Оновлено: 29.08.2016 19:48 ->
З здоровою людиною? У жодному разі. А мирелит із зомбі? Може бути. Що можна сказати про сонячні зонди для вітрильного спорядження розміром з марку? Ну, більше схоже на зомбі.
Багато Землі 2.0 вже було виявлено минулого тижня, але останній хіт надзвичайно близький до Сонячної системи, саме тому він привів наукове співтовариство до лихоманки. Названа Проксима b, гірська планета, трохи більша за Землю, як випливає з назви, обертається навколо найближчої зірки Проксіми Центавра в сузір’ї Кентавра, крім зони проживання, де умови для життя є найбільш сприятливими. Екзопланета насправді знаходиться поруч з астрономічним масштабом, лише 4,2 світлових року від нас.
Ми поки не знаємо, чи є в ньому атмосфера, чи є на її поверхні вода, наскільки стабільна його орбіта, але уява астрономів вже запустилася.
СПИСОК ЧИТАТЕЛІВ
Тож виникає питання:
Песимістична відповідь проста: у нашому житті, ані навіть у цьому столітті немає бога, який би дістався до Проксими b. На щастя, дослідження космосу ніколи не було зумовлене песимізмом - ані релігією - тому є кілька можливостей для міжзоряних подорожей. Інше питання, хто такий ельмерогігант, який би його прийняв.
Математика не виходить
Основна проблема полягає в тому, що ми пафосно повільні, коли справа стосується космічних подорожей. Хоча наші космічні телескопи можуть витримати мільярди світлових років, наш космічний корабель все ще нереститься в Сонячній системі. На даний момент ми не можемо доставити астронавтів на Марс, який знаходиться в середньому на орбіті в 200 мільйонів кілометрів від нас (це зможе зробити лише новий космічний корабель НАСО «Оріон», який дебютує в 2018 році, не кажучи вже про 40 трильйонів -кілометрова система Proxima.
Але навіть якби у нас був космічний корабель, придатний для міжзоряних подорожей, ми могли б розмазати його по волоссю. Більш науково, ми могли б подорожувати 165 000 років до того, як дійдемо до пункту призначення (максимальна швидкість колишніх космічних човників становила 28 000 км/год, можна рахувати.) Якщо ми не побудуємо нещадно великий космічний корабель, який зможе виробляти кисень, воду, їжу, паливо, потомство на борту. Словом, це не спрацює.
Сьогодні це зайняло б у тисячі разів швидше космічних кораблів, ніж сьогодні, і це вимагало б у мільйони разів більше енергії, ніж річне споживання нашої планети. Оскільки такої ракети у нас немає і деякий час її не буде, нам або доводиться виробляти паливо в дорозі (сонячне чи атомне), або "штовхати" корабель здалеку (лазером, наприклад, ми повернемось до цього пізніше).
Але є ще одна проблема: ми навіть не знаємо, яким наслідкам, фізичним небезпекам (вакуум, радіація, невагомість, мікрометеориди) та психологічним ефектам піддаються наші астронавти під час такого плавання, оскільки ми щойно розпочали аналіз цієї області в лабораторії Міжнародної космічної станції.
Червоточина, ми?
Хоча і народились ідеї подолання цих проблем: сплячий режим космонавтів, створення термоядерного синтеза, заморожування ембріонів, побудова телепорта або просто пошук божественної червоточини, ми могли б відповісти на них принаймні кремезною цитатою Баєрцольта,). Отже, якщо ми не хочемо, щоб напівбожевільні астронавти вбивали один одного, або зомбі, розморожені від фрегата до перших упертих на цій дорогоцінній Землі 2.0, нам потрібно шукати більш щадні рішення.
Можливо, у виняткових випадках нам слід прийняти висловлювання Сталіна:
Найкраще надсилати лише розвідувальні зонди, щоб ви могли заощадити на паливі, не потребуючи їжі, води, кисню чи гумової кімнати.
Starwisp: величезний, надтонкий вітрильник, який «плаває» на мікрохвильових пічках - одна з багатьох концепцій типу «сонцезахисні вітрила» (більш докладно обговорюється нижче)
Окоспор: Міцисіо Каку, фізик-теоретик, відправив мільйони роїв нанорозмірних сонячних зондів зіркам зі швидкістю, близькою до швидкості світла.
Міжзоряний ковчег: величезний космічний корабель, який міг бути піднятий кількома поколіннями за сто тисячолітню подорож.
Сплячий корабель: також космічний корабель, призначений для тривалих подорожей, його екіпаж перебував би в сплячому режимі.
Висиджування: космічний корабель-робот доставить заморожені людські ембріони на придатну для проживання планету, де роботи вирощуватимуть людей.
Космічна блоха: Використовуючи силу тяжіння та ресурси астероїдів та інших об’єктів у Хмарі Оорта, цей космічний корабель переходив би від небесного тіла до небесного тіла.
Буссардний реактивний літак: Фізик Роберт Буссард запропонував у 1960 р. Використовувати для реактивного руху найпоширеніший елемент у космічному просторі - водень. Газ надходив би через магнітні поля у драйвер ракети-ядерного синтезу, щоб не було необхідності перевозити паливо з Землі.
Діра астероїд. Якщо час не перешкода, маневрений астероїдний космічний корабель міг літати століттями, живучи на астероїді декількома поколіннями, поки вони не забудуть, де вони перебувають.
Зоряний корабель Ейнцмана: Це також повільний космічний корабель, який перевозить 3 мільйони тонн замороженого водню для живлення ракет з термоядерним синтезом. Корабель розганявся до частки швидкості світла.
Атом анти. Привід антиматерії по суті такий самий, як і звичайне паливо, лише із зворотним зарядом і віджимом. Це може бути величезним джерелом енергії - якби це не знищило всі матеріали, включаючи космічний корабель і, можливо, пункт призначення.
Чорна діра. Луїс Крейн і Шон Вестморленд запропонували створити штучні мініатюрні чорні діри, з яких ми могли б отримати значно більше енергії, ніж від антиматерії. Випромінювання Хокінга було б зосереджене на космічному кораблі, з величезної енергії можна було б створити величезні чорні діри. Або зруйнувати Всесвіт, питання перспективи.
Бубі в космосі. Теоретичний фізик Мігель Алькуб’єр у 1994 році висунув ще більш привабливу ідею: що, якби ми не рухали космічний корабель, а згинали сам простір навколо нього? Ми спотворили б просторово-часовий континуум негативною енергією, утворюючи навколо космічного корабля міхур, який стискав би його перед собою і розширював простір-час за ним, щоб ми могли досягти Проксими через 5 місяців. Було б потрібно лише 500 фунтів антиматерії та присоска, яка взяла б на себе півтора мільйона Хіросіми у випадку аварії. О, і новий пункт призначення, оскільки енергія космічного міхура при прибутті також може вичерпати Proxima b.
Часова петля: Навіть якби ми могли подорожувати швидше, ніж швидкість світла, людина старше 20 років все одно не змогла б пережити туди і назад. Якщо судно не може постійно підтримувати прискорення на рівні 1 г, відносно сповільнюючи час перебування на борту.
Червоточина. Тож, звичайно, це легко: проїхати швидше світла через шлюз, який ми б тримали відкритим із негативною енергією. Ця концепція згадується лише тому, що вона названа на честь Альберта Ейнштейна та Натана Роуза.
Космічна курка: Дизайн "Астрохікен" Фрімена Дайсона - це "живий" пристосований до простору гібрид тварин і машин, розроблений біоінженерами. Якби ви були куркою, вам навіть не довелося б їсти.
Deus ex: Космолог Френк Тіплер і винахідник Рей Курцвейл, щоб перенести людську свідомість у космос за допомогою нанозондів.
На підтримку безпілотної міжзоряної подорожі автоматичні зонди вже вийшли далеко за межі того, про що могли б мріяти астронавти. Перший - і все ще єдиний - супутник, який вийшов із Сонячної системи, «Вояджер-1», запущений в 1977 році, який зараз знаходиться на відстані 20 мільярдів кілометрів, знаходиться за межами Сонячної системи. Зонд розривається на 17 кілометрів на секунду відносно Сонця, але він все одно зможе досягти Проксими b лише за 70 000 років (якби ми змогли ним керувати). З тих пір ми запустили більш швидкі зонди (див. Нашу таблицю), наприклад, Новим Горизонтам, які обертаються навколо Плутона, знадобиться 54000 років, а Юноні, яка обертається навколо Юпітера 17000 років, до найближчої зоряної системи.
Звичайно, швидкість теж відносна. Точну тривалість подорожі важко підрахувати, оскільки не має значення, яке значення має швидкість: Сонце, Земля чи інше небесне тіло. Також необхідно враховувати сили, що діють на космічний корабель на шляху: їх тягне або штовхає сила тяжіння небесного тіла. У наведеній нижче таблиці ми перерахували найкращих власників на даний момент за категоріями:
| Категорія | Космічний корабель | Рік | Швидкість (км/год) |
| Порівняно з Землею | Юнона | 2016 рік | 265 000 |
| Порівняно з Землею (з людьми) | Космічні човники | - | 28000 |
| Порівняно із сонцем | Геліос I, II | 1976 рік | 253 000 |
| Порівняно з днем (планом) | Сонячний зонд плюс | 2018 рік | 724 000 |
| Швидкість втечі (із Землі) | Нові горизонти | 2006 рік | 58 000 |
| Швидкість втечі (Сонячна система) | Вояджер 1, 2 | 2015 рік | 62 100 |
| Швидкість входу (земля) | Зоряний пил | 2006 рік | 46 600 |
| Швидкість входу (земля, людина) | Аполлон 10 | 1969 рік | 39 900 |
| Швидкість входу (до Юпітера) | Юнона | 2016 рік | 209 000 |
На щастя, найближчі нові технології, які можуть скоротити тривалість міжзоряних подорожей до менш ніж ста років. Більшість концепцій, які можна сприймати всерйоз, спрямовані на розробку мініатюрних космічних кораблів, які могли б працювати з сонячним вітрилом або подібним рішенням, що не вимагає палива. Було складено декілька планів щодо будівництва ракет, що працюють на лазерному та ядерному синтезі.
Стрільба по мішені
Одним з найцікавіших та найголосніших планів є ініціатива «Прорив зірки», оголошена в квітні цього року. Ініціатива названа на честь російського авантюрного мільярдера Юрія Мілнера, засновника Facebook Марка Цукерберга та космолога Стівена Хокінга, проте до партії також приєдналися кілька вчених НАСА, науковці та лауреати Нобелівської премії. Разом із розробкою та подорожами Старшоту знадобиться 50 років із "міжзоряним материнським кораблем", який містив би тисячі крихітних роботизованих зондів. Супутники розміром із марку обертали б навколо Землі, а потім розпаковували свої неймовірно тонкі, товщиною в кілька сотень атомів, метрові вітрила. лазерні гвинтівки забезпечували б керований надпотужний лазерний промінь, який за дві хвилини розігнав космічний корабель до п'ятої швидкості світла - 200 мільйонів кілометрів на годину.
Хороша новина полягає в тому, що технології, необхідні для бізнесу, частково доступні. Камери, комп'ютери та блоки для виробництва електроенергії тепер можуть поміщатися в ящик по 1 грам (це вже було частково продемонстровано НАСА за допомогою програми CubeSat).
Піт Ворден, колишній директор дослідницького центру Еймса НАСА, керівник проекту, заявив на прес-конференції 24 серпня, що робота вже розпочалася, а експерти обговорювали впровадження системи Starshot минулого тижня. За словами Вордена, вартість програми конкурує з бюджетом Великого адронного колайдера на 10 мільярдів доларів, який в міру розвитку технологій може бути значно зменшений. За його словами, протягом наступного десятиліття вони намагатимуться якомога більше дізнатись про три зірки та планети системи Проксіма перед тим, як відправити туди зонди.
Погана новина полягає в тому, що обережність Вордена не безпідставна, все ще існує багато знаків питання про доцільність плану:
- Як побудувати на Землі координовану лазерну систему на 200 гігаватт, яка буде досить точною, щоб проникнути в атмосферу, щоб не розтопити космічний корабель і не пошкодити атмосферу?
- Як прилади витримають прискорення сили тяжіння 51 тис. G?
- Як крихітні датчики із супутників могли робити точні вимірювання?
- Який бінокль зможе фіксувати та обробляти дані, що надсилаються супутниками?
- Що захищає супутники від зіткнень з космічними частинками пилу?
Ці питання порушували Сет Шостак, головний астроном програми SETI для позаземного життя, та Джонатан Макдауелл, дослідник Гарвардсько-Смітсонівського інституту астрофізики, серед інших. У розмові з Space.com Шостак назвав Starshot іншим захоплюючим заходом, зазначивши, що важко передбачити, як технологія буде розвиватися протягом наступних 20 років. Однак Макдауелл також попередив, що ми ніколи не перевіряли стійкість космічних кораблів з такою швидкістю, і що при 200000 км/год одне зерно пилу, що наближається, вдарить із силою, вимірюваною до півкілограма тротилу. (На відміну від Word: шанси на зіткнення незначні, у будь-якому випадку ми говоримо про тисячу людей, втрата кількох зондів - це не велика справа.) Макдауелл намагався дати зрозуміти, що не хоче спотикатися:
"Коли фізики вибирають план ароматів, вони висловлюють свою любов".
Однак Пенелопа Бостон, директор Інституту астробіології НАСА, зробила з особливим захопленням заяву про цей план. За його словами, тенденція мініатюризації апаратного забезпечення дійсно дозволить будувати нанозондів з часом, тому місія буде цілком варта інвестицій:
"Поверхня планети надзвичайно складна, на ній можуть утворитися різноманітні середовища існування, проте їх картографування значно перевищує роздільну здатність будь-якого доступного телескопа".
Бабка
План Хокінгів багато в чому схожий на програму Dragonfly, яка також базуватиметься на перевіреній мікросупутниковій технології CubeSat: вони відправляли б невеликі зонди з лазерним живленням у міжзоряний простір. Рій бабок складався б із мережі мініатюрних зондів, що живляться від сонячних вітрил, і більшого космічного корабля, який, як і «Старшот», прискорювався б лазером. На відміну від ідеї Гокінга, бабки несли б вантажі материнського корабля (наприклад, один мав би нести комунікаційне обладнання, інші - датчики), а потім знаходитись у системі Proxima. І лазерна гвинтівка була б встановлена не на Землі, а в космосі. Лазерний космічний апарат живився б від сонячних зондів, а супутник зв'язку в Сонячній системі заряджався б мікрохвилями, а потім випромінювався зірками із системи Проксіма.
Десантні одиниці мали б розмір пилу зондів, які б виконували свою місію узгоджено, автономно.
Попередником Dragonfly і Starshot можна вважати сучасного Дедала і його продовженням проект Ікар. Ікар - це теоретична програма досліджень, розпочата в 2009 році Британським міжпланетним товариством та Фондом Тау Нуль. Його довгостроковою метою є створення міжзоряного зонда на основі ядерного синтезу. Засновники, аеронавігаційний інженер Келвін Лонг, фізик-ядерник і фізик-теоретик Річард Оусі, короткостроково працюють над наномасштабним флотом зондів, заснованим на зондах CubeSat НАСА, які будуть запущені для Alfa Centauri до кінця десятиліття.
Безперечно, що від мініатюрних зондових хребтів до червоточин навіть найбожевільніші ідеї можуть наблизити мрію про міжзоряні подорожі, навіть якщо жодне з них не здійсниться у нашому житті. У більш реалістичних сценаріях може знадобитися століття, перш ніж перші дослідники досягнуть Proxima b, будь то андроїди, заморожені люди чи зонди-роботи. До цього часу ми можемо лише сподіватися, що кентаври будуть швидшими:
- Шановний Веб-магазин! Я хотів би запитати про ефективні препарати зеленого чаю та хрому для схуднення
- У нас є 3 вагомі аргументи, щоб бути вегетаріанцем! Громада свідомих віруючих Угорщини
- Жахливі образи пластифікували себе збоченцями і вірять, що вони прекрасні - Краса та Мода
- Стильні жінки старше 40 років недарма їх фотографують на вулиці -
- Є спосіб, що лише гаманець стане тоншим у світовій економіці