shavir tomonidan taklif qilingan radio chastotali rezonansli vosita (EmDrive). Bu elektromagnit mikroto'lqinli rezonatorlar elektr energiyasini tortishish kuchiga aylantira olishiga asoslanadi.
An'anaviy elektromagnit motorlar ma'lum turdagi massani harakatlantirish uchun mo'ljallangan bo'lsa-da, bu reaktsiya massasidan foydalanmaydi va yo'nalishli nurlanishni keltirib chiqarmaydi. Bu fikr impulsning saqlanish qonunini buzgani uchun juda katta shubha bilan kutib olindi: sistema ichidagi impuls tizimi doimiy bo‘lib qoladi va faqat kuch ta’sirida o‘zgaradi.
Ammo so'nggi tajribalar asta-sekin tarafdorlarni brakonerlik qilmoqda. 2015-yil aprel oyida tadqiqotchilar diskni vakuumda muvaffaqiyatli sinovdan o‘tkazganliklarini e’lon qilishdi (ya’ni u koinotda ishlashi mumkin). Iyul oyida ular allaqachon dvigatelning o'z versiyasini yaratdilar va sezilarli kuchga ega bo'lishdi.
2010 yilda Huang Yang bir qator maqolalarni o'z zimmasiga oldi. U 2012 yilda yakuniy ishini tugatdi, u erda u yuqori kirish quvvati (2,5 kVt) va sinovdan o'tgan tortishish sharoitlari (720 mN) haqida xabar berdi. 2014 yilda u tizimning ishlashini tasdiqlovchi ichki harorat o'zgarishlaridan foydalanish haqida ba'zi tafsilotlarni ham qo'shdi.
Agar hisob-kitoblarga ishonsangiz, bunday dvigatelga ega qurilma 18 oy ichida Plutonga ucha oladi. Bu muhim natijalar, chunki ular Yangi ufqlar sarflagan vaqtning 1/6 qismini tashkil qiladi. Yaxshi eshitiladi, lekin shunga qaramay, Proksima Sentavriga sayohat qilish uchun 13 000 yil kerak bo'ladi. Bundan tashqari, biz hali ham uning samaradorligiga 100% ishonchimiz yo'q, shuning uchun rivojlanishni boshlashning ma'nosi yo'q.
Yadro issiqlik va elektr jihozlari
NASA o'nlab yillar davomida yadro harakatini tadqiq qilmoqda. Reaktorlar suyuq vodorodni isitish uchun uran yoki deyteriydan foydalanadi va uni ionlangan vodorod gaziga (plazma) aylantiradi. Keyin u raketaning nozulidan o'tib, zarba hosil qiladi.
Yadro-raketa elektr stansiyasi issiqlik va energiyani elektr energiyasiga aylantiradigan bir xil reaktorni o'z ichiga oladi. Ikkala holatda ham raketa harakatlantiruvchi tizimlarni yaratish uchun yadro parchalanishi yoki termoyadroviyga tayanadi.
Kimyoviy dvigatellar bilan solishtirganda, biz bir qator afzalliklarga ega bo'lamiz. Cheksiz energiya zichligi bilan boshlaylik. Bundan tashqari, yuqori tortishish kafolatlanadi. Bu yoqilg'i sarfini kamaytiradi va shuning uchun uchirish massasi va missiyalar narxini pasaytiradi.
Hozirgacha birorta ham yadroviy issiqlik dvigateli ishga tushirilmagan. Ammo juda ko'p tushunchalar mavjud. Ular an'anaviy qattiq tuzilmalardan suyuq yoki gazsimon yadrolarga asoslangan tuzilmalargacha. Bu barcha afzalliklarga qaramay, eng murakkab kontseptsiya 5000 soniya maksimal o'ziga xos impulsga erishadi. Agar siz sayyoramizdan 55 000 000 km uzoqlikda ("muxolifat" pozitsiyasi) sayohat qilish uchun xuddi shunday dvigateldan foydalansangiz, u holda 90 kun davom etadi.
Ammo, agar biz uni Proxima Centauri-ga yuborsak, tezlashuvning yorug'lik tezligiga o'tishi uchun asrlar kerak bo'ladi. Shundan so'ng, sayohat qilish uchun bir necha o'n yillar va sekinlashishi uchun yana bir asr kerak bo'ladi. Umuman olganda, davr ming yilga qisqartiriladi. Sayyoralararo sayohat uchun juda yaxshi, lekin yulduzlararo sayohat uchun hali ham yaxshi emas.
Nazariy jihatdan
Ehtimol, siz zamonaviy texnologiya bunday uzoq masofalarni engish uchun juda sekin ekanligini allaqachon tushungansiz. Agar biz buni bir avlodda qilishni istasak, unda biz biron bir yutuq bilan chiqishimiz kerak. Va agar chuvalchanglar hali ham ilmiy-fantastik kitoblar sahifalarida chang to'playotgan bo'lsa, unda bizda bir nechta haqiqiy g'oyalar mavjud.
Yadro impulslari harakati
Ushbu g'oya 1946 yilda Stanislav Ulam tomonidan ishlab chiqilgan. Loyiha 1958 yilda boshlangan va 1963 yilgacha Orion nomi bilan davom etgan.
Orion yuqori o'ziga xos impulsga ega kuchli turtki yaratish uchun impulsiv yadroviy portlashlar kuchidan foydalanishni rejalashtirgan. Ya'ni, bizda termoyadro kallaklarining katta zaxirasiga ega bo'lgan katta kosmik kemamiz bor. Tushish paytida biz orqa platformada ("itaruvchi") detonatsiya to'lqinidan foydalanamiz. Har bir portlashdan so'ng, surish yostig'i kuchni o'zlashtiradi va surish kuchini impulsga aylantiradi.
Tabiiyki, zamonaviy dunyoda usulda nafislik yo'q, lekin u kerakli impulsni kafolatlaydi. Dastlabki hisob-kitoblarga ko'ra, bu holda yorug'lik tezligining 5% ga (5,4 x 10 7 km/soat) erishish mumkin. Ammo dizayn kamchiliklardan aziyat chekmoqda. Keling, bunday kema juda qimmatga tushishidan boshlaylik va uning og'irligi 400 000-4 000 000 tonnani tashkil qiladi. Bundan tashqari, vaznning ¾ qismi yadroviy bombalar bilan ifodalanadi (ularning har biri 1 metrik tonnaga etadi).
Uchirishning umumiy qiymati o'sha paytda 367 milliard dollarga ko'tarilgan bo'lar edi (bugungi kunda 2,5 trillion dollar). Shuningdek, hosil bo'ladigan radiatsiya va yadroviy chiqindilar bilan bog'liq muammolar mavjud. Aynan shu sababli loyiha 1963 yilda to'xtatilgan deb ishoniladi.
yadroviy sintez
Bu erda termoyadro reaktsiyalari qo'llaniladi, buning natijasida tortishish hosil bo'ladi. Energiya deyteriy/geliy-3 granulalari reaksiya kamerasida elektron nurlar yordamida inertial cheklash orqali yondirilganda ishlab chiqariladi. Bunday reaktor soniyada 250 ta granulani portlatib, yuqori energiyali plazma hosil qiladi.
Bunday rivojlanishda yoqilg'i tejaladi va maxsus impuls yaratiladi. Erish mumkin bo'lgan tezlik - 10600 km (standart raketalardan sezilarli darajada tezroq). So'nggi paytlarda ko'proq odamlar ushbu texnologiyaga qiziqish bildirmoqda.
1973-1978 yillarda. Britaniya sayyoralararo jamiyati texnik-iqtisodiy asoslash loyihasini - Daedalus loyihasini yaratdi. U termoyadroviy texnologiya bo‘yicha mavjud bilimlarga va bir umr davomida Barnard yulduziga (5,9 yorug‘lik yili) yetib borishi mumkin bo‘lgan ikki bosqichli uchuvchisiz zond mavjudligiga tayandi.
Birinchi bosqich 2,05 yil ishlaydi va kemani yorug'lik tezligining 7,1 foizigacha tezlashtiradi. Keyin u tushiriladi va vosita ishga tushadi, 1,8 yil ichida tezlikni 12% ga oshiradi. Shundan so'ng, ikkinchi bosqichning dvigateli to'xtaydi va kema 46 yil davomida sayohat qiladi.
Umuman olganda, kema 50 yildan keyin yulduzga etib boradi. Agar siz uni Proxima Centauri-ga yuborsangiz, u holda vaqt 36 yilga qisqaradi. Ammo bu texnologiya ham to'siqlarga duch keldi. Keling, geliy-3 ni oyda qazib olish kerakligidan boshlaylik. Va kosmik kemaning harakatini faollashtiradigan reaktsiya, chiqarilgan energiyaning uchirish uchun sarflangan energiyadan oshib ketishini talab qiladi. Sinovlar yaxshi o‘tgan bo‘lsa-da, bizda yulduzlararo kosmik kemani quvvatlantirish uchun zarur bo‘lgan quvvat hali ham yo‘q.
Xo'sh, pulni unutmaylik. 30 megatonlik raketaning bir marta uchirilishi NASAga 5 milliard dollarga tushadi. Shunday qilib, Daedalus loyihasining og'irligi 60 000 megatonni tashkil qiladi. Bundan tashqari, yangi turdagi termoyadroviy reaktor kerak bo'ladi, bu ham byudjetga to'g'ri kelmaydi.
ramjet dvigateli
Ushbu g'oya 1960 yilda Robert Bussard tomonidan taklif qilingan. Siz buni yadro sintezining takomillashtirilgan shakli deb o'ylashingiz mumkin. U termoyadroviy faollashtirilgunga qadar vodorod yoqilg'isini siqish uchun magnit maydonlardan foydalanadi. Ammo bu erda yulduzlararo muhitdan vodorodni "tashqariga chiqaradigan" va uni yoqilg'i sifatida reaktorga tashlaydigan ulkan elektromagnit voronka yaratiladi.
Kema tezlikni ko'taradi va siqilgan magnit maydon termoyadroviy jarayonga yetib boradi. Shundan so'ng, u dvigatel ko'krak orqali chiqindi gazlar ko'rinishidagi energiyani yo'naltiradi va harakatni tezlashtiradi. Boshqa yoqilg'idan foydalanmasdan, siz yorug'lik tezligining 4% ga yetishingiz va galaktikaning istalgan nuqtasiga borishingiz mumkin.
Ammo bu sxema juda ko'p kamchiliklarga ega. Qarshilik muammosi darhol paydo bo'ladi. Yoqilg'i to'plash uchun kema tezligini oshirishi kerak. Ammo u juda ko'p miqdorda vodorodga duch keladi, shuning uchun u sekinlashishi mumkin, ayniqsa zich hududlarga tushganda. Bundan tashqari, fazoda deyteriy va tritiyni topish juda qiyin. Ammo bu tushuncha ko'pincha ilmiy fantastikada qo'llaniladi. Eng mashhur misol - Star Trek.
lazerli yelkan
Pulni tejash uchun quyosh yelkanlari quyosh tizimi bo'ylab transport vositalarini harakatlantirish uchun juda uzoq vaqt davomida ishlatilgan. Ular engil va arzon, bundan tashqari ular yoqilg'iga muhtoj emas. Yelkan yulduzlarning nurlanish bosimidan foydalanadi.
Ammo yulduzlararo sayohat uchun bunday dizayndan foydalanish uchun uni yo'naltirilgan energiya nurlari (lazerlar va mikroto'lqinlar) bilan boshqarish kerak. Faqat shu tarzda uni yorug'lik tezligiga yaqin belgiga tezlashtirish mumkin. Ushbu kontseptsiya 1984 yilda Robert Ford tomonidan ishlab chiqilgan.
Xulosa shuki, quyosh yelkanining barcha afzalliklari saqlanib qoladi. Va lazer tezlashishi uchun vaqt kerak bo'lsa-da, chegara faqat yorug'lik tezligidir. 2000 yilgi tadqiqot shuni ko'rsatdiki, lazerli yelkan 10 yildan kamroq vaqt ichida yorug'lik tezligining yarmiga yetishi mumkin. Agar yelkanning kattaligi 320 km bo'lsa, u o'z manziliga 12 yilda yetib boradi. Va agar siz uni 954 km ga oshirsangiz, 9 yil ichida.
Ammo uni ishlab chiqarish uchun eritishdan qochish uchun ilg'or kompozitsiyalardan foydalanish kerak. Shuni unutmangki, u katta hajmga yetishi kerak, shuning uchun narx yuqori bo'ladi. Bundan tashqari, siz bunday yuqori tezlikda boshqaruvni ta'minlaydigan kuchli lazerni yaratishga pul sarflashingiz kerak bo'ladi. Lazer to'g'ridan-to'g'ri 17 000 teravatt quvvat sarflaydi. Siz tushunishingiz uchun, bu butun sayyora bir kunda iste'mol qiladigan energiya miqdori.
antimodda
Bu oddiy zarrachalar bilan bir xil massaga ega bo'lgan, ammo teskari zaryadga ega bo'lgan antipartikullar bilan ifodalangan materialdir. Bunday mexanizm materiya va antimateriya o'rtasidagi o'zaro ta'sirdan energiya ishlab chiqarish va kuchni yaratish uchun foydalanadi.
Umuman olganda, bunday dvigatelda vodorod va antivodorod zarralari ishtirok etadi. Bundan tashqari, bunday reaktsiyada termoyadro bombasidagi kabi energiya, shuningdek yorug'lik tezligining 1/3 qismida harakatlanadigan subatomik zarrachalar to'lqini chiqariladi.
Ushbu texnologiyaning afzalligi shundaki, massaning katta qismi energiyaga aylanadi, bu esa yuqori energiya zichligi va o'ziga xos impuls hosil qiladi. Natijada biz eng tez va tejamkor kosmik kemaga ega bo'lamiz. Agar an'anaviy raketa tonnalab kimyoviy yoqilg'idan foydalansa, antimater vosita xuddi shu harakatlarga bir necha milligramm sarflaydi. Bunday texnologiya Marsga sayohat uchun ajoyib imkoniyat bo'ladi, lekin uni boshqa yulduzga qo'llash mumkin emas, chunki yoqilg'i miqdori eksponent ravishda o'sib bormoqda (xarajatlar bilan birga).
Ikki bosqichli antimaterli raketa 40 yillik parvoz uchun 900 000 tonna yoqilg'ini talab qiladi. Qiyinchilik shundaki, 1 gramm antimaterni ajratib olish uchun 25 million kilovatt-soat energiya va bir trillion dollardan ortiq mablag‘ kerak bo‘ladi. Hozir bizda atigi 20 nanogram bor. Ammo bunday kema yorug'lik tezligining yarmigacha tezlasha oladi va Centaurus yulduz turkumidagi Proksima Sentavr yulduziga 8 yil ichida ucha oladi. Ammo uning og'irligi 400 Mt va 170 tonna antimateriya sarflaydi.
Muammoni hal qilish uchun ular "Yulduzlararo raketalarga qarshi materiallarning vakuumini" ishlab chiqishni taklif qilishdi. Bu erda bo'sh kosmosda yoqilganda antimateriya zarralarini yaratadigan katta lazerlardan foydalanish mumkin.
Bu g‘oya koinotdan yoqilg‘idan foydalanishga ham asoslangan. Ammo yana yuqori xarajat lahzasi bor. Bundan tashqari, insoniyat shunchaki antimaterning bunday miqdorini yarata olmaydi. Bundan tashqari, radiatsiya xavfi mavjud, chunki modda-antimateriyaning yo'q qilinishi yuqori energiyali gamma nurlarining portlashlarini keltirib chiqarishi mumkin. Bu nafaqat ekipajni maxsus ekranlar bilan himoya qilish, balki dvigatellarni jihozlash uchun ham zarur bo'ladi. Shuning uchun, vosita amaliy jihatdan pastroq.
Bubble Alcubierre
1994 yilda meksikalik fizik Migel Alkubyer tomonidan taklif qilingan. U maxsus nisbiylik nazariyasini buzmaydigan vosita yaratmoqchi edi. U fazo-vaqt matosini to'lqinda cho'zishni taklif qiladi. Nazariy jihatdan, bu ob'ekt oldidagi masofaning qisqarishiga va uning orqasida kengayishiga olib keladi.
To'lqin ichida ushlangan kema relativistik tezlikdan tashqariga harakat qila oladi. Kemaning o'zi "burilish pufakchasi" dagi harakatlanmaydi, shuning uchun fazo-vaqt qoidalari qo'llanilmaydi.
Agar tezlik haqida gapiradigan bo'lsak, bu "yorug'likdan tezroq", ammo kema pufakdan o'tib ketgan yorug'lik nuridan tezroq o'z manziliga etib borishi ma'nosida. Hisob-kitoblar shuni ko'rsatadiki, u o'z manziliga 4 yildan keyin yetib boradi. Agar siz nazariy jihatdan o'ylasangiz, bu eng tezkor usul.
Ammo bu sxema kvant mexanikasini hisobga olmaydi va hamma narsa nazariyasi tomonidan texnik jihatdan bekor qilingan. Kerakli energiya miqdori bo'yicha hisob-kitoblar ham juda katta quvvat talab qilinishini ko'rsatdi. Biz esa xavfsizlik masalalariga hali to‘xtalganimiz yo‘q.
Biroq, 2012 yilda bu usul sinovdan o'tkazilayotgani haqida gap ketgan. Olimlar kosmosdagi buzilishlarni aniqlay oladigan interferometr qurganliklarini da'vo qilishdi. 2013-yilda reaktiv harakat laboratoriyasida vakuumda tajriba o‘tkazildi. Xulosa qilib aytganda, natijalar noaniq edi. Agar siz chuqurroq kirsangiz, bu sxema tabiatning bir yoki bir nechta asosiy qonunlarini buzishini tushunishingiz mumkin.
Bundan nima kelib chiqadi? Agar siz yulduzga aylanma sayohat qilishni orzu qilgan bo'lsangiz, unda imkoniyat juda past. Ammo, agar insoniyat kosmik kema qurishga va odamlarni qadimiy sayohatga jo'natishga qaror qilsa, unda hamma narsa mumkin. Albatta, bu hozircha gap. Ammo bizning sayyoramiz yoki tizimimiz haqiqiy xavf ostida bo'lsa, olimlar bunday texnologiyalarda faolroq bo'lar edi. Keyin boshqa yulduzga sayohat omon qolish masalasi bo'ladi.
Hozircha biz kelajakda yulduzlararo tranzitlarni amalga oshirishga imkon beradigan yangi usul paydo bo'lishiga umid qilib, ona tizimimizning kengliklarini haydashimiz va o'rganishimiz mumkin.
Hayotimizning qaysidir nuqtasida har birimiz shunday savol berdik: yulduzlarga uchish uchun qancha vaqt ketadi? Bir inson hayotida shunday parvoz qilish mumkinmi, bunday parvozlar kundalik hayot normasiga aylana oladimi? Kim so'raganiga qarab, bu murakkab savolga ko'plab javoblar mavjud. Ba'zilari oddiy, boshqalari esa qiyinroq. To'liq javob topish uchun juda ko'p narsalarni ko'rib chiqish kerak.
Afsuski, bunday javobni topishga yordam beradigan haqiqiy hisob-kitoblar mavjud emas va bu futurologlar va yulduzlararo sayohat ishqibozlarini xafa qiladi. Xohlaysizmi yoki yo'qmi, kosmik juda katta (va murakkab) va bizning texnologiyamiz hali ham cheklangan. Ammo agar biz "uyamiz" ni tark etishga qaror qilsak, galaktikamizdagi eng yaqin yulduzlar tizimiga borishning bir necha yo'li bo'ladi.
Bizning Yerga eng yaqin yulduz Quyosh bo'lib, Gertssprung-Russell "asosiy ketma-ketlik" sxemasiga ko'ra juda "o'rtacha" yulduzdir. Bu shuni anglatadiki, yulduz juda barqaror va sayyoramizda hayot rivojlanishi uchun etarli quyosh nuri beradi. Biz bilamizki, bizning quyosh tizimimiz yaqinida yulduzlar atrofida aylanadigan boshqa sayyoralar ham bor va bu yulduzlarning aksariyati biznikiga o'xshaydi.
Kelajakda, agar insoniyat quyosh tizimini tark etishni xohlasa, biz borishimiz mumkin bo'lgan juda ko'p yulduzlarga ega bo'lamiz va ularning ko'pchiligi hayot uchun qulay sharoitlarga ega bo'lishi mumkin. Ammo biz qaerga ketyapmiz va u erga qancha vaqt ketadi? Shuni unutmangki, bularning barchasi shunchaki taxmin va hozirda yulduzlararo sayohat uchun ko'rsatmalar yo'q. Xo'sh, Gagarin aytganidek, ketaylik!
Yulduzga yetib boring
Yuqorida aytib o'tilganidek, bizning quyosh tizimimizga eng yaqin yulduz Proksima Sentavrdir va shuning uchun undan yulduzlararo missiyani rejalashtirishni boshlash juda mantiqiy. Alpha Centauri uch yulduz tizimining bir qismi sifatida Proxima Yerdan 4,24 yorug'lik yili (1,3 parsek) uzoqlikda joylashgan. Alpha Centauri, aslida, tizimdagi uchta yulduzning eng yorqin yulduzi bo'lib, Yerdan 4,37 yorug'lik yili uzoqlikda joylashgan qattiq ikkilik tizimning bir qismidir - Proksima Sentavr esa (uchlikning eng xirasi) 0,13 yorug'lik yili uzoqlikdagi izolyatsiya qilingan qizil mittidir. dual tizimdan.
Yulduzlararo sayohat haqidagi suhbatlar har xil “yorug'likdan tezroq” (FSL) sayohatlar haqida fikrlarni uyg'otsa-da, bunchalik tezlik va qurt teshigidan tortib subkosmik drayverlarga qadar, bunday nazariyalar yo juda xayoliydir (Alcubierre drayveri kabi) yoki faqat ularda mavjud. ilmiy fantastika. . Chuqur kosmosga bo'lgan har qanday missiya odamlarning avlodlarini qamrab oladi.
Shunday qilib, kosmik sayohatning eng sekin shakllaridan biridan boshlab, Proxima Centauri-ga borish uchun qancha vaqt ketadi?
Zamonaviy usullar
Quyosh sistemamizdagi mavjud texnologiyalar va jismlar ishtirok etsa, kosmosda sayohat davomiyligini hisoblash masalasi ancha sodda. Masalan, “New Horizons” missiyasi tomonidan qo‘llaniladigan texnologiyadan foydalangan holda, 16 ta gidrazinli monopropellant surgichlar Oyga atigi 8 soatu 35 daqiqada yetib borishi mumkin.
Shuningdek, Yevropa kosmik agentligining SMART-1 missiyasi ham mavjud bo‘lib, u Oyga ion qo‘zg‘atuvchisi yordamida ko‘chib o‘tgan. Ushbu inqilobiy texnologiya, uning bir varianti Dawn kosmik zondi tomonidan Vestaga yetib borish uchun ishlatilgan, oyga yetib borish uchun SMART-1 missiyasi bir yil, bir oy va ikki hafta davom etdi.
Tez raketa kosmik kemasidan tortib, tejamkor ion harakatiga qadar, bizda mahalliy koinotda aylanib chiqish uchun bir nechta variant mavjud - bundan tashqari, siz Yupiter yoki Saturnni ulkan tortishish slingshoti sifatida ishlatishingiz mumkin. Biroq, agar biz biroz oldinga borishni rejalashtirsak, texnologiyaning kuchini oshirishimiz va yangi imkoniyatlarni o'rganishimiz kerak bo'ladi.
Mumkin bo'lgan usullar haqida gapirganda, biz mavjud texnologiyalarni o'z ichiga olgan yoki hali mavjud bo'lmagan, ammo texnik jihatdan mumkin bo'lganlar haqida gapiramiz. Ulardan ba'zilari, siz ko'rib turganingizdek, vaqt sinovidan o'tgan va tasdiqlangan, boshqalari esa savol ostida qolmoqda. Muxtasar qilib aytganda, ular eng yaqin yulduzga sayohat qilish uchun mumkin bo'lgan, ammo juda ko'p vaqt talab qiladigan va moliyaviy jihatdan qimmat stsenariyni ifodalaydi.
Ion harakati
Endi harakatlanishning eng sekin va eng tejamli shakli ionli harakatdir. Bir necha o'n yillar oldin ion harakati ilmiy fantastika mavzusi deb hisoblangan. Ammo so'nggi yillarda ion qo'llab-quvvatlash texnologiyalari nazariyadan amaliyotga o'tdi va juda muvaffaqiyatli bo'ldi. Yevropa kosmik agentligining SMART-1 missiyasi Yerdan 13 oylik spiral harakatda Oyga muvaffaqiyatli missiyaning namunasidir.
SMART-1 quyosh energiyasi bilan ishlaydigan ion tirgichlardan foydalangan, ularda elektr energiyasi quyosh panellari tomonidan to'plangan va Hall effektli motorlarni quvvatlantirish uchun ishlatilgan. SMART-1ni Oyga olib chiqish uchun bor-yo‘g‘i 82 kilogramm ksenon yoqilg‘isi kerak bo‘ldi. 1 kilogramm ksenon yoqilg'isi 45 m / s delta-Vni ta'minlaydi. Bu harakatning o'ta samarali shakli, lekin eng tezdan uzoqdir.
Ion tebranish texnologiyasidan foydalangan birinchi missiyalardan biri 1998 yilda Borrelli kometasiga Deep Space 1 missiyasi edi. DS1 shuningdek, ksenon ionli dvigateldan foydalangan va 81,5 kg yoqilg'i sarflagan. 20 oylik harakatda DS1 kometa uchib o'tish vaqtida 56 000 km/soat tezlikka erishdi.
Raketa texnologiyalaridan ko'ra ionli tejamkorlar tejamkorroqdir, chunki ularning propellantning birlik massasiga (o'ziga xos impulsga) tortish kuchi ancha yuqori. Ammo ion tashuvchilari kosmik kemani sezilarli tezlikka tezlashtirish uchun uzoq vaqt talab etadi va eng yuqori tezlik yoqilg'i ta'minoti va energiya ishlab chiqarishga bog'liq.
Shuning uchun, agar Proxima Centauri missiyasida ionli harakat qo'llanilsa, dvigatellar kuchli energiya manbasiga (yadro energiyasi) va katta yoqilg'i zaxiralariga (an'anaviy raketalardan kamroq bo'lsa ham) ega bo'lishi kerak. Ammo agar siz 81,5 kg ksenon yoqilg'isi 56 000 km / soat tezlikka aylanadi degan taxmindan boshlasangiz (va boshqa harakat shakllari bo'lmaydi), siz hisob-kitoblarni amalga oshirishingiz mumkin.
Maksimal tezlik 56 000 km/soat bo‘lgan Deep Space 1 Yer va Proksima Sentavr o‘rtasidagi 4,24 yorug‘lik yilini bosib o‘tish uchun 81 000 yil kerak bo‘ladi. Vaqt o'tib, bu taxminan 2700 avlod odamlari. Aytish mumkinki, sayyoralararo ionlarning harakatlanishi boshqariladigan yulduzlararo missiya uchun juda sekin bo'ladi.
Ammo agar ion tirgovichlari kattaroq va kuchliroq bo'lsa (ya'ni, ionning chiqish tezligi ancha tez bo'lsa), butun 4,24 yorug'lik yili uchun etarli raketa yoqilg'isi bo'lsa, sayohat vaqti sezilarli darajada kamayadi. Ammo inson umridan ko'ra ko'proq vaqt bo'ladi.
Gravitatsiyaviy manevr
Kosmosga sayohat qilishning eng tezkor usuli bu tortishish yordamidan foydalanishdir. Bu usul kosmik kemaning nisbiy harakati (ya'ni orbita) va sayyoraning tortishish kuchidan foydalanib, yo'l va tezlikni o'zgartirishni o'z ichiga oladi. Gravitatsion manevrlar, ayniqsa, Yer yoki boshqa katta sayyora (masalan, gaz giganti) tezlashuvi uchun foydalanganda juda foydali kosmik parvoz texnikasidir.
Mariner 10 kosmik kemasi birinchi bo'lib 1974 yil fevral oyida Merkuriy tomon tezlashish uchun Veneraning tortishish kuchidan foydalangan holda ushbu usuldan foydalangan. 1980-yillarda Voyager 1 zondi Saturn va Yupiterdan gravitatsiyaviy manevrlar va 60 000 km/soat tezlanish uchun, keyin esa yulduzlararo fazoga chiqish uchun foydalangan.
Helios 2 missiyasi 1976 yilda boshlangan va 0,3 AB oralig'ida sayyoralararo muhitni o'rganishi kerak edi. e. va 1 a. e. Quyoshdan, tortishish manevri yordamida yaratilgan eng yuqori tezlik bo'yicha rekord o'rnatadi. O'sha paytda Helios 1 (1974 yilda ishga tushirilgan) va Helios 2 Quyoshga eng yaqin yaqinlashish bo'yicha rekord o'rnatgan edi. Helios 2 oddiy raketa bilan uchirildi va juda cho'zilgan orbitaga chiqarildi.
190 kunlik quyosh orbitasining katta ekssentrikligi (0,54) tufayli Helios 2 perigeliyda 240 000 km/soatdan ortiq maksimal tezlikka erisha oldi. Ushbu orbital tezlik faqat Quyoshning tortishish kuchi tufayli ishlab chiqilgan. Texnik jihatdan, Helios 2 ning perihelion tezligi tortishish manevrining natijasi emas, balki maksimal orbital tezligi edi, ammo kema hali ham eng tez sun'iy ob'ekt bo'yicha rekordni saqlab turibdi.
Agar Voyager 1 qizil mitti Proksima Sentavriga qarab 60 000 km/soat doimiy tezlikda harakatlanayotgan bo‘lsa, bu masofani bosib o‘tish uchun 76 000 yil (yoki 2500 dan ortiq avlod) kerak bo‘lardi. Ammo agar zond Helios 2 ning rekord tezligiga - 240 000 km/soat doimiy tezlikka erishsa, 4243 yorug'lik yili yo'l bosib o'tish uchun 19 000 yil (yoki 600 dan ortiq avlod) kerak bo'ladi. Amaliyga yaqin bo'lmasa ham, sezilarli darajada yaxshi.
EM Drive Elektromagnit Dvigatel
Yulduzlararo sayohatning yana bir taklif qilingan usuli bu EM Drive deb ham ataladigan RF rezonansli bo'shliq diskidir. Loyihani amalga oshirish uchun Satellite Propulsion Research Ltd (SPR) kompaniyasini yaratgan britaniyalik olim Rojer Scheuer tomonidan 2001 yilda taklif qilingan dvigatel elektromagnit mikroto'lqinli bo'shliqlar elektr energiyasini to'g'ridan-to'g'ri kuchga aylantirishi mumkin degan g'oyaga asoslanadi.
An'anaviy elektromagnit itaruvchilar ma'lum bir massani (masalan, ionlangan zarrachalar) harakatga keltirish uchun mo'ljallangan bo'lsa-da, bu maxsus harakat tizimi massa reaktsiyasidan mustaqil va yo'naltirilgan nurlanishni chiqarmaydi. Umuman olganda, ushbu dvigatel juda katta shubha bilan kutib olindi, chunki u impulsning saqlanish qonunini buzgan, unga ko'ra tizimning impulsi doimiy bo'lib qoladi va uni yaratish yoki yo'q qilish mumkin emas, faqat kuch bilan o'zgartiriladi.
Biroq, ushbu texnologiya bilan yaqinda o'tkazilgan tajribalar ijobiy natijalarga olib keldi. 2014-yil iyul oyida Klivlendda (Ogayo shtati) boʻlib oʻtgan 50-AIAA/ASME/SAE/ASEE qoʻshma harakat konferensiyasida NASA ilgʻor reaktiv olimlari yangi elektromagnit qoʻzgʻalish dizaynini muvaffaqiyatli sinovdan oʻtkazganliklarini eʼlon qilishdi.
2015 yil aprel oyida NASA Eagleworks (Jonson kosmik markazining bir qismi) olimlari ushbu dvigatelni vakuumda muvaffaqiyatli sinovdan o'tkazganliklarini aytishdi, bu esa koinotda qo'llanilishi mumkinligini ko'rsatishi mumkin. O'sha yilning iyul oyida Drezden Texnologiya Universitetining Kosmik tizimlar bo'limi olimlari guruhi dvigatelning o'z versiyasini ishlab chiqdi va sezilarli kuchni kuzatdi.
2010-yilda Xitoyning Sian shahridagi Shimoli-g‘arbiy politexnika universiteti professori Chjuan Yang EM Drive texnologiyasi bo‘yicha o‘z tadqiqotlari haqida bir qator maqolalarni nashr eta boshladi. 2012 yilda u yuqori quvvat sarfi (2,5 kVt) va 720 mln. Shuningdek, u 2014-yilda keng ko‘lamli sinovlarni o‘tkazdi, jumladan, o‘rnatilgan termojuftlar bilan ichki haroratni o‘lchash, bu tizim ishlaganligini ko‘rsatdi.
NASA prototipi (uning quvvati 0,4 N/kVt deb baholangan) elektromagnit harakatlanuvchi kosmik kema Plutonga 18 oydan kamroq vaqt ichida uchib ketishi mumkinligini hisoblab chiqdi. Bu soatiga 58 000 km tezlikda harakatlanayotgan “New Horizons” zondi talab qilinganidan olti baravar kamdir.
Ta'sirli eshitiladi. Ammo bu holatda ham elektromagnit dvigatellardagi kema 13 000 yil davomida Proksima Sentavriga uchib ketadi. Yoping, lekin hali ham etarli emas. Bundan tashqari, ushbu texnologiyada barcha e nuqta bo'lmaguncha, undan foydalanish haqida gapirishga hali erta.
Yadro termal va yadro elektr harakatlanishi
Yulduzlararo parvozni amalga oshirishning yana bir imkoniyati yadro dvigatellari bilan jihozlangan kosmik kemadan foydalanishdir. NASA o'nlab yillar davomida bunday variantlarni o'rganib kelmoqda. Yadroviy termal harakatlantiruvchi raketa uran yoki deyteriy reaktorlaridan reaktordagi vodorodni qizdirib, uni ionlangan gazga (vodorod plazmasiga) aylantirishi mumkin, bu esa raketaning nozuliga yo'naltiriladi va zarba hosil qiladi.
Yadroviy elektr bilan ishlaydigan raketa issiqlik va energiyani elektr energiyasiga aylantiradigan, keyin esa elektr motorini quvvatlaydigan bir xil reaktorni o'z ichiga oladi. Ikkala holatda ham raketa barcha zamonaviy kosmik agentliklarda ishlaydigan kimyoviy propellantlarga emas, balki yadroviy sintezga yoki parchalanishga tayanadi.
Kimyoviy dvigatellar bilan taqqoslaganda, yadro dvigatellari shubhasiz afzalliklarga ega. Birinchidan, u propellantga nisbatan deyarli cheksiz energiya zichligiga ega. Bundan tashqari, yadroviy dvigatel ham ishlatiladigan yoqilg'i miqdori bilan solishtirganda kuchli tortishish hosil qiladi. Bu talab qilinadigan yoqilg'i miqdorini va ayni paytda ma'lum bir qurilmaning og'irligi va narxini kamaytiradi.
Termal yadroviy dvigatellar hali koinotga chiqmagan bo'lsa-da, ularning prototiplari yaratildi va sinovdan o'tkazildi va undan ham ko'proq taklif qilindi.
Va shunga qaramay, yoqilg'i tejamkorligi va o'ziga xos impulsdagi afzalliklarga qaramay, eng yaxshi taklif qilingan yadroviy termal dvigatel kontseptsiyasi maksimal o'ziga xos impulsga ega 5000 soniya (50 kN s / kg). Agar Qizil sayyora Yerdan 55 000 000 kilometr uzoqlikda bo'lsa, NASA olimlari yadroviy parchalanish yoki termoyadroviy tomonidan quvvatlanadigan yadro dvigatellaridan foydalangan holda, atigi 90 kun ichida Marsga kosmik kemani olib borishlari mumkin edi.
Ammo agar biz Proksima Sentavriga sayohat haqida gapiradigan bo'lsak, yadroviy raketaning yorug'lik tezligining sezilarli qismiga tezlashishi uchun asrlar kerak bo'ladi. Keyin bir necha o'n yillik sayohat va undan keyin maqsadga erishish yo'lida yana ko'p asrlik sekinlashuv kerak bo'ladi. Biz manzilimizdan hali 1000 yil uzoqdamiz. Sayyoralararo missiyalar uchun yaxshi bo'lgan narsa yulduzlararo missiyalar uchun unchalik yaxshi emas.
Yuqorida aytib o'tilganidek, bizning quyosh tizimimizga eng yaqin yulduz Proksima Sentavrdir va shuning uchun undan yulduzlararo missiyani rejalashtirishni boshlash juda mantiqiy. Alpha Centauri uch yulduz tizimining bir qismi sifatida Proksima Yerdan 4,24 yorug'lik yili (1,3 parsek) uzoqlikda joylashgan. Alpha Centauri, aslida, tizimdagi uchta yulduzning eng yorqini bo'lib, Yerdan 4,37 yorug'lik yili uzoqlikda joylashgan qattiq ikkilik tizimning bir qismidir - Proksima Sentavr esa (uchtasining eng xirasi) - 0,13 yorug'lik yili uzoqlikdagi izolyatsiya qilingan qizil mitti. ikki tomonlama tizim.
Yulduzlararo sayohat haqidagi suhbatlar har xil “yorug‘likdan tezroq” (FSL) sayohatlari haqidagi fikrlarni uyg‘otsa-da, burilish tezligi va chuvalchang teshigidan subkosmik drayverlarga qadar, bunday nazariyalar yo juda uydirma (o‘xshash) yoki faqat ilmiy fantastikada mavjud. Chuqur kosmosga bo'lgan har qanday missiya odamlarning avlodlarini qamrab oladi.
Shunday qilib, kosmik sayohatning eng sekin shakllaridan biridan boshlab, Proxima Centauri-ga borish uchun qancha vaqt ketadi?
Zamonaviy usullar
Quyosh sistemamizdagi mavjud texnologiyalar va jismlar ishtirok etsa, kosmosda sayohat davomiyligini hisoblash masalasi ancha sodda. Misol uchun, 16 ta gidrazinli monopropellantli dvigatellar qo'llaydigan texnologiyadan foydalanib, siz Oyga atigi 8 soat 35 daqiqada etib borishingiz mumkin.
Shuningdek, Yevropa kosmik agentligining SMART-1 missiyasi ham mavjud bo‘lib, u Oyga ion qo‘zg‘atuvchisi yordamida ko‘chib o‘tgan. Ushbu inqilobiy texnologiya, uning bir varianti Dawn kosmik zondi tomonidan Vestaga yetib borish uchun ishlatilgan, oyga yetib borish uchun SMART-1 missiyasi bir yil, bir oy va ikki hafta davom etdi.
Tez raketa kosmik kemasidan tortib, tejamkor ion harakatiga qadar, bizda mahalliy koinotda aylanib chiqish uchun bir nechta variant mavjud - bundan tashqari, siz Yupiter yoki Saturnni ulkan tortishish slingshoti sifatida ishlatishingiz mumkin. Biroq, agar biz biroz oldinga borishni rejalashtirsak, texnologiyaning kuchini oshirishimiz va yangi imkoniyatlarni o'rganishimiz kerak bo'ladi.
Mumkin bo'lgan usullar haqida gapirganda, biz mavjud texnologiyalarni o'z ichiga olgan yoki hali mavjud bo'lmagan, ammo texnik jihatdan mumkin bo'lganlar haqida gapiramiz. Ulardan ba'zilari, siz ko'rib turganingizdek, vaqt sinovidan o'tgan va tasdiqlangan, boshqalari esa savol ostida qolmoqda. Muxtasar qilib aytganda, ular eng yaqin yulduzga sayohat qilish uchun mumkin bo'lgan, ammo juda ko'p vaqt talab qiladigan va moliyaviy jihatdan qimmat stsenariyni ifodalaydi.
Ion harakati
Endi harakatlanishning eng sekin va eng tejamli shakli ionli harakatdir. Bir necha o'n yillar oldin ion harakati ilmiy fantastika mavzusi deb hisoblangan. Ammo so'nggi yillarda ion qo'llab-quvvatlash texnologiyalari nazariyadan amaliyotga o'tdi va juda muvaffaqiyatli bo'ldi. Yevropa kosmik agentligining SMART-1 missiyasi Yerdan 13 oylik spiral harakatda Oyga muvaffaqiyatli missiyaning namunasidir. 
SMART-1 quyosh energiyasidan foydalangan, unda elektr energiyasi quyosh panellari tomonidan to'plangan va Hall effektli motorlarni quvvatlantirish uchun ishlatilgan. SMART-1ni Oyga olib chiqish uchun bor-yo‘g‘i 82 kilogramm ksenon yoqilg‘isi kerak bo‘ldi. 1 kilogramm ksenon yoqilg'isi 45 m / s delta-Vni ta'minlaydi. Bu harakatning o'ta samarali shakli, lekin eng tezdan uzoqdir.
Ion tebranish texnologiyasidan foydalangan birinchi missiyalardan biri 1998 yilda Borrelli kometasiga Deep Space 1 missiyasi edi. DS1 shuningdek, ksenon ionli dvigateldan foydalangan va 81,5 kg yoqilg'i sarflagan. 20 oylik harakatda DS1 kometa uchib o'tish vaqtida 56 000 km/soat tezlikka erishdi.
Raketa texnologiyalaridan ko'ra ionli tejamkorlar tejamkorroqdir, chunki ularning propellantning birlik massasiga (o'ziga xos impulsga) tortish kuchi ancha yuqori. Ammo ion tashuvchilari kosmik kemani sezilarli tezlikka tezlashtirish uchun uzoq vaqt talab etadi va eng yuqori tezlik yoqilg'i ta'minoti va energiya ishlab chiqarishga bog'liq.
Shuning uchun, agar Proxima Centauri missiyasida ionli harakat qo'llanilsa, dvigatellar kuchli energiya manbasiga (yadro energiyasi) va katta yoqilg'i zaxiralariga (an'anaviy raketalardan kamroq bo'lsa ham) ega bo'lishi kerak. Ammo agar siz 81,5 kg ksenon yoqilg'isi 56 000 km / soat tezlikka aylanadi degan taxmindan boshlasangiz (va boshqa harakat shakllari bo'lmaydi), siz hisob-kitoblarni amalga oshirishingiz mumkin.
Maksimal tezlik 56 000 km/soat bo‘lgan Deep Space 1 Yer va Proksima Sentavr o‘rtasidagi 4,24 yorug‘lik yilini bosib o‘tish uchun 81 000 yil kerak bo‘ladi. Vaqt o'tib, bu taxminan 2700 avlod odamlari. Aytish mumkinki, sayyoralararo ionlarning harakatlanishi boshqariladigan yulduzlararo missiya uchun juda sekin bo'ladi.
Ammo agar ion tirgovichlari kattaroq va kuchliroq bo'lsa (ya'ni, ionning chiqish tezligi ancha yuqori bo'lsa), butun 4,24 yorug'lik yili uchun etarli raketa yoqilg'isi bo'lsa, sayohat vaqti sezilarli darajada kamayadi. Ammo inson umridan ko'ra ko'proq vaqt bo'ladi.
Gravitatsiyaviy manevr
Kosmosga sayohat qilishning eng tezkor usuli bu tortishish yordamidan foydalanishdir. Bu usul kosmik kemaning nisbiy harakati (ya'ni orbita) va sayyoraning tortishish kuchidan foydalanib, yo'l va tezlikni o'zgartirishni o'z ichiga oladi. Gravitatsion manevrlar, ayniqsa, Yer yoki boshqa katta sayyora (masalan, gaz giganti) tezlashuvi uchun foydalanganda juda foydali kosmik parvoz texnikasidir.
Mariner 10 kosmik kemasi birinchi bo'lib 1974 yil fevral oyida Merkuriy tomon tezlashish uchun Veneraning tortishish kuchidan foydalangan holda ushbu usuldan foydalangan. 1980-yillarda Voyager 1 zondi Saturn va Yupiterdan gravitatsiyaviy manevrlar va 60 000 km/soat tezlanish uchun, keyin esa yulduzlararo fazoga chiqish uchun foydalangan.
Helios 2 missiyasi 1976 yilda boshlangan va 0,3 AB oralig'ida sayyoralararo muhitni o'rganishi kerak edi. e. va 1 a. e. Quyoshdan, tortishish manevri yordamida yaratilgan eng yuqori tezlik bo'yicha rekord o'rnatadi. O'sha paytda Helios 1 (1974 yilda ishga tushirilgan) va Helios 2 Quyoshga eng yaqin yaqinlashish bo'yicha rekord o'rnatgan edi. Helios 2 oddiy raketa bilan uchirildi va juda cho'zilgan orbitaga chiqarildi. 
190 kunlik quyosh orbitasining katta ekssentrikligi (0,54) tufayli Helios 2 perigeliyda 240 000 km/soatdan ortiq maksimal tezlikka erisha oldi. Ushbu orbital tezlik faqat Quyoshning tortishish kuchi tufayli ishlab chiqilgan. Texnik jihatdan, Helios 2 ning perihelion tezligi tortishish manevrining natijasi emas, balki maksimal orbital tezligi edi, ammo kema hali ham eng tez sun'iy ob'ekt bo'yicha rekordni saqlab turibdi.
Agar Voyager 1 qizil mitti Proksima Sentavriga qarab 60 000 km/soat doimiy tezlikda harakatlanayotgan bo‘lsa, bu masofani bosib o‘tish uchun 76 000 yil (yoki 2500 dan ortiq avlod) kerak bo‘lardi. Ammo agar zond Helios 2 ning rekord tezligiga - 240 000 km/soat doimiy tezlikka erishsa, 4,243 yorug'lik yili yo'l bosib o'tish uchun 19 000 yil (yoki 600 dan ortiq avlod) kerak bo'ladi. Amaliyga yaqin bo'lmasa ham, sezilarli darajada yaxshi.
EM Drive Elektromagnit Dvigatel
Yulduzlararo sayohatning yana bir taklif qilingan usuli bu EM Drive. Loyihani amalga oshirish uchun Satellite Propulsion Research Ltd (SPR) kompaniyasini yaratgan britaniyalik olim Rojer Scheuer tomonidan 2001 yilda taklif qilingan dvigatel elektromagnit mikroto'lqinli bo'shliqlar elektr energiyasini to'g'ridan-to'g'ri kuchga aylantirishi mumkin degan g'oyaga asoslanadi. 
An'anaviy elektromagnit itaruvchilar ma'lum bir massani (masalan, ionlangan zarrachalar) harakatga keltirish uchun mo'ljallangan bo'lsa-da, bu maxsus harakat tizimi massa reaktsiyasidan mustaqil va yo'naltirilgan nurlanishni chiqarmaydi. Umuman olganda, ushbu dvigatel juda katta shubha bilan kutib olindi, chunki u impulsning saqlanish qonunini buzgan, unga ko'ra tizimning impulsi doimiy bo'lib qoladi va uni yaratish yoki yo'q qilish mumkin emas, faqat kuch bilan o'zgartiriladi.
Biroq, ushbu texnologiya bilan yaqinda o'tkazilgan tajribalar ijobiy natijalarga olib keldi. 2014-yil iyul oyida Klivlendda (Ogayo shtati) boʻlib oʻtgan 50-AIAA/ASME/SAE/ASEE qoʻshma harakat konferensiyasida NASA ilgʻor reaktiv olimlari yangi elektromagnit qoʻzgʻalish dizaynini muvaffaqiyatli sinovdan oʻtkazganliklarini eʼlon qilishdi. 
2015 yil aprel oyida NASA Eagleworks (Jonson kosmik markazining bir qismi) olimlari ushbu dvigatelni vakuumda muvaffaqiyatli sinovdan o'tkazganliklarini aytishdi, bu esa koinotda qo'llanilishi mumkinligini ko'rsatishi mumkin. O'sha yilning iyul oyida Drezden Texnologiya Universitetining Kosmik tizimlar bo'limi olimlari guruhi dvigatelning o'z versiyasini ishlab chiqdi va sezilarli kuchni kuzatdi.
2010-yilda Xitoyning Sian shahridagi Shimoli-g‘arbiy politexnika universiteti professori Chjuan Yang EM Drive texnologiyasi bo‘yicha o‘z tadqiqotlari haqida bir qator maqolalarni nashr eta boshladi. 2012 yilda u yuqori quvvat sarfi (2,5 kVt) va 720 mln. Shuningdek, u 2014-yilda keng ko‘lamli sinovlarni o‘tkazdi, jumladan, o‘rnatilgan termojuftlar bilan ichki haroratni o‘lchash, bu tizim ishlaganligini ko‘rsatdi.
NASA prototipi (uning quvvati 0,4 N/kVt deb baholangan) elektromagnit harakatlanuvchi kosmik kema Plutonga 18 oydan kamroq vaqt ichida uchib ketishi mumkinligini hisoblab chiqdi. Bu soatiga 58 000 km tezlikda harakatlanayotgan “New Horizons” zondi talab qilinganidan olti baravar kamdir.
Ta'sirli eshitiladi. Ammo bu holatda ham elektromagnit dvigatellardagi kema 13 000 yil davomida Proksima Sentavriga uchib ketadi. Yoping, lekin hali ham etarli emas. Bundan tashqari, ushbu texnologiyada barcha e nuqta bo'lmaguncha, undan foydalanish haqida gapirishga hali erta.
Yadro termal va yadro elektr harakatlanishi
Yulduzlararo parvozni amalga oshirishning yana bir imkoniyati yadro dvigatellari bilan jihozlangan kosmik kemadan foydalanishdir. NASA o'nlab yillar davomida bunday variantlarni o'rganib kelmoqda. Yadroviy termal harakatlantiruvchi raketa uran yoki deyteriy reaktorlaridan reaktordagi vodorodni qizdirib, uni ionlangan gazga (vodorod plazmasiga) aylantirishi mumkin, bu esa raketaning nozuliga yo'naltiriladi va zarba hosil qiladi. 
Yadroviy elektr bilan ishlaydigan raketa issiqlik va energiyani elektr energiyasiga aylantiradigan, keyin esa elektr motorini quvvatlaydigan bir xil reaktorni o'z ichiga oladi. Ikkala holatda ham raketa barcha zamonaviy kosmik agentliklarda ishlaydigan kimyoviy propellantlarga emas, balki yadroviy sintezga yoki parchalanishga tayanadi.
Kimyoviy dvigatellar bilan taqqoslaganda, yadro dvigatellari shubhasiz afzalliklarga ega. Birinchidan, u propellantga nisbatan deyarli cheksiz energiya zichligiga ega. Bundan tashqari, yadroviy dvigatel ham ishlatiladigan yoqilg'i miqdori bilan solishtirganda kuchli tortishish hosil qiladi. Bu talab qilinadigan yoqilg'i miqdorini va ayni paytda ma'lum bir qurilmaning og'irligi va narxini kamaytiradi.
Termal yadroviy dvigatellar hali koinotga chiqmagan bo'lsa-da, ularning prototiplari yaratildi va sinovdan o'tkazildi va undan ham ko'proq taklif qilindi.
Va shunga qaramay, yoqilg'i tejamkorligi va o'ziga xos impulsdagi afzalliklarga qaramay, eng yaxshi taklif qilingan yadroviy termal dvigatel kontseptsiyasi maksimal o'ziga xos impulsga ega 5000 soniya (50 kN s / kg). Agar Qizil sayyora Yerdan 55 000 000 kilometr uzoqlikda bo'lsa, NASA olimlari yadroviy parchalanish yoki termoyadroviy tomonidan quvvatlanadigan yadro dvigatellaridan foydalangan holda, atigi 90 kun ichida Marsga kosmik kemani olib borishlari mumkin edi.
Ammo agar biz Proksima Sentavriga sayohat haqida gapiradigan bo'lsak, yadroviy raketaning yorug'lik tezligining sezilarli qismiga tezlashishi uchun asrlar kerak bo'ladi. Keyin bir necha o'n yillik sayohat va undan keyin maqsadga erishish yo'lida yana ko'p asrlik sekinlashuv kerak bo'ladi. Biz manzilimizdan hali 1000 yil uzoqdamiz. Sayyoralararo missiyalar uchun yaxshi bo'lgan narsa yulduzlararo missiyalar uchun unchalik yaxshi emas.