Életünk egy bizonyos pontján mindannyian feltettük ezt a kérdést: meddig repüljünk a csillagokig? Lehetséges egy ilyen repülést végrehajtani egy emberi élet alatt, válhatnak-e az ilyen repülések a mindennapi élet normájává? Számos válasz létezik erre a nehéz kérdésre, attól függően, hogy ki kérdezi. Egyesek egyszerűek, mások nehezebbek. A végleges válasz megtalálásához túl sok mindent kell figyelembe venni.

Sajnos nem léteznek olyan valós becslések, amelyek segíthetnének ilyen választ találni, és ez frusztráló a futuristák és a csillagközi utazások szerelmesei számára. Akár tetszik, akár nem, a hely nagyon nagy (és összetett), és a technológiánk továbbra is korlátozott. De ha valaha is úgy döntünk, hogy elhagyjuk "otthoni fészkét", többféleképpen is eljuthatunk galaxisunk legközelebbi csillagrendszeréhez.

Földünkhöz legközelebbi csillag a Nap, amely a Hertzsprung-Russell "fősorozat" séma szerint meglehetősen "átlagos" csillag. Ez azt jelenti, hogy a csillag nagyon stabil, és elegendő napfényt biztosít az élet kialakulásához bolygónkon. Tudjuk, hogy naprendszerünk közelében más bolygók keringenek a csillagok körül, és ezek közül sok a miénkhez hasonló.

A jövőben, ha az emberiség el akarja hagyni a Naprendszert, meg fogjuk tenni hatalmas választék csillagok, amelyekhez eljuthatunk, és sokuknak kedvező életkörülményei lehetnek. De hova megyünk, és mennyi idő alatt érünk oda? Ne feledje, hogy ez mind spekuláció, és jelenleg nincsenek tereptárgyak a csillagközi utazáshoz. Nos, ahogy Gagarin mondta, gyerünk!

Nyújtsa ki a csillagot
Mint már említettük, a hozzánk legközelebb álló sztár Naprendszer a Proxima Centauri, és ezért van nagyszerű érzék kezdjen el csillagközi küldetést tervezni vele. Az Alpha Centauri hármas csillagrendszer része, a Proxima 4,24 fényévre (1,3 parszek) található a Földtől. Az Alpha Centauri valójában a rendszer három közül a legfényesebb csillag, egy szoros kettős rendszer része, 4,37 fényévre a Földtől – míg a Proxima Centauri (a három közül a leghalványabb) egy elszigetelt vörös törpe, 0,13 fényévnyire. kettős rendszer.

És bár a csillagközi utazásokról szóló beszélgetések mindenféle fénynél gyorsabb (FAS) utazásról inspirálnak gondolatokat, a vetemedési sebességtől a féreglyukakon át a szubűrmotorokig, az ilyen elméletek vagy erősen kitaláltak (mint az Alcubierre-motor), vagy csak a sci-fiben léteznek. ... Bármilyen mélyűri küldetés embernemzedékekre terjed ki.

Tehát az űrutazás egyik leglassabb formájával kezdődően mennyi időbe telik eljutni Proxima Centauriba?

Modern módszerek

Az űrben való utazás időtartamának felmérése sokkal könnyebb, ha a Naprendszerünkben meglévő technológiák és testek részt vesznek benne. Például a New Horizons küldetés által használt technológiával, a 16 hidrazin monoüzemanyaggal hajtott motorral mindössze 8 óra 35 perc alatt lehet eljutni a Holdra.

Itt van még az Európai Űrügynökség SMART-1 küldetése, amelyet iontolóerővel a Hold felé hajtottak. Ezzel a forradalmi technológiával, amelynek egy változatával a Dawn űrszonda is elérte a Vestát, a SMART-1-nek egy év, egy hónap és két hét kellett ahhoz, hogy elérje a Holdat.

A gyors rakéta-űrhajótól a gazdaságos ionmeghajtóig számos lehetőségünk van a helyi űrben való megkerülésre – emellett a Jupitert vagy a Szaturnuszt is használhatja óriási gravitációs csúzliként. Mindazonáltal, ha egy kicsit tovább akarunk jutni, ki kell építenünk a technológia erejét, és új lehetőségeket kell feltárnunk.

Amikor lehetséges módszerekről beszélünk, akkor olyanokról beszélünk, amelyek meglévő technológiákat tartalmaznak, vagy olyanokról, amelyek még nem léteznek, de amelyek műszakilag megvalósíthatók. Némelyikük, amint látni fogja, időt vesztett és megerősített, míg mások még kérdésesek. Röviden: egy lehetséges, de nagyon időigényes és költséges forgatókönyvet képviselnek, akár a legközelebbi csillagig is.

Ionos mozgás

A meghajtás leglassabb és leggazdaságosabb formája manapság az ionos hajtásrendszer. Néhány évtizeddel ezelőtt az ionhajtás a sci-fi témája volt. Az utóbbi években azonban az ionhajtást támogató technológiák elméletből a gyakorlatba költöztek, és nagy sikerrel. Az Európai Űrügynökség SMART-1 küldetése a sikeres Hold-küldetés példája a Földről 13 hónapos spirális mozgással.

A SMART-1 napenergiával működő ionhajtóműveket használt, amelyekben az elektromosságot gyűjtötték napelemekés a Hall-effektus motorok táplálására használták. Mindössze 82 kilogramm xenon üzemanyag kellett ahhoz, hogy a SMART-1 a Holdra kerüljön. 1 kilogramm xenon üzemanyag 45 m/s delta-V-t biztosít. Ez egy rendkívül hatékony mozgásforma, de messze nem a leggyorsabb.

Az egyik első ionhajtási technológiát alkalmazó küldetés a Deep Space 1 küldetése volt a Borrelli-üstökösre 1998-ban. A DS1 is xenon-ion motort használt, és 81,5 kg üzemanyagot fogyasztott. 20 hónapig tartó tolóerővel a DS1 56 000 km/h sebességet fejlesztett ki az üstökös áthaladásakor.

Az ionmotorok gazdaságosabbak, mint a rakétatechnológiák, mivel egységnyi hajtóanyagra jutó tolóerejük (fajlagos impulzus) sokkal nagyobb. Az ionhajtóműveknek azonban sok időre van szükségük, hogy jelentős sebességre gyorsítsák fel az űrhajót, és a végsebesség az üzemanyag-ellátástól és az energiatermeléstől függ.

Ezért, ha ionhajtást használnak a Proxima Centauriba irányuló küldetés során, a hajtóműveknek erőteljes energiaforrással (nukleáris energiával) és nagy üzemanyagtartalékkal kell rendelkezniük (bár kevesebb, mint a hagyományos rakétáké). De ha abból indulunk ki, hogy 81,5 kg xenon üzemanyag 56 000 km/h-t jelent (és nem lesz más mozgásforma), akkor számításokat lehet végezni.

56 000 km/h végsebességgel a Deep Space 1 81 000 év alatt 4,24 fényévet utazik a Föld és a Proxima Centauri között. Idővel ez körülbelül 2700 embergenerációt jelent. Nyugodtan kijelenthetjük, hogy a bolygóközi ionhajtás túl lassú lesz egy emberes csillagközi küldetéshez.

De ha az ionhajtóművek nagyobbak és erősebbek (azaz az ionok kilépési sebessége lényegesen nagyobb lesz), ha van elegendő rakéta-üzemanyag, amely elegendő a teljes 4,24 fényévre, az utazási idő jelentősen csökken. . De mindazonáltal ott sokkal hosszabb lesz, mint az emberi élet időszaka.

Gravitációs manőver

Az űrben való utazás leggyorsabb módja a gravitációs rásegítés. Ez a módszer azt jelenti, hogy az űrhajó a bolygó relatív mozgását (azaz pályáját) és gravitációját használja az út és a sebesség megváltoztatására. A gravitációs manőverek rendkívül hasznos technikák az űrrepüléshez, különösen akkor, ha a Földet vagy más hatalmas bolygót (például egy gázóriást) használjuk a gyorsításhoz.

A Mariner 10 űrszonda alkalmazta elsőként ezt a módszert, a Vénusz gravitációs vonzásával 1974 februárjában a Merkúr felé gyorsult. Az 1980-as években a Voyager 1 szonda a Szaturnuszt és a Jupitert használta gravitációs manőverekhez és 60 000 km/órás gyorsuláshoz, majd a csillagközi térbe való kilépést.

A Helios 2 küldetés, amely 1976-ban kezdődött, és a bolygóközi közeget 0,3 AU között kellett volna felderítenie. e. és 1 a. Vagyis a Napból a gravitációs manőver segítségével elért legnagyobb sebesség rekordja érvényes. Abban az időben a Helios 1 (1974-ben indult) és a Helios 2 tartotta a Naphoz legközelebbi megközelítés rekordját. A Helios 2-t egy hagyományos rakéta indította el, és nagyon megnyúlt pályára állították.

A 190 napos nappálya nagy excentricitása (0,54) miatt a Helios 2 perihéliumban 240 000 km/h feletti maximális sebességet tudott elérni. Ezt a keringési sebességet csak a Nap gravitációs vonzása alakította ki. Technikailag a Helios 2 perihéliumi sebessége nem gravitációs manőver eredménye, hanem a maximális keringési sebesség, de a készülék továbbra is tartja a leggyorsabb mesterséges objektum rekordját.

Ha a Voyager 1 állandó, 60 000 km/h sebességgel haladna a vörös törpe Proxima Centauri felé, akkor 76 000 évre (vagy több mint 2500 generációra) lenne szükség ennek a távolságnak a megtételéhez. De ha a szonda elérné a Helios 2 rekordsebességét - állandó 240 000 km/h sebességet -, akkor 19 000 év (vagy több mint 600 generáció) kellene ahhoz, hogy 4243 fényévet utazzon. Sokkal jobb, bár közel sem praktikus.

Elektromágneses motor EM hajtás

A csillagközi utazás másik javasolt módszere a rezonáns üreges rádiófrekvenciás motor, más néven EM Drive. A 2001-ben Roger Scheuer brit tudós által javasolt motor, aki létrehozta a Satellite Propulsion Research Ltd-t (SPR) a projekt megvalósítására, azon az elgondoláson alapul, hogy az elektromágneses mikrohullámú üregek az elektromosságot közvetlenül tolóerővé alakíthatják át.

Míg a hagyományos elektromágneses motorokat meghatározott tömeg (például ionizált részecskék) meghajtására tervezték, ez a bizonyos meghajtórendszer nem függ a tömeg reakciójától, és nem bocsát ki irányított sugárzást. Általánosságban elmondható, hogy ezt a motort meglehetősen nagy szkepticizmus fogadta, nagyrészt azért, mert sérti a lendület megmaradásának törvényét, amely szerint a rendszer lendülete állandó marad, és nem lehet létrehozni vagy megsemmisíteni, hanem csak erő hatására változtatható meg.

Mindazonáltal a közelmúltban ezzel a technológiával végzett kísérletek egyértelműen pozitív eredményekhez vezettek. 2014 júliusában az 50. AIAA / ASME / SAE / ASEE közös meghajtási konferencián az Ohio állambeli Clevelandben a NASA haladó sugárhajtású tudósai bejelentették, hogy sikeresen teszteltek egy új elektromágneses motort.

2015 áprilisában a NASA Eagleworks (a Johnson Űrközpont része) tudósai azt mondták, hogy sikeresen tesztelték a motort vákuumban, ami az űrben való lehetséges felhasználásra utalhat. Ugyanezen év júliusában egy tudóscsoport a drezdai űrrendszerek osztályáról műszaki egyetem kifejlesztettem a motor saját verzióját, és kézzelfogható tolóerőt figyeltem meg.

2010-ben Zhuang Yang, a kínai Xi'an Northwestern Polytechnic University professzora cikksorozatot kezdett publikálni az EM Drive technológiával kapcsolatos kutatásairól. 2012-ben nagy bemeneti teljesítményről (2,5 kW) és 720 mn rögzített tolóerőről számolt be. 2014-ben kiterjedt teszteket is végzett, beleértve a belső hőmérsékletméréseket beépített hőelemekkel, amelyek azt mutatták, hogy a rendszer működik.

A NASA prototípusán alapuló számítások szerint (amelynek teljesítménye 0,4 N/kilowatt volt), egy elektromágneses meghajtású űrszonda kevesebb mint 18 hónap alatt képes megtenni a Plútót. Ez hatszor kevesebb, mint amit az 58 000 km/h-s sebességgel mozgó New Horizons szonda megkövetelt.

Lenyűgözően hangzik. De még ebben az esetben is az elektromágneses hajtóművekkel szerelt hajó 13 000 évre repül Proxima Centauriba. Közel, de még mindig nem elég. Ezen túlmenően, amíg ebben a technológiában nincs minden pont fölötte, túl korai még a használatáról beszélni.

Atomtermikus és atomelektromos hajtás

Egy másik lehetőség a csillagközi repülés végrehajtására egy nukleáris hajtóművekkel felszerelt űrhajó használata. A NASA évtizedek óta tanulmányozta az ilyen lehetőségeket. Egy nukleáris termikus meghajtó rakéta urán- vagy deutériumreaktorokat használhat a hidrogén felmelegítésére a reaktorban, ionizált gázzá (hidrogénplazmává) alakítva, amelyet azután a rakéta fúvókájába irányítanának, tolóerőt generálva.

A nukleáris meghajtású rakéta ugyanazt a reaktort tartalmazza, amely a hőt és az energiát elektromos árammá alakítja, amely aztán meghajtja az elektromos motort. A rakéta mindkét esetben magfúzióra vagy maghasadásra támaszkodik a tolóerő generálásához, nem pedig arra a vegyi üzemanyagra, amellyel minden modern űrügynökség működik.

A vegyi motorokhoz képest a nukleáris hajtóműveknek tagadhatatlan előnyei vannak. Először is, ez gyakorlatilag korlátlan energiasűrűség a rakéta-üzemanyaghoz képest. Ezenkívül a nukleáris motor a felhasznált üzemanyag mennyiségéhez képest erőteljes tolóerőt is generál. Ez csökkenti a szükséges üzemanyag mennyiségét, és egyben egy adott készülék súlyát és költségét.

Noha a termikus atomerőművek még nem léptek be az űrbe, prototípusaikat létrehozták és tesztelték, és még többet javasoltak.

Ennek ellenére az üzemanyag-takarékosság és a fajlagos impulzus előnyei ellenére a legjobban javasolt nukleáris hőmotor-koncepció maximális fajlagos impulzusa 5000 másodperc (50 kN · s/kg). Hasadás vagy fúziós hajtású nukleáris motorok segítségével a NASA tudósai mindössze 90 nap alatt eljuttathatnának egy űreszközt a Marsra, ha a Vörös bolygó 55 000 000 kilométerre van a Földtől.

De amikor a Proxima Centauriba kell utazni, egy nukleáris rakétának évszázadok kell ahhoz, hogy felgyorsuljon a fénysebesség jelentős töredékére. Ezután több évtizednyi út kell, mögöttük pedig még sok évszázados gátlás a cél felé vezető úton. Még mindig 1000 évre vagyunk úti célunktól. Mi jó a bolygóközi küldetésekhez, és nem olyan jó a csillagközi küldetésekhez.

Mondjuk a Föld vége. A Nap hamarosan felrobban, miközben egy Texas méretű aszteroida közeledik a bolygó felé. A nagyvárosokban zombik laknak, vidéken pedig a gazdálkodók keményen vetnek kukoricát, mert más növények elpusztulnak. Sürgősen el kell hagynunk a bolygót, de az a baj, hogy a Szaturnusz régiójában nem találtak féreglyukat, és nem szállítottak szuperluminális hajtóműveket egy távoli, távoli galaxisból. A legközelebbi csillag több mint négy fényévnyire van. Vajon az emberiség képes lesz ezt elérni a modern technológiával? A válasz nem olyan egyértelmű.

Nem valószínű, hogy bárki is vitatja, hogy olyan globális ökológiai katasztrófa, amely veszélybe sodorná a Föld összes életének létét, csak egy filmben történhet meg. Bolygónkon nem egyszer történtek tömeges kihalások, amelyek során akár 90%-uk meghalt létező fajok... A Föld globális eljegesedés időszakain ment keresztül, aszteroidákkal ütközött, vulkáni tevékenység kitörésein ment keresztül.

Természetesen még a legrosszabb katasztrófák idején sem tűnt el teljesen az élet. De ugyanez nem mondható el az akkor uralkodó fajról, amely kihalt, utat szabadítva másoknak. És most ki a domináns faj? Pontosan.

Valószínű, hogy egy nap megmenti az emberiséget az a képesség, hogy elhagyja otthonát, és a csillagok felé menjen újat keresni. Abban azonban aligha érdemes reménykedni, hogy néhány kozmikus jótevő megnyitja előttünk az utat a csillagok felé. Érdemes végiggondolni, hogy mik az elméleti lehetőségeink, hogy egyedül is eljuthassunk a csillagokig.

Űrláda

A hagyományos vegyipari motorok jutnak először eszünkbe. Jelenleg négy földi járműnek (mindegyiküket még az 1970-es években indították) sikerült egy harmadik űrsebességet kifejlesztenie, ami elegendő ahhoz, hogy örökre elhagyja a Naprendszert.

Közülük a leggyorsabb, a Voyager 1 130 AU-t távolodott el a Földtől az indulása óta eltelt 37 év alatt. (csillagászati ​​egységek, azaz 130 távolság a Földtől a Napig). A készülék évente körülbelül 3,5 AU-t vesz igénybe. Az Alpha Centauri távolsága 4,36 fényév vagy 275 725 AU. Ezzel a sebességgel közel 79 ezer évbe telik az eszköznek, hogy elérje a szomszédos csillagot. Enyhén szólva sokáig kell várnia.

Fénykép a Földről (a nyíl felett) 6 milliárd kilométeres távolságból, a Voyager 1 segítségével. Az űrszonda 13 év alatt tette meg ezt a távolságot.

Megtalálhatja a módját, hogy gyorsabban repüljön, vagy egyszerűen elfogadja, és több ezer évig repül. Ekkor csak az útra indulók távoli leszármazottai jutnak el a végpontig. Pontosan ez az ötlet az úgynevezett generációk hajója – az űrbárka – mögött, amely egy hosszú utazásra tervezett zárt ökoszisztéma.

A szépirodalomban sok különböző történet szól a generációk hajóiról. Harry Garrison ("The Captive Universe"), Clifford Symak ​​("A nemzedék, aki elérte a célt"), Brian Aldiss ("Megállás nélkül"), modernebb írók - Bernard Verber ("Csillagpillangó") írtak róluk. "). Az első lakók távoli leszármazottai gyakran megfeledkeznek arról, honnan repültek és mi az utazásuk célja. Vagy akár azt is kezdjük el hinni, hogy az egész létező világ egy hajóvá redukálódik, ahogy például Robert Heinlein „A világegyetem mostohafiai” című regényében elmondja. Egy másik érdekes cselekményt mutat be a klasszikus Star Trek harmadik évadának nyolcadik epizódja, ahol az Enterprise legénysége megpróbálja megakadályozni az ütközést a generációk hajója között, amelynek lakói megfeledkeztek küldetésükről, és a lakott bolygó között, ahová az volt az élen.

A generációk hajójának előnye, hogy ez a lehetőség nem igényel alapvetően új motorokat. Szükség lesz azonban egy önellátó ökoszisztéma kialakítására, amely sok ezer évig külső ellátás nélkül is meg tud létezni. És ne felejtsd el, hogy az emberek egyszerűen megölhetik egymást.

Az 1990-es évek elején, zárt kupola alatt végrehajtott Bioszféra-2 kísérlet számos veszélyt mutatott be, amelyek leselkedhetnek az ilyen utazásokon résztvevő emberekre. Ez a kollektíva gyors szétválása több, egymással ellenséges csoportra, és a kártevők ellenőrizetlen szaporodása, ami oxigénhiányt okozott a levegőben. Mint kiderült, még a közönséges szél is kritikus szerepet játszik - rendszeres imbolygás nélkül a fák törékennyé válnak és eltörnek.

A technológia, amely elmeríti az embereket a hosszan tartó felfüggesztett animációban, segít megoldani a hosszú repülés számos problémáját. Akkor sem a konfliktusok nem szörnyűek, sem az unalom, és egy minimális életfenntartó rendszerre lesz szükség. A lényeg az, hogy hosszú ideig lássuk el energiával. Például atomreaktor használata.

A nemzedékek hajójának témájához egy nagyon érdekes paradoxon, a Várj számítás, amelyet Andrew Kennedy tudós írt le. E paradoxon szerint a generációk első hajójának Földre küldése után egy ideig új, több gyors utakat mozgás, amely lehetővé teszi, hogy a vízre bocsátó hajók később megelőzzék az eredeti telepeseket. Lehetséges tehát, hogy az érkezés idejére a célállomást már túlnépesítik a később távozó gyarmatosítók távoli leszármazottai.

Telepítések felfüggesztett animációhoz az "Alien" filmben.

Atombombát lovagolni

Tegyük fel, hogy nem vagyunk megelégedve azzal, hogy leszármazottaink leszármazottai a csillagok felé repülnek, és ki akarjuk tárni arcunkat a másik nap sugarainak. Ebben az esetben nem nélkülözhetjük azt az űrhajót, amely olyan sebességre képes felgyorsulni, amely kevesebb, mint egy emberi élet alatt eljuttatja a szomszédos csillaghoz. És itt a jó öreg atombomba segít.

Egy ilyen hajó ötlete az 1950-es évek végén jelent meg. Az űreszközt a Naprendszeren belüli repülésekre szánták, de jól használható lenne csillagközi utazásra. Működésének elve a következő: egy erős páncélozott lemez van felszerelve a far mögé. Az űrrepülőgépből a repüléssel ellentétes irányban egyenletesen kis teljesítményű nukleáris töltetek lökődnek ki, amelyeket rövid (akár 100 méteres) távolságban robbantanak fel.

A töltetek úgy vannak megtervezve, hogy a detonációs termékek nagy része az űrhajó farkába kerüljön. A fényvisszaverő lemez átveszi az impulzust, és egy lengéscsillapító rendszeren keresztül továbbítja a hajónak (enélkül a túlterhelés végzetes lesz a legénység számára). A fényvisszaverő lemezt a fényvillanás, a gamma-sugárzás és a magas hőmérsékletű plazma okozta sérülések ellen grafit-kenőanyag-bevonat védi, amelyet minden fújás után újrapermeteznek.

A NERVA projekt egy nukleáris rakétamotor példája.

Első pillantásra ez a rendszer őrültnek tűnik, de nagyon életképes. Az Enewetok Atoll egyik nukleáris kísérlete során grafittal borított acélgömböket helyeztek el a robbanás középpontjától 9 méterre. A tesztelés után épségben találták őket, ami bizonyítja a grafitpajzs hatékonyságát a hajó számára. Ám az 1963-ban aláírt, a légkörben, a világűrben és a víz alatti atomfegyver-kísérletek betiltásáról szóló szerződés véget vetett ennek az elképzelésnek.

Arthur Clarke a 2001-es A Space Odyssey-ből származó Discovery One űrszondát valami nukleáris robbanómotorral akarta felszerelni. Stanley Kubrick azonban arra kérte, hogy hagyjon fel az ötlettel, attól tartva, hogy a nézők a "Doktor Strangelove, avagy Hogyan hagytam abba a félelmet és szerettem az atombombát" című filmje paródiájának tekinteni.

Milyen sebességet tud fejleszteni atomrobbanások sorozatával? A legtöbb információ az Orion robbanási projektről szól, amelyet az 1950-es évek végén fejlesztettek ki az Egyesült Államokban Theodore Taylor és Freeman Dyson tudósok részvételével. A 400 000 tonnás hajót a fénysebesség 3,3%-ára tervezték felgyorsítani – akkor az Alpha Centauri rendszerbe való repülés 133 évig tartott volna. A jelenlegi becslések szerint azonban ezzel a módszerrel a hajót a fénysebesség 10%-ára lehet gyorsítani. Ebben az esetben a repülés körülbelül 45 évig fog tartani, ami lehetővé teszi, hogy a személyzet túlélje, amíg meg nem érkezik a célállomásra.

Természetesen egy ilyen hajó építése nem olcsó. A Dyson becslése szerint az Orion építése jelenlegi áron nagyjából 3 billió dollárba került volna. De ha megtudjuk, hogy bolygónkra globális katasztrófa vár, akkor valószínűleg ez egy nukleáris impulzusmotoros hajó lesz, amely az emberiség utolsó túlélési esélye lesz.

Gázóriás

Az Orion elképzeléseinek továbbfejlesztése volt a Daedalus pilóta nélküli űrhajó projekt, amelyet az 1970-es években dolgozott ki a British Interplanetary Society tudósainak egy csoportja. A kutatók egy olyan pilóta nélküli űrhajó tervezését tűzték ki célul, amely képes elérni az egyik legközelebbi csillagot az emberi élet során. Tudományos kutatásés továbbítja a kapott információt a Földre. A kutatás fő feltétele a meglévő vagy a közeljövőben előrelátható technológiák projektben történő felhasználása volt.

A repülés célpontja a Barnard-csillag volt, amely 5,91 fényévnyire volt tőle – az 1970-es években azt hitték, hogy több bolygó is kering e csillag körül. Most már tudjuk, hogy ebben a rendszerben nincsenek bolygók. A Daedalus fejlesztői egy olyan motor létrehozását tűzték ki célul, amely legfeljebb 50 éven belül el tudja juttatni a hajót a rendeltetési helyére. Ennek eredményeként egy kétlépcsős készülék ötletével álltak elő.

A szükséges gyorsulást egy speciális meghajtórendszeren belül lezajlott kis teljesítményű atomrobbanások sorozata biztosította. Tüzelőanyagként deutérium és hélium-3 keverékének mikroszkopikus szemcséit használták, amelyeket nagy energiájú elektronok áramával sugároztak be. A projekt szerint másodpercenként akár 250 robbanás is történhetett a motorban. A fúvóka a hajó erőművei által létrehozott erős mágneses mező volt.

A terv szerint a hajó első fokozata két évig működött, és a fénysebesség 7%-ára gyorsította fel a hajót. Ezt követően a Daedalus ledobta az elhasznált meghajtórendszert, megszabadulva tömegének nagy részétől, és elindította a második fokozatot, amely lehetővé tette, hogy 12,2%-os végső fénysebességre gyorsuljon. Ez lehetővé tenné, hogy 49 évvel az indulás után elérje a Barnard's Star-t. További 6 évbe telne a jel továbbítása a Földre.

A Daedalus össztömege 54 ezer tonna volt, ebből 50 ezer termonukleáris üzemanyag. Az állítólagos hélium-3 azonban rendkívül ritka a Földön – a gázóriások légkörében viszont bőségesen előfordul. Ezért a projekt szerzői egy, a légkörében "lebegő" automata növény segítségével hélium-3-at kívántak kinyerni a Jupiteren; a teljes bányászati ​​folyamat körülbelül 20 évig tartana. Ugyanezen a Jupiter-pályán kellett volna végrehajtania az űrhajó végső összeszerelését, amelyet aztán egy másik csillagrendszerbe indítanak.

A "Daedalus" koncepciójának legnehezebb eleme pontosan a hélium-3 kinyerése volt a Jupiter légköréből. Ehhez el kellett repülni a Jupiterhez (ami szintén nem olyan egyszerű és gyors), bázist kellett létrehozni az egyik műholdon, üzemet építeni, üzemanyagot tárolni valahol ... És nem beszélve az erős sugárzási övekről a gázóriás körül, ami ráadásul megnehezítené a technikusok és mérnökök életét.

A másik probléma az volt, hogy a Daedalus nem volt képes tompítani a sebességét és belépni Barnard csillagának pályájára. A hajó és az általa kibocsátott szondák egyszerűen elhaladnak a csillag mellett egy elrepülési pályán, és néhány nap alatt áttörik az egész rendszert.

Most egy húsz tudósból és mérnökből álló nemzetközi csoport, amely a British Interplanetary Society égisze alatt működik, az Icarus űrszonda projekten dolgozik. Az "Icarus" a Daedalus egyfajta "remake"-je, amely figyelembe veszi az elmúlt 30 év során felhalmozott tudást és technológiát. A munka egyik fő területe a Földön előállítható más típusú üzemanyagok felkutatása.

Fénysebességgel

Fel lehet-e gyorsítani egy űrhajót fénysebességre? Ez a probléma többféleképpen is megoldható. Ezek közül a legígéretesebb az antianyag-megsemmisítő motor. Működési elve a következő: az antianyagot betáplálják a munkakamrába, ahol egy közönséges anyaggal érintkezik, szabályozott robbanást generálva. A robbanás során keletkező ionok a motor fúvókáján keresztül lökődnek ki, tolóerőt hozva létre. Az összes lehetséges motor közül elméletileg a megsemmisítő motor éri el a legnagyobb fordulatszámot. Az anyag és az antianyag kölcsönhatása kolosszális mennyiségű energiát szabadít fel, a folyamat során keletkező részecskék kiáramlási sebessége közeli a fényhez.

De itt felmerül az üzemanyag-kitermelés kérdése. Maga az antianyag már régóta nem fantázia – a tudósoknak először 1995-ben sikerült antihidrogént szintetizálniuk. De lehetetlen megfelelő mennyiségben beszerezni. Jelenleg antianyag csak részecskegyorsítókkal nyerhető. Ugyanakkor az általuk létrehozott anyag mennyiségét a grammok csekély töredékében mérik, költsége pedig csillagászati ​​összegek. Egymilliárd gramm antianyagért az Európai Nukleáris Kutatási Központ tudósainak (ahol a Nagy Hadronütköztetőt létrehozták) több száz millió svájci frankot kellett költeniük. Másrészt az előállítási költségek fokozatosan csökkennek, és a jövőben sokkal elfogadhatóbb értékeket érhetnek el.

Ezenkívül ki kell találnia az antianyag tárolásának módját - elvégre, ha érintkezésbe kerül a közönséges anyaggal, azonnal megsemmisül. Az egyik megoldás az, hogy az antianyagot ultraalacsony hőmérsékletre hűtjük, és mágneses csapdákkal megakadályozzuk, hogy hozzáérjen a tartály falához. Jelenleg az antianyag rekordtárolási ideje 1000 másodperc. Természetesen nem évek, de figyelembe véve azt a tényt, hogy az antianyagot először csak 172 ezredmásodpercig tartották meg, van előrelépés.

És még gyorsabban

Számos tudományos-fantasztikus film megtanította nekünk, hogy sokkal gyorsabban lehet eljutni más csillagrendszerekhez, mint néhány év alatt. Elég bekapcsolni a warp drive-ot vagy a hyperspace drive-ot, kényelmesebben hátradőlni a székben – és pár perc múlva már a galaxis túloldalán is vagyunk. A relativitáselmélet tiltja a fénysebességnél nagyobb sebességgel történő utazást, ugyanakkor kiskapukat hagy e korlátozások megkerülésére. Ha meg tudnák törni vagy kinyújtani a téridőt, a fénynél gyorsabban utazhatnának anélkül, hogy bármilyen törvényt megsértenének.

A térbeli rést közismertebb nevén féreglyuk vagy féreglyuk. Fizikailag ez egy alagút, amely a téridő két távoli régióját köti össze. Miért ne használna egy ilyen alagutat a mélyűrbe való utazáshoz? A helyzet az, hogy egy ilyen féreglyuk létrehozásához két szingularitás jelenléte szükséges az univerzum különböző pontjain (ez az, ami a fekete lyukak eseményhorizontján túl található - valójában a gravitáció tiszta formájában), amely áttörheti a teret. -idő, egy alagutat hozva létre, amely lehetővé teszi az utazók számára, hogy átugorjanak a hipertéren.

Ezenkívül ahhoz, hogy egy ilyen alagút stabil állapotban maradjon, meg kell tölteni negatív energiájú egzotikus anyagokkal, és az ilyen anyag létezése még nem bizonyított. Mindenesetre csak egy szupercivilizáció tud létrehozni egy féreglyukat, amely sok ezer évvel előrébb jár a jelenleginél a fejlesztésben, és amelynek technológiái a mi szempontunkból olyanok lesznek, mint a varázslat.

A második, megfizethetőbb lehetőség a tér "nyújtása". 1994-ben Miguel Alcubierre mexikói elméleti fizikus azt javasolta, hogy módosítsa a geometriáját egy olyan hullám létrehozásával, amely a hajó előtti teret összenyomja, és hátul kitágítja. Így az űrhajó egy ívelt tér "buborékában" találja magát, amely maga is gyorsabban fog mozogni, mint a fény, így a hajó nem sérti meg az alapvető fizikai elveket. Maga Alcubierre szerint.

Igaz, maga a tudós úgy gondolta, hogy egy ilyen technológiát lehetetlen megvalósítani a gyakorlatban, mivel ehhez óriási mennyiségű tömegenergiára lenne szükség. Az első számítások a teljes létező Univerzum tömegét meghaladó értékeket adtak, a későbbi finomítások pedig "csak" Jupiterre csökkentették.

De 2011-ben Harold White, a NASA Eagleworks kutatócsoportjának vezetője olyan számításokat végzett, amelyek kimutatták, hogy ha megváltoztatunk néhány paramétert, akkor az Alcubierra-buborék létrehozásához sokkal kevesebb energiára lesz szükség, mint azt korábban gondolták, és az egész bolygó nem lesz többé. újra kell hasznosítani. White csoportja most egy Alcubierre-buborék lehetőségét vizsgálja a gyakorlatban.

Ha a kísérleteknek megvannak az eredményei, ez lesz az első kis lépés egy olyan motor létrehozása felé, amely tízszer gyorsabban halad a fénysebességnél. Természetesen az Alcubierre-buborékot használó űrszonda sok tíz, ha nem több száz évig fog utazni. De maga a kilátás, hogy ez valóban lehetséges, már lélegzetelállító.

A Valkűr repülése

Szinte minden javasolt űrjármű-projektnek van egy jelentős hátránya: több tízezer tonnát nyomnak, és létrehozásuk hatalmas számú pályára állítást és összeszerelési műveletet igényel, ami nagyságrenddel növeli az építési költségeket. De ha az emberiség ennek ellenére megtanul nagy mennyiségű antianyagot befogadni, akkor lesz alternatívája ezeknek a terjedelmes szerkezeteknek.

Az 1990-es években Charles Pelegrino író és Jim Powell fizikus javasolta a Valkyrie néven ismert űrhajó projektet. Úgy írható le, mint egy űrtraktor. A hajó két megsemmisítő motorból álló köteg, amelyeket egy 20 km hosszú, nagy teherbírású kábel köt össze. A köteg közepén több személyzeti rekesz található. Az űrszonda az első hajtóművet arra használja, hogy közel fénysebességet szerezzen, a másodikat pedig eloltja, amikor a csillag körüli pályára áll. A merev szerkezet helyett kábel használatának köszönhetően az űrhajó tömege mindössze 2100 tonna (összehasonlításképpen az ISS tömege 400 tonna), ebből 2000 tonna hajtómű. Elméletileg egy ilyen hajó a fénysebesség 92%-ára képes felgyorsulni.

Ennek a hajónak a Venture Star nevű módosított változata látható az "Avatar" (2011) című filmben, amelynek egyik tudományos tanácsadója Charles Pelegrino volt. A Venture Star útnak indul, lézerekkel és 16 kilométeres napvitorlával gyorsít, majd az Alpha Centaurinál antianyag motorral fékez. Visszafelé a sorrend megváltozik. A hajó képes a fénysebesség 70%-ára gyorsulni, és kevesebb mint 7 év alatt eléri az Alpha Centaurit.

Üzemanyag nélkül

Mind a meglévő, mind a jövőbeni rakétahajtóműveknek van egy problémája: az üzemanyag mindig tömegük nagy részét teszi ki indításkor. Vannak azonban olyan csillaghajó-projektek, amelyekhez egyáltalán nem kell üzemanyagot vinniük.

1960-ban Robert Bussard fizikus egy olyan motor koncepcióját javasolta, amely a csillagközi térben hidrogént használna a termonukleáris motor üzemanyagaként. Sajnos az ötlet minden vonzereje ellenére (a hidrogén a legelterjedtebb elem az Univerzumban) számos elméleti problémája van, kezdve a hidrogéngyűjtés módszerétől a számításig. maximális sebesség, ami valószínűleg nem haladja meg a 12% fényt. Ez azt jelenti, hogy az Alpha Centauri rendszerbe való repülés legalább fél évszázadba fog telni.

Egy másik érdekes koncepció a napvitorla használata. Ha a Föld körüli pályán vagy a Holdon egy hatalmas, szupererős lézert építenének, akkor annak energiáját fel lehetne használni egy óriási napvitorlával felszerelt csillaghajó elég nagy sebességre gyorsítására. Igaz, a mérnökök számításai szerint ahhoz, hogy egy 78 500 tonnás emberes űrhajót feleannyi fénysebesség mellett lehessen adni, 1000 kilométeres átmérőjű napvitorlára lesz szükség.

Egy másik nyilvánvaló probléma a napvitorlás csillaghajóval, hogy valahogy lassítani kell. Egyik megoldása - amikor közeledik a célponthoz, engedjen el egy második, kisebb vitorlát a csillaghajó mögé. A fő leválik a hajóról és folytatja önálló útját.

***

A csillagközi utazás nagyon összetett és költséges vállalkozás. Egy olyan hajó létrehozása, amely viszonylag rövid időn belül képes megtenni az űrtávot, az egyik legijesztőbb feladat, amely az emberiség előtt áll a jövőben. Természetesen ehhez több állam, ha nem az egész bolygó erőfeszítésére lesz szükség. Ma már utópisztikusnak tűnik – a kormányoknak túl sok gondjuk van, és túl sok módja van a pénzköltésnek. A Marsra való repülés milliószor egyszerűbb, mint az Alpha Centauriba – ennek ellenére ma már aligha meri megnevezni azt az évet, amikor ez megtörténik.

Az ilyen irányú munkát vagy az egész bolygót fenyegető globális veszély, vagy egyetlen bolygócivilizáció létrehozása újjáélesztheti, amely felülkerekedik a belső viszályokon és el akarja hagyni bölcsőjét. Ennek még nem jött el az ideje – de ez nem jelenti azt, hogy soha nem is fog eljönni.

Lehet repülni a csillaghoz? Nos, legalább a legközelebbi?

A tudomány és a technológia fejlődése olyan, mint egy hullám. Hát nem... Ismét igen és megint nem. De a végén mindegy Igen!

Lehetséges a csillagokig repülni?

Legalább a legközelebbihez?

NEM LEHETETLEN... Soha! Milliárd és milliárd tonna üzemanyagra van szükség. És csak elképzelhetetlen mennyiségű üzemanyag ahhoz, hogy mindezt pályára állítsa. Lehetetlen.

IGEN LEHETSÉGES... Csak 17 gramm antianyagra van szüksége.

NEM LEHETETLEN... 17 gramm antianyag 170 billió dollárt ér!

IGEN LEHETSÉGES... Az antianyag ára folyamatosan esik. 2006-ban a NASA szerint 1 gramm 25 milliárd dollárt ér.

NEM LEHETETLEN... Még akkor is, ha 100 gramm antianyagot termelsz, és megtanulod, hogyan tárold évekig, és nem 1000 másodpercig, mint most. Nem számít. 17 gramm antianyag körülbelül 22 Hirosimára dobott atombomba. Ezt a kockázatot az induláskor senki sem engedi meg. Végtére is, az antianyag csapdája, függetlenül attól, hogy mennyire megbízható önmagában, amikor megsemmisül, az antianyag kölcsönhatásba lép az anyaggal. A tragédiát pedig nem lehet elkerülni.

IGEN LEHETSÉGES. A NASA, bár magában az "őrült" intézetben, rendelt egy antianyag-gyűjtőt http://www.membrana.ru/particle/2946. Végül is van antianyag a nap-univerzumban. A kiszámított motorok pedig a fénysebesség 70%-át is képesek elérni http://ria.ru/science/20120515/649749893.html. A csillagok felé tartó repülés tehát lassan az alaptudományok kezéből az alkalmazott tudományok kezébe kerül.

Szeretnék hangsúlyozni egy fel nem számolt pontot. Sokan mondják, hogyan lehet oda eljutni? Milyen üzemanyag szükséges a csillag eléréséhez egy bizonyos idő alatt? (például az α - Centaurustól a távolság körülbelül 4,365 fényév).

Ezekre a kérdésekre megpróbálok válaszolni az én szemszögemből. Hogyan juthatunk el oda? Azt mondhatom, hogy jelenleg a Föld bolygónk a legalkalmasabb csillaghajó. Minden megvan a Földön, amire egy embernek és az őt körülvevő világnak szüksége van egy csillagexpedíció túléléséhez. Milyen üzemanyag szükséges a csillag eléréséhez egy bizonyos idő alatt?

A válaszom így fog hangzani. A csillaghajó üzemanyaga napenergia és hő lesz. A nap adott időben a legerősebb és legtartósabb energiaforrás. Amíg a Nap ég és meleg sugarakat bocsát Földünk felé, csillaghajónk a Nap vezetésével tovább szántja az űrt.

Hozzávetőleges számításokat végeztem az űrexpedíciónkkal kapcsolatban. Meddig repülünk a csillaghajónkban a napelemes tüzelőanyag vége előtt. A Napnak körülbelül 4,57 milliárd éve van az égésig. Ezalatt körülbelül 18 pályát fogunk a Földön repülni Tejútrendszerünk középpontja körül. A galaxisok középpontja körül megtett távolság, figyelembe véve a Nap élettartamát és a Napnak a galaxis közepe körüli forgási sebességét, körülbelül 220 km/s. Csillagexpedíciós útvonalunk 3,17 · 10 ^ 19 km = 3,3514 · 10 ^ 6 fényév lesz. Űrexpedíciónk során a csillaghajó (a Föld bolygó) elérte volna a közeli M31 galaxist (az Androméda-köd). Mi és Földünk naponta 19 008 000 km-t repülünk. Egész életünkben az űrben utazunk a Föld nevű hajónkon...

Köszönöm!!!

Nem fog működni. A csillagközi távolságok, ahogy voltak, és lesznek is, annak ellenére, hogy mi, úgymond, az Androméda galaxisban leszünk. Végül is kissé változni fognak a Galaxis azon összetevőjében, amelyben most élünk. De a legfontosabb itt az, hogy 4,5 milliárd év múlva, remélem, már hétvégén repülünk, hogy megcsodáljuk a kvazárokat. És elvileg nem lesz rá szükségünk

Nikolay! A válaszod lényegében megegyezik Folko javaslatával. A Földön ülünk, és átutazunk vele a Galaxison. Azonban véleményem szerint ez a lehetőség némileg meggondolatlan. Először is, ha együtt haladunk a Nappal a Galaxisban, nincs nagy esélyünk közel kerülni más csillagokhoz. Ez azt jelenti, hogy nem tudjuk őket közelről tanulmányozni. Ha adódik egy ilyen lehetőség, akkor nagyon nehéz dolgunk lesz. Jobb, ha távol tartja otthonát a többi sztártól.

Ebből a szempontból éppen most válik világossá, hogy az otthon maradás, hogy úgy mondjam, "megvegye a lábát" a saját naprendszerében, nem a legjobb stratégia. Kevés történhet a Földünkkel. Ezért jobb, ha előre keres egy új lakóhelyet, minden esetre. Természetesen megértem a csillagászokat, hogy jobb egy távcső mellé ülni és nagyon közvetett adatok alapján modelleket építeni. Ez az út azonban finoman szólva sem túl informatív. Jobb, ha közvetlenül a helyszínen tájékozódhat a Naprendszeren kívüli objektumokról. Biztos vagyok benne, hogy olyan "csodákat" lehet látni, amilyeneket soha nem fogsz látni a Földről. Mindenekelőtt ebben a vonatkozásban gyanúsak az amerikai holdi expedíciók. Gyakorlatilag semmi újat nem fedeztek fel. Ez kétségeket vet fel.

Viktor Mihajlovics, valójában egy kicsit másra gondoltam. Úgy gondolom, hogy először jól kell érezni magát a Naprendszerben. Ezzel párhuzamosan úgy gondolom, hogy az emberiség olyan fizikai, majd technikai ötletekhez jut, amelyek segítenek megvalósítani a csillagközi távolságok metszéspontját ésszerű időn belül. Azok. Szerintem mindennek megvan a maga ideje.

És ami egy tartalék raklap tervet illeti az élethez, ott van a Mars és a Vénusz, valamint a hatalmas bolygók műholdai, a Merkúr is megteszi.

Seryozha! Mindennek rovására kellő időben – ez részben nem erről szól. Amíg fel nem találtuk a világűrben vagy más módon a fénysebességhez közeli vagy annál nagyobb sebességű utazási módot, addig lehetőség szerint lakhatóvá tesszük a Naprendszert. De amint mód nyílik a csillagok felé repülni, legalábbis a legközelebbiekhez, akkor lesznek lelkesek. Tehát: "Várjuk az első csillagot ..." Nikolai azt javasolja, hogy tehetetlenséggel repüljön magán a Földön. Itt egyetértünk. Tehát nem repülünk semmire, és ha igen, jobb lenne, ha nem jönnénk.

Ami a Marsot, a Vénuszt vagy a Merkúrt illeti, nem értettem. Nem élhetünk ott, még a Marson sem. A Marsnak még mindig képesnek kell lennie lakható bolygóvá alakulni. És a Vénuszról és a Merkúrról – itt nagyon rossz. Ha megtanuljuk terrorizálni a bolygókat, akkor szerintem képesek leszünk más csillagokhoz is repülni. Úgy tűnik, ezek a feladatok most hasonló összetettségűek.

5 évbe telik elrepülni valamelyik csillagig, és közben eltelik 50-100 év a földön. Azok az idők, amikor az emberek készek voltak ilyesmire, mint Bykov a Sztrugacki eposzból, már elmúltak (valószínűleg). De repülni, hogy legyen időnk ott, de aztán visszatérni a megszokott világba egyszerűbb. Sőt, ott kell repülni, ahol bolygók vannak, lehetőleg zöld zónában és lehetőleg kőben, jó lenne oxigén légkörrel. És nem tény, hogy 30 db-os körzetben vannak ilyenek. Csak azért van értelme repülni, hogy csak egy kicsit repüljünk. Ettől nem lesz elég tudományos eredmény, mindaz, amit a küldetés az ottani csillagról megtud azután, hogy a küldetés odarepül és onnan megy a jel, ez az adat elavulttá válik.

Ami a Merkúrt illeti, ott a sarki régiókban lehet élni, jó néhány zóna van, ahol van víz és viszonylag alacsony a hőmérséklet. A Vénusz léggömbök vagy valami hasonló. Mars – kupolás városok építése a sarki zónákban, miért ne? Úgy gondolom, hogy a nagy beltéri lakóépületek építésének technológiája a következő 50-100 évben eléri azt a szintet, amikor megengedhető lesz.

Seryozha! Megértem, hogy a ma ismert fizika keretei között érvelsz. Ha az SRT-re támaszkodik, akkor úgy lesz, ahogy mondod. Repüljön 5 évet megfelelő időben - ez tíz és száz év lesz a Föld rendszerében, a fénysebesség közelségétől függően. Az SRT azonban valószínűleg nem egy általános elmélet. Ha vannak további dimenziók, akkor a fénysebesség a hidrodinamikában a hangsebesség típusának státusza lesz. Ezért szükségesnek tartom a problémát tágabban szemlélni, különösen azért, mert a további dimenziók jelenlétének bizonyítékai, bár eddig közvetlenül nem szerezték meg, egyre fontosabb szempont minden fizikai kutatásban. Ebben az irányban kell dolgoznunk.

Ha sikerül átlépni a fénysebesség küszöbét, akkor a következő sebességhatár messze túlléphet a határon. Ez azt jelenti, hogy órák és percek alatt el lehet jutni a legközelebbi csillagokhoz. És ez egy más helyzet. Eközben természetesen korlátozottak vagyunk a legközelebbi csillagokig repülési modellek építésében.

Ami a Merkúrt illeti, az emberiség egésze nem fog ott élni. És kevés a víz, és nagyon szűk a hely, és a hőmérséklet mellett a sugárzás is óriási. A Vénusz kénes felhőiben is élhetsz, ha csak valahonnan mindent megkapsz, amire szükséged van. De ha nincs Föld, akkor nem lesz hova fogadni. Ugyanez a helyzet a Marssal. Három probléma mindenhol, kivéve a Földet (egyelőre!) - oxigén, víz, sugárzás.

Annál érdekesebb egy hajót építeni antianyag motorral. Mivel a számított jellemzők nem zavarják a fénysebesség 70%-ának megfelelő sebességű motor létrehozását, és ezen a sebességen az idő és a tér paradoxonai a gyakorlatban is tanulmányozhatók. De vajon elég-e a 70% a fizika mély törvényeinek megnyilvánulásához?

Annál érdekesebb egy hajót építeni antianyag motorral.

Még a projektben sincs ilyen motor. De ha lenne is, akkor hogyan lehet tesztelni, ha nincs üzemanyag. És egyes fizikusok azon sejtései, hogy az antianyagot grammban is meg lehet kapni, csak sejtések. Valójában egyetlen probléma sem oldódott meg technikailag a létrehozásával, megőrzésével és felhasználásával kapcsolatban.

Hadd emlékeztesselek arra, hogy az atomenergia előállításának sokkal egyszerűbb problémája még mindig óriási költségeket igényel. A nukleáris rakétamotort létrehozták, de állvány formájában, és soha nem repült. Az atomi létesítményeknél nehezebb, de még mindig sokkal könnyebb feladat a közönséges magas hőmérsékletű plazma bezárása, mint az antianyag bezárása. Ehhez jön még egy csomó megoldatlan probléma, amelyek a fénysebességhez közeli mozgás megvalósításához kapcsolódnak egy különféle részecskékkel és porral teli térben. Tehát egy ilyen hajó építése reménytelen projekt. A problémát gyökeresen más módon kell megoldani.

Információt talált arról, hogy Skolkovo elfogadta a " örökmozgó". Nos, jó lenne "vákuumenergia beszerzésének telepítése". "De nem -" örökmozgó. "Http://lenta.ru/news/2012/10/22/inf/ Szóval tényleg nem Minden, amit az egyes fizikusok mondanak, tudományosan megalapozott információ.

Már maga a nanohajók ötlete is érdekes. De itt van egy megoldhatatlan probléma a motorokkal. Például egy rakéta a Föld pályájáról a Marsra indult vegyi üzemanyaggal, anélkül is hasznos teher nem lehet kicsi. És más motorok szintén nem megfelelőek. Méret szerint. Az egész lényeg elveszett. Ebben az esetben az antianyag az egyetlen versenyző.

Ha antianyaggyűjtő - tároló - nanoűrhajók láncát építenénk, akkor a Közel-űr feltárása más ütemben haladna. De úgy tűnik, ez csak egy érdekes ötlet.

Ezeket a paradoxonokat földi gyorsítókkal, köztük az LHC-vel, 0,999999 fénysebességgel lehet tanulmányozni. Ez a téma kb az ilyen sebességű űrrepülések célszerűsége... Ahogy Folko mondta, fontos kérdés akarat a kapott kutatási információk továbbítása a Föld felé... Egy nanoantennával és nanoenergiájával rendelkező nanohajó esetében a rádióátvitel valószínűleg nem lesz hatékony. Egy másik lehetőség az, hogy egy kapszulát küldenek a fénysebesség 0,7-es sebességével a Földre, de ez még tovább tart.

Sol írja:

tanulmányozza ... 0,999999 fénysebességgel.

Egy másik nézőpont ésszerűnek és optimistának tűnik:

zhvictorm írja:

Amíg mi nem találták ki az űrutazás módja ill valahogy másképp sebességgel ... gyorsabban, mint a fénysebesség. De amint mód van rá repülj a csillagokba...

Ivanírja:

Ha csak ilyen sebességek állnak a földi civilizáció rendelkezésére, vagy akár a fénysebesség több mint 70%-a, akkor tényleg csak arról lehet beszélni az űrrepülések célszerűsége.

Igen. Pontosabban ilyen helyzetben ők általában nem praktikus(hosszútáv). Meg kell találni új fizikai ötletek mélyebb szinten magyarázva a téridő szerkezetét, és innen a fénysebességhez kapcsolódó korlát megkerülésének lehetőségét.

Általában az ötlet űr nanohajók- érdekes!

A legközelebbi csillag körüli tér tanulmányozásához és lehetséges kolonizálásához sem a fénysebesség 70% -ának sebessége, sem a természeti erőforrások üzemanyag formájában történő felhasználása nem árt.

Valami nem árt beavatkozni, de hol lehet beszerezni? Még nem tudjuk, hogyan érjük el a fénysebesség 70%-át, de azt sem, hogyan kell aktívan navigálni a Naprendszerben 10-20 km/s sebességgel.

Ez csak az üzemanyagról szól. Az antianyag még mindig tiszta fantázia, különösen ennek az anyagnak a dollárértékei. Amit most megtehetnek, az talán néhány száz antihélium atom, és ennyi. Ráadásul a másodperc nagyon kis töredékéig léteznek. Szóval minden még mindig csak fantázia. Szerintem egészen más utakon kell eljutni a csillagokig, amiről még nem tudunk semmit.

Természetesen projektek míg inkább a nem is K.E. szintjéhez hasonlítanak. Ciolkovszkij és N.I. Kibalchich. Nem látok azonban alapvető, alapvető akadályokat a további munkának ezen a területen. Ezen kívül arról beszélek, hogy a FUNDAMENTAL-tól tudomány antianyag simán áttér ALKALMAZOTT.És tekintettel a modern kísérleti fizika költségeire, annál több GYAKORLATI Az űrkutatáshoz annál jobb lesz az antianyag. Természetesen a fénysebesség 70%-a számít. De maguk a számítások a jelenlegi tudásszinten alapulnak.

Ami E. P. Prokofjev gondolatait illeti. akkor a nanotechnológia és az antianyag-technológiák kombinációjával kapcsolatos javaslatai különösen érdekesnek és ígéretesnek tűnnek. Nanohajók létrehozása antianyag motorokkal. Ekkor már a jelenlegi mennyiségű antianyag elég gyorsan az Uránuszba repül. Tekintettel arra, hogy a Nano-Society tagja, valószínűleg tudja, miről beszél.

Folko ezt írja:

miért van szükségünk a csillagokba repülésre? Számomra sokkal fontosabbnak tűnik, hogy itt, a Nap „fogságában” megvesse a lábát.

Ez egy olyan ember kérdése, aki életben bölcs, józan és racionális. Úgy gondolja, hogy a Moszkvai Állami Egyetem alapítója reménytelenül elavult?

„A Csillagok mélysége megtelt! A csillagok megszámlálhatatlanok, a mélység mélysége!" M.V. Lomonoszov.

Moszkva persze komoly kilátásokat ad, de van ilyen vidéki falu Veshkaima v Uljanovszk régió... Ezen a csodálatos helyen élt egy álmodozó fiú, aki házi készítésű távcsövet készített, és érzelmes megrendüléssel figyelte a távoli csillagokat. A tanárok és a szülők megpróbálták megtiltani az éjszakai csillagászati ​​megfigyeléseket, az osztálytársak nem értették, de mindenki érezte ennek a fiúnak a rendkívüli céltudatosságát, és ... büszkék voltak, mondván, hogy egy ilyen "excentrikus" él mellettük.

Egy törekvő zenész a következő szavakkal érkezett a híres zeneszerzőhöz: "Szeretnék megtanulni úgy játszani, mint te." A maestro meglepődik: "Ugyanúgy, mint én? Az Ön éveiben arról álmodoztam, hogy isteni zenét teremtek és úgy játszom, mint Isten... és olyan keveset értek el. Mi lesz veled, ha ilyen hétköznapi célt tűzsz ki magad elé?"

Az űrben elért jelentős fejlődés ellenére az űr továbbra is nagy rejtély a földiek számára. Miután szó szerint nyomot hagytak a Holdon, az ember továbbra is elérhetetlen távolságban marad a legközelebbi csillagoktól, például az Alpha Centauritól. A helyzet azonban hamarosan változhat.

Az Alpha Centauri és a Nap méretei. Kaptsov Ruslan | Wikimedia Commons

A híres angol elméleti fizikus, Stephen Hawking és az orosz milliárdos, Jurij Milner április 12-én, hogy tanulmányozzák az Alpha Centauri rendszer potenciálisan lakható zónáját.

A Földhöz legközelebbi csillaghoz vezető út több mint 4,3 fényév, hogy lefedje a projekt részeként forgalomba kerülő nano-eszközöket Áttörés Starshot, körülbelül 20 évig tart. A projekt gyakorlati megvalósítása azonban nem valószínű, hogy az elkövetkező években elkezdődik, így egyelőre csak a kérdés elméleti részét kell tanulmányozni. Tehát tudományos publikáció LiveScience bemutatja az öt legérdekesebb tényt az Alpha Centauriról.

1. Az Alpha Centauri nem csillag

A NASA besorolása szerint az Alpha Centauri nem csillag, hanem csillagrendszer. Három csillaga van. A Proxima Centauri van a legközelebb a Földhöz, de egyben a leghalványabb is a csillagháromság közül. A másik két csillag – Alpha Centauri A és B – kettős csillag, vizuálisan sokkal fényesebb. Ezek azonban nem közvetlenül egymás mellett helyezkednek el.

Összehasonlításképpen a Föld körülbelül 150 millió kilométerre található a Naptól. Az Alpha Centauri A és B közötti távolság körülbelül 23-szorosa ennek az értéknek, és nagyjából összehasonlítható a Nap és az Uránusz közötti távolsággal.

2. A Föld és az Alfa Centauri távolsága óriási

A Proxima Centauri a Földtől 39,9 milliárd millió kilométerre található, ami körülbelül 4,22 fényévnek felel meg. Vagyis ha az emberiségnek lenne fénysebességgel mozogni képes űreszköze, akkor az út a legközelebbi csillagig 4,22 évig tartana, az Alpha Centauri A és B felé pedig körülbelül 4,35 év.

3. Van egy bolygó az Alfa Centauri rendszerben

2012-ben a tudósok bejelentették, hogy az Alpha Centauri rendszerben egy Földhöz hasonló méretű és tömegű bolygót fedeztek fel. Az Alpha Centauri B körül kering.

Feltételezzük, hogy ennek a bolygónak a felszínét, amelyet Alpha Centauri Bb-nek neveztek el, olvadt láva borítja, mivel nagyon közel található magához a csillaghoz - körülbelül 6 millió kilométer távolságra. Ennek a bolygónak a jelenléte reményt ad a tudósoknak, hogy az Alpha Centauri rendszerben egy másik bolygó is lehet az úgynevezett "élőhelyi zónában", amelynek felszínén folyékony víz, a légkörben pedig felhők találhatók.

4. Alpha Centauri - egy ragyogó "öreg hölgy"

Az Alpha Centauri A a negyedik legfényesebb csillag az éjszakai égbolton. A Naphoz hasonlóan a sárga csillagok kategóriájába tartozik, méretét tekintve mintegy 25%-kal haladja meg. Az Alpha Centauri B egy narancssárga csillag, valamivel kisebb, mint a Nap. Ezzel szemben a Proxima Centauri hétszer kisebb, mint a Nap, és a vörös törpe kategóriájába tartozik.

Ráadásul mindhárom csillag idősebb a Napnál. Ha csillagunk kora körülbelül 4,6 milliárd év, akkor az Alfa Centauri rendszer csillagai körülbelül 4,85 milliárd évesek.

5. A déli félteke jobban tudja

Az Alpha Centauri nem látható az északi félteke nagy részén, nevezetesen azokon, amelyek az északi szélesség 29 foka felett élnek.

De a déli féltekén élő megfigyelők szabad szemmel láthatják az éjszakai égbolton. Csak meg kell találnia a Déli Kereszt csillagképet az égen, majd balra kell mozgatnia a tekintetét a kereszt vízszintes részén, amíg meg nem jelenik egy fényes villogó pont. Nyáron az amerikai Florida és Texas államok, valamint Mexikó egyes részei lakói megfigyelhetik az Alpha Centaurit közvetlenül a horizont felett.

> > Mennyi ideig tart az utazás a legközelebbi csillagig?

Kitalál, mennyi ideig kell repülni a legközelebbi csillagig: a Földhöz legközelebbi csillag a Nap után, távolság a Proxima Centauritól, kilövések leírása, új technológiák.

A modern emberiség erőfeszítéseket tesz a natív naprendszer fejlesztésére. De elmehetünk egy közeli sztárhoz felderíteni? És mennyi a legközelebbi csillag eléréséhez szükséges idő? A válasz nagyon egyszerű is lehet, de elmerülhet a sci-fi birodalmában is.

Ha a mai technológia szemszögéből beszélünk, akkor a valós számok elriasztják a rajongókat és az álmodozókat. Ne felejtsük el, hogy az űrtávolságok hihetetlenül nagyok, és erőforrásaink továbbra is korlátozottak.

A Földhöz legközelebbi csillag. Ez a fő szekvencia középső képviselője. De sok szomszéd koncentrálódik körülöttünk, így most egy teljes útvonaltérképet készíthet. Csak mennyi időbe telik odaérni?

Melyik csillag van a legközelebb

A Földhöz legközelebbi csillag a Proxima Centauri, ezért egyelőre ennek jellemzőire kell alapoznia számításait. Az Alpha Centauri hármas rendszer része, és 4,24 fényév távolságra van tőlünk. Ez egy elszigetelt vörös törpe, amely 0,13 fényévnyire található egy kettős csillagtól.

Amint szóba kerül a csillagközi utazás témája, mindenkinek azonnal eszébe jut a deformáció és a féreglyukakba ugrás sebessége. De mindegyik vagy még elérhetetlen, vagy teljesen lehetetlen. Sajnos minden távolsági küldetés egynél több generációt vesz igénybe. Kezdjük a leglassabb módszerekkel.

Mennyi ideig tart ma az utazás a legközelebbi csillagig

A meglévő technológia és rendszerünk korlátai alapján könnyen elvégezhető a számítás. Például a New Horizons küldetésben 16 motort használtak, amelyeket hidrazin mono-üzemanyaggal hajtottak. 8 óra 35 perc alatt jutott el. De a SMART-1 küldetés ionmotorokon alapult, és 13 hónapra és két hétre eljutott a földi műholdra.

Ez azt jelenti, hogy több lehetőségünk is van a járműre. Ezenkívül akár óriási gravitációs csúzliként is használható. De ha idáig tervezünk elmenni, minden lehetséges lehetőséget meg kell vizsgálnunk.

Most nem csak a meglévő technológiákról beszélünk, hanem azokról is, amelyek elméletileg létrehozhatók. Egy részüket már tesztelték küldetéseken, míg mások csak tervrajzok formájában készültek.

Ionerősség

Ez a leglassabb módszer, de a leggazdaságosabb. Néhány évtizeddel ezelőttig az ionmotort fantasztikusnak tartották. De ma már sok készülékben használják. Például a SMART-1 küldetés segítségével eljutott a Holdra. Ebben az esetben a napelemes opciót alkalmazták. Így mindössze 82 kg xenon üzemanyagot költött el. Itt hatékonyságban nyerünk, de gyorsaságban végképp nem.

Először használtak ionmeghajtót a Deep Space 1-hez, amely 1998-ig repült. Az egység ugyanolyan típusú motort használt, mint a SMART-1, mindössze 81,5 kg hajtóanyagot. 20 hónapos utazás alatt 56 000 km/h-ra sikerült felgyorsulnia.

Az ionos típust sokkal gazdaságosabbnak tartják, mint a rakétatechnológiát, mivel az egységnyi robbanóanyag tolóereje sokkal nagyobb. De hosszú időbe telik, hogy felgyorsuljon. Ha a tervek szerint a Földről Proxima Centauriba utaznának velük, akkor sok rakéta-üzemanyagra lenne szükség. Bár az előző mutatókat veheted alapul. Tehát, ha az eszköz 56 000 km / h sebességgel mozog, akkor 2700 emberi nemzedék alatt 4,24 fényév távolságot tesz meg. Így nem valószínű, hogy emberes repülési küldetésre használják fel.

Természetesen, ha hatalmas mennyiségű üzemanyagot tölt be, növelheti a sebességet. De az érkezési idő még mindig átlagos emberi életet vesz igénybe.

Segítség a gravitációból

Ez egy népszerű technika, mivel lehetővé teszi a pálya és a bolygó gravitáció használatát az útvonal és a sebesség megváltoztatására. Gyakran használják gázóriásokhoz való utazáshoz, hogy növeljék a sebességet. A Mariner 10 először próbálta ki. A Vénusz gravitációjára támaszkodott, hogy elérje (1974. február). Az 1980-as években a Voyager 1 a Szaturnusz és a Jupiter holdjait használta fel, hogy 60 000 km/h-ra gyorsuljon, és a csillagközi térbe utazzon.

De a gravitáció által elért sebesség rekordere a Helios-2 küldetés volt, amely 1976-ban a bolygóközi közeget tanulmányozta.

A 190 napos pálya nagy excentricitása miatt a készülék 240 000 km/h-ra tudott felgyorsulni. Ehhez kizárólag a napgravitációt alkalmazták.

Nos, ha a Voyager 1-et 60 000 km/h-val küldjük, akkor 76 000 évet kell várnunk. A Helios 2 19 000 évbe telne. Gyorsabb, de nem elég.

Elektromágneses meghajtó

Van egy másik módszer - a rádiófrekvenciás rezonanciamotor (EmDrive), amelyet Roger Shavir javasolt 2001-ben. Azon a tényen alapszik, hogy az elektromágneses mikrohullámú rezonátorok képesek elektromos energiát vonóerővé alakítani.

Ha a hagyományos elektromágneses motorokat meghatározott tömegű mozgásokra tervezték, akkor ez nem használja fel a reakciótömeget és nem generál irányított sugárzást. Ezt a típust nagy szkepticizmussal fogadták, mert sérti a lendület megmaradásának törvényét: a rendszeren belüli impulzusrendszer állandó marad, és csak az erő hatására változik.

Ám a közelmúlt kísérletei lassan támogatókat csalnak magukhoz. 2015 áprilisában a kutatók azt mondták, hogy sikeresen tesztelték a lemezt vákuumban (ami azt jelenti, hogy képes működni az űrben). Júliusban már megépítették a motorváltozatukat, és érezhető tolóerőt váltottak ki.

2010-ben Huang Yang cikksorozatot kezdett írni. 2012-ben végzett az utolsó munkával, ahol nagyobb bemeneti teljesítményről (2,5 kW) és bevált tolóerőről (720 mN) számolt be. 2014-ben a belső hőmérséklet-változások használatáról is kiegészített néhány részletet, ami megerősítette a rendszer működőképességét.

Számítások szerint egy ilyen motorral szerelt eszköz 18 hónap alatt elérheti a Plútót. Ezek fontos eredmények, mivel a New Horizons által eltöltött idő 1/6-át teszik ki. Jól hangzik, de még így is 13 000 évbe telik eljutni Proxima Centauriba. Sőt, még mindig nem bízunk 100%-ban a hatékonyságában, így nincs értelme nekifogni a fejlesztésnek.

Nukleáris termikus és elektromos berendezések

A NASA évtizedek óta kutatja az atommotorokat. A reaktorok uránt vagy deutériumot használnak a folyékony hidrogén melegítésére, ionizált hidrogéngázzá (plazmává) alakítva. Ezután egy rakétafúvókán keresztül tolóerőt generál.

Egy atomrakéta erőműben ugyanaz az eredeti reaktor található, amely a hőt és az energiát elektromos energiává alakítja. A rakéta mindkét esetben maghasadásra vagy fúzióra támaszkodik a meghajtórendszerek létrehozásához.

A vegyszeres motorokhoz képest számos előnnyel rendelkezünk. Kezdjük a korlátlan energiasűrűséggel. Ezen kívül a nagyobb tolóerő garantált. Ez csökkentené az üzemanyag-fogyasztás szintjét, ami azt jelenti, hogy csökkentené a kilövési tömeget és a küldetések költségeit.

Eddig egyetlen atomhőmotort sem indítottak el. De sok fogalom létezik. A hagyományos szilárd szerkezetektől a folyékony vagy gázmagos szerkezetekig terjednek. Mindezen előnyök ellenére a legkifinomultabb koncepció 5000 másodperces maximális fajlagos impulzust ér el. Ha hasonló motort használ az utazáshoz, amikor a bolygó 55 000 000 km-re van (ellenzéki pozíció), akkor ez 90 napot vesz igénybe.

De ha a Proxima Centaurira irányítjuk, akkor évszázadokba telik, amíg a gyorsulás eléri a fénysebességet. Ezt követően több évtizedbe telne az utazás, és további évszázadokba telne a lassítás. Általában a futamidőt ezer évre csökkentik. Kiváló a bolygóközi utazáshoz, de mégsem jó a csillagközi utazáshoz.

Elméletben

Valószínűleg már felismerte, hogy a modern technológia meglehetősen lassan képes ilyen nagy távolságokat megtenni. Ha ezt egy generáció alatt szeretnénk megvalósítani, akkor valami áttörést kell előrukkolnunk. És ha a sci-fi könyvek lapjain még mindig porosodnak a féreglyukak, akkor van néhány valós ötletünk.

Nukleáris impulzusmozgás

Stanislav Ulam 1946-ban foglalkozott ezzel az ötlettel. A projekt 1958-ban indult és 1963-ig tartott Orion néven.

Az Orion azt tervezte, hogy az impulzív nukleáris robbanások erejét nagy fajlagos impulzusú erős impulzus létrehozására használja. Vagyis van egy nagy űrhajónk, hatalmas termonukleáris robbanófej-készlettel. A leejtés során detonációs hullámot alkalmazunk a hátsó landolásnál ("toló"). Minden robbanás után a tolólap felveszi az erőt, és a tolóerőt impulzussá alakítja.

Természetesen a modern világban a módszer mentes a kegyelemtől, de garantálja a szükséges impulzust. Az előzetes becslések szerint ebben az esetben a fénysebesség 5%-át érheti el (5,4 x 10 7 km/h). De a tervezésnek vannak hibái. Kezdetben egy ilyen hajó nagyon drága lenne, és 400 000-4 000 000 tonna tömegű lenne. Ezenkívül a tömeg ¾-ét nukleáris bombák képviselik (mindegyik eléri az 1 tonnát).

Az indítás teljes költsége akkoriban 367 milliárd dollárra nőtt volna (ma 2,5 billió dollár). Probléma van a keletkező sugárzással és a nukleáris hulladékkal is. Úgy gondolják, hogy emiatt 1963-ban leállították a projektet.

Nukleáris fúzió

Itt termonukleáris reakciókat alkalmaznak, amelyek következtében tolóerő jön létre. Energia keletkezik, amikor a reakciókamrában a deutérium/hélium-3 pelleteket elektronsugarakkal inerciális elzárással meggyújtják. Egy ilyen reaktor másodpercenként 250 pelletet robbantana fel, és nagy energiájú plazmát hozna létre.

Ez a fejlesztés üzemanyagot takarít meg, és különleges lendületet ad. Az elérhető sebesség 10 600 km (sokkal gyorsabb, mint a hagyományos rakéták). Az utóbbi időben egyre többen érdeklődnek e technológia iránt.

1973-1978-ban. A British Interplanetary Society megvalósíthatósági tanulmányt készített - Project Daedalus. A fúziós technológia modern tudásán és egy kétlépcsős pilóta nélküli szonda jelenlétén alapult, amely egy élet alatt elérheti a Barnard csillagát (5,9 fényév).

Az első fokozat 2,05 évig fog működni, és a fénysebesség 7,1%-ára gyorsítja a hajót. Ezután visszaáll, és a motor beindul, 1,8 év alatt 12%-ra növelve a fordulatszámot. Ezt követően a második fokozat motorja leáll, és a hajó 46 évig tart.

Általában a hajó 50 év múlva éri el a csillagot. Ha elküldi a Proxima Centaurinak, akkor az idő 36 évre csökken. De ez a technológia is akadályokba ütközött. Kezdetben a hélium-3-at a Holdon kell bányászni. Az űrhajó mozgását aktiváló reakcióhoz pedig megkívánja, hogy a felszabaduló energia meghaladja az indításhoz felhasznált energiát. Noha a tesztelés jól sikerült, még mindig nem áll rendelkezésünkre a csillagközi űrhajó működtetéséhez szükséges energia.

Nos, ne feledkezzünk meg a pénzről. Egy 30 megatonnás rakéta egyszeri kilövése 5 milliárd dollárba kerül a NASA-nak. A Daedalus projekt tehát 60 000 megatonnát nyomna. Emellett szükség lesz egy új típusú fúziós reaktorra, ami szintén nem fér bele a költségvetésbe.

Ramjet motor

Ezt az ötletet Robert Bussard javasolta 1960-ban. Tekintsd úgy, mint a magfúzió továbbfejlesztett formáját. Mágneses mezőket használ a hidrogén üzemanyag összenyomására, amíg a fúzió aktiválódik. De itt létrejön egy hatalmas elektromágneses tölcsér, amely a hidrogént "kihúzza" a csillagközi közegből, és tüzelőanyagként a reaktorba dobja.

A hajó felveszi a sebességet, és arra kényszeríti az összenyomott mágneses teret, hogy elérje a fúziós folyamatot. Ezután az energiát kipufogógázok formájában átirányítja a motor befecskendező szelepén, és felgyorsítja a mozgást. Más üzemanyag használata nélkül elérheti a fénysebesség 4%-át, és bárhová eljuthat a galaxisban.

Ennek a rendszernek azonban rengeteg hátránya van. Azonnal felmerül az ellenállás problémája. A hajónak növelnie kell a sebességét, hogy üzemanyagot halmozzon fel. De hatalmas mennyiségű hidrogénnel kell szembenéznie, így lelassulhat, különösen sűrű területeken. Ezenkívül nagyon nehéz deutériumot és tríciumot találni az űrben. De ezt a fogalmat gyakran használják a sci-fiben. A legnépszerűbb példa a Star Trek.

Lézer vitorla

Pénzmegtakarítás érdekében a napelemes vitorlákat régóta használják járművek mozgatására a Naprendszerben. Könnyűek és olcsók, és nem igényelnek üzemanyagot. A vitorla a csillagok sugárzási nyomását használja fel.

De ahhoz, hogy egy ilyen szerkezetet csillagközi utazáshoz használhassunk, fókuszált energianyalábokkal (lézerekkel és mikrohullámokkal) kell irányítani. Csak így lehet a fénysebességhez közeli jelig felgyorsítani. Ezt a koncepciót Robert Ford fejlesztette ki 1984-ben.

A lényeg az, hogy a napvitorla minden előnye megmarad. És bár a lézernek időbe telik, amíg felgyorsul, az egyetlen korlát a fénysebesség. Egy 2000-es tanulmány kimutatta, hogy egy lézervitorla kevesebb, mint 10 év alatt a fénysebesség felére gyorsul. Ha a vitorla mérete 320 km, akkor 12 év múlva ér célba. Ha pedig 954 km-re növeljük, akkor 9 év múlva.

A gyártásához azonban fejlett kompozitokat kell használni az olvadás elkerülése érdekében. Ne felejtse el, hogy hatalmasnak kell lennie, így az ára magas lesz. Ezenkívül pénzt kell költenie egy olyan nagy teljesítményű lézer létrehozására, amely ilyen nagy sebességnél is képes vezérlést biztosítani. A lézer 17 000 terawatt állandó áramot fogyaszt. Hogy megértsd, ennyi energiát fogyaszt az egész bolygó egy nap alatt.

Antianyag

Ez egy olyan antirészecskék által képviselt anyag, amelyek tömege megegyezik a normál részecskékkel, de ellentétes töltésük van. Egy ilyen mechanizmus az anyag és az antianyag közötti kölcsönhatást használná fel energia előállítására és tolóerő létrehozására.

Általában egy ilyen motor hidrogén- és antihidrogén-részecskéket használ. Ráadásul egy ilyen reakcióban ugyanannyi energia szabadul fel, mint egy termonukleáris bombában, valamint a fénysebesség 1/3-ával mozgó szubatomi részecskék hulláma.

Ennek a technológiának az az előnye, hogy a tömeg nagy része energiává alakul, ami nagyobb energiasűrűséget és fajlagos impulzust hoz létre. Ennek eredményeként a leggyorsabb és leggazdaságosabb űrhajót kapjuk. Ha egy hagyományos rakéta tonnányi vegyi üzemanyagot vesz fel, akkor az antianyagot tartalmazó motor csak néhány milligrammot fogyaszt ugyanilyen műveletekhez. Ez a technológia remek lehetőség lenne egy Mars-utazáshoz, de nem alkalmazható másik csillagra, mert az üzemanyag mennyisége exponenciálisan növekszik (a költségekkel együtt).

Egy kétfokozatú antianyag-rakétához 900 000 tonna üzemanyagra lenne szükség egy 40 éves repüléshez. A nehézség az, hogy 25 millió milliárd kilowattóra energiára és több mint ezermilliárd dollárra lesz szükség 1 gramm antianyag kinyeréséhez. Már csak 20 nanogrammunk van. De egy ilyen hajó képes felgyorsulni a fénysebesség felére, és 8 év alatt eléri a Centaurus csillagképben található Proxima Centauri csillagot. De a tömege 400 Mt, és 170 tonna antianyagot költ el.

A probléma megoldásaként a "Vacuum of Antimatter rakéta csillagközi kutatórendszer" fejlesztését javasolták. Itt nagy lézereket lehetne használni, amelyek üres térben kilőve antianyag részecskéket hoznak létre.

Az ötlet az űrből származó üzemanyag felhasználásán is alapul. De ismét van egy pillanat a magas költségek. Ráadásul az emberiség egyszerűen nem tud ekkora mennyiségű antianyagot előállítani. Fennáll a sugárzás veszélye is, mivel az anyag-antianyag megsemmisülés nagy energiájú gamma-sugarak robbanásait idézheti elő. Nemcsak a legénységet speciális képernyőkkel kell védeni, hanem a motorokat is fel kell szerelni. Ezért az eszköz gyengébb a gyakorlatban.

Buborék Alcubierre

1994-ben Miguel Alcubierre mexikói fizikus javasolta. Olyan eszközt akart létrehozni, amely nem sérti a speciális relativitáselméletet. Azt sugallja, hogy a téridő szövetét hullámban nyújtsák. Elméletileg ez a tárgy előtti távolság csökkenését, a hátulsó távolság növekedését okozza.

A hullám belsejében rekedt hajó képes lesz túllépni a relativisztikus sebességet. Maga a hajó a "láncbuborékban" nem fog mozogni, így a tér-idő szabályai nem érvényesek.

Ha már a sebességről beszélünk, ez „gyorsabb a fénynél”, de abban az értelemben, hogy a hajó gyorsabban ér célba, mint egy fénysugár, amely elhagyta a buborékot. A számítások szerint 4 év múlva ér célba. Elméletileg ez a leggyorsabb módszer.

Ez a séma azonban nem veszi figyelembe a kvantummechanikát, és technikailag érvényteleníti a Mindennek elmélete. A szükséges energiamennyiség kiszámítása is azt mutatta, hogy óriási mennyiségű energiára lesz szükség. És még nem érintettük a biztonság témáit.

2012-ben azonban szóba került, hogy ezt a módszert tesztelik. A tudósok azt állították, hogy olyan interferométert építettek, amely képes érzékelni a tér torzulásait. 2013-ban a Jet Propulsion Laboratoryban végeztek kísérletet vákuumban. Összefoglalva, az eredmények nem tűntek meggyőzőnek. Ha mélyebbre megy, megértheti, hogy ez a rendszer megsérti a természet egy vagy több alapvető törvényét.

Mi következik ebből? Ha azt remélte, hogy oda-vissza utazik a sztárhoz, annak hihetetlenül alacsony az esélye. De ha az emberiség úgy dönt, hogy űrbárkát épít, és egy évszázados utazásra küldi az embereket, akkor minden lehetséges. Persze ez eddig csak beszéd. De a tudósok aktívabban foglalkoznának az ilyen technológiákkal, ha bolygónk vagy rendszerünk valódi veszélyben lenne. Akkor egy másik sztárhoz való utazás a túlélés kérdése lenne.

Egyelőre csak szörfölhetünk és fedezhetünk fel natív rendszerünk hatalmas részét, abban a reményben, hogy a jövőben lesz új út, amely lehetővé tette a csillagközi átvonulások megvalósítását.