Minlərlə elmi fantastika romanları planetimizin orbitindən (daha az, Yerin səthindən) ulduzlararası uçuşa gedən kiçik (və ya böyük) şəhər ölçüsündə nəhəng foton ulduz gəmilərini təsvir edir. Lakin “Breakthrough Starshot” layihəsinin müəlliflərinin fikrincə, hər şey tamam başqa cür baş verəcək: hansısa ilin əlamətdar günündə bir-iki deyil, yüzlərlə və minlərlə kiçik kosmik gəmi dırnaq ölçüsündə olan gəmilərdən birinə uçacaq. ən yaxın ulduzlar, Alpha Centauri və onların hər biri 16 m 2 sahəsi olan ən nazik günəş yelkəninə sahib olacaq, bu da kosmik gəmini daim artan sürətlə irəli - ulduzlara aparacaq.

Arma. Yelkənin formasını saxlamaq üçün onun qrafenlə gücləndirilməsi planlaşdırılır. Bəzi qrafen əsaslı kompozit materiallar aktiv nəzarət üçün tətbiq olunan elektrik gərginliyi altında müqavilə bağlaya bilər. Sabitləşdirmək üçün yelkən açıla bilər və ya lazer şüalanma sahəsində passiv özünü sabitləşdirmək üçün tərs konus halına gətirilə bilər. Günəş yelkəni. Layihənin əsas elementlərindən biri sahəsi 16 m² və kütləsi cəmi 1 q olan günəş yelkənidir. Yelkən materialı düşən işığın 99,999%-ni əks etdirən çoxqatlı dielektrik güzgülərdir (ilkin hesablamalara görə, bu). yelkənin 100 GW radiasiya sahəsi lazerində əriməsinin qarşısını almaq üçün kifayət olmalıdır). Yelkənin qalınlığını əks olunan işığın dalğa uzunluğundan daha kiçik etməyə imkan verən daha perspektivli yanaşma, yelkənin əsası kimi mənfi sındırma indeksi olan metamaterialın monoqatını istifadə etməkdir (belə materialda nanoperforasiya da var ki, bu da daha da genişlənir). kütləsini azaldır). İkinci seçim, yüksək əks etdirmə əmsalı ilə deyil, aşağı udma əmsalı (10−9) olan, məsələn, işıq təlimatları üçün optik materiallardan istifadə etməkdir.

"Ulduzlara atəş"

Breakthrough Starshot layihəsi UC Santa Barbara fizika professoru Philip Lubinin “Ulduzlararası Uçuşa Yol Xəritəsi” məqaləsinə əsaslanırdı. Layihənin əsas bəyan edilmiş məqsədi gələcək nəsil insanların həyatı boyu, yəni əsrlər deyil, onilliklər ərzində ulduzlararası uçuşları mümkün etməkdir.

Uçuş planı

1. Raket onlarla, yüzlərlə, minlərlə və ya on minlərlə zonddan ibarət ana gəmini aşağı Yer orbitinə çıxarır. 2. Zondlar ana gəmini tərk edir, yelkənlərini açır, orientasiya edir və başlanğıc mövqeyini tuturlar. 3. Lazer şüasını yelkənin səthinə fokuslayaraq, 1 x 1 km ölçüləri olan 20 milyon kiçik (20−25 sm diafraqma ilə) lazer emitentlərindən ibarət mərhələli massiv Yerdə işləməyə başlayır. 4. Atmosferin təhriflərini kompensasiya etmək üçün dəstək şamandıralarından - yuxarı atmosferdə, ana gəmidə "süni ulduzlar", habelə yelkəndən əks olunan siqnal istifadə olunur. 5. Zond bir neçə dəqiqə ərzində lazer şüası ilə işıq sürətinin 20%-nə qədər sürətləndirilir və sürətlənmə 30.000 q-a çatır. Təxminən 20 il davam edəcək uçuş boyu lazer periyodik olaraq zondun mövqeyini izləyir. 6. Hədəfə çatdıqdan sonra Alpha Centauri sistemində zondlar planetləri aşkarlamağa və uçuş zamanı onların şəkillərini çəkməyə çalışırlar. 7. Fresnel lensi kimi yelkəndən və ötürücü kimi lazer diodundan istifadə edərək, zond özünü istiqamətləndirir və alınan məlumatları Yer istiqamətində ötürür. 8. Beş ildən sonra bu məlumatlar Yer kürəsində qəbul edilir.

Starshot proqramının rəsmi elanından dərhal sonra layihənin müəllifləri müxtəlif sahələr üzrə alimlər və texniki mütəxəssislərin tənqid dalğası ilə üzləşiblər. Tənqidi ekspertlər proqram planında çoxsaylı yanlış qiymətləndirmələri və sadəcə olaraq “boş yerləri” qeyd etdilər. Bəzi şərhlər nəzərə alındı ​​və ilk iterasiyada uçuş planına bir qədər düzəliş edildi.

Beləliklə, ulduzlararası zond sahəsi 16 m 2, qalınlığı 100 nm və kütləsi 1 q olan günəş yelkəninə ağır yük qayışları ilə birləşdirilən, çəkisi 1 q olan StarChip elektron modulu olan kosmik yelkənli qayıq olacaq. Təbii ki, Günəşimizin işığı belə bir işıq quruluşunu belə, ulduzlararası səyahətin minilliklər boyu davam etməyəcəyi sürətə çatdırmaq üçün kifayət deyil. Buna görə də, StarShot layihəsinin əsas məqamı yelkənə yönəlmiş güclü lazer şüalanmasından istifadə edərək sürətlənmədir. Lubin hesab edir ki, 50-100 GVt lazer şüasının gücü ilə sürətlənmə təxminən 30.000 q olacaq və bir neçə dəqiqədən sonra zond işıq sürətinin 20%-nə çatacaq. Alpha Centauri-yə uçuş təxminən 20 il davam edəcək.

Ulduzlu yelkənlərin altında

Layihənin əsas detallarından biri günəş yelkənidir. Orijinal versiyada yelkən sahəsi əvvəlcə cəmi 1 m 2 idi və bu səbəbdən lazer şüalanma sahəsində sürətlənmə zamanı istiliyə tab gətirə bilmədi. Yeni versiyada 16 m2 sahəsi olan bir yelkən istifadə olunur, buna görə də istilik rejimi olduqca sərt olsa da, ilkin hesablamalara görə, yelkəni əritməməli və məhv etməməlidir. Filip Lubinin özünün yazdığı kimi, yelkən üçün əsas kimi metallaşdırılmış örtüklərdən deyil, tamamilə dielektrik çoxqatlı güzgülərdən istifadə etmək planlaşdırılır: “Belə materiallar orta əksetmə əmsalı və son dərəcə aşağı udma ilə xarakterizə olunur. Tutaq ki, fiber optika üçün optik eynəklər yüksək işıq axını üçün nəzərdə tutulub və 1 mikron qalınlığa təxminən iyirmi trilyonda udma qabiliyyətinə malikdir. Dalğa uzunluğundan çox az olan 100 nm yelkən qalınlığı olan dielektrikdən yaxşı əks etdirmə əmsalı əldə etmək asan deyil. Lakin layihə müəlliflərinin mənfi sınma indeksi olan metamaterialın monolayları kimi yeni yanaşmalardan istifadə etməyə müəyyən ümidləri var. "Həmçinin nəzərə almalısınız ki, dielektrik güzgülərdən əks olunan əks dalğa uzunluqlarının dar diapazonuna uyğunlaşdırılıb və zond sürətləndikcə Doppler effekti dalğa uzunluğunu 20%-dən çox dəyişdirir" dedi Lubin. "Biz bunu nəzərə aldıq, buna görə reflektor radiasiya bant genişliyinin təxminən iyirmi faizinə uyğunlaşdırılacaq." Biz belə reflektorlar hazırladıq. Lazım gələrsə, daha böyük bant genişliyi olan reflektorlar da mövcuddur.”

Yuri Milner, rusiyalı iş adamı və xeyriyyəçi, Breakthrough Initiatives Fondunun təsisçisi: Son 15 il ərzində üç texnoloji sahədə əhəmiyyətli, demək olar ki, inqilabi irəliləyişlər baş verdi: elektron komponentlərin miniatürləşdirilməsi, yeni nəsil materialların yaradılması, həm də xərclərin azalması və lazer gücünün artması. Bu üç tendensiyanın birləşməsi nanopeykin demək olar ki, relativistik sürətlərə qədər sürətləndirilməsinin nəzəri imkanlarına gətirib çıxarır. Birinci mərhələdə (5−10 il) biz bu layihənin nə dərəcədə mümkün olduğunu başa düşmək üçün daha dərin elmi və mühəndislik araşdırması aparmağı planlaşdırırıq. Layihənin saytında 20-yə yaxın ciddi texniki problemin siyahısı var, onları həll etmədən biz irəli gedə bilməyəcəyik. Bu, qəti siyahı deyil, elmi şuranın rəyinə əsaslanaraq hesab edirik ki, layihənin birinci mərhələsində kifayət qədər motivasiya var. Ulduz yelkən layihəsinin ekspertlər tərəfindən ciddi tənqidlərə məruz qaldığını bilirəm, amma düşünürəm ki, bəzi tənqidi ekspertlərin mövqeyi bizim həqiqətən təklif etdiyimiz şeyin tam dəqiq olmayan anlayışı ilə bağlıdır. Biz başqa bir ulduza uçuşu maliyyələşdirmirik, əksinə ulduzlararası zond ideyası ilə bağlı yalnız ümumi istiqamətdə realist çoxməqsədli inkişafları maliyyələşdiririk. Bu texnologiyalar həm günəş sistemində uçuşlar, həm də təhlükəli asteroidlərdən qorunmaq üçün istifadə olunacaq. Ancaq ulduzlararası uçuş kimi iddialı strateji hədəfin qarşıya qoyulması o mənada əsaslı görünür ki, texnologiyanın son 10-20 ildə inkişafı yəqin ki, belə bir layihənin həyata keçirilməsini çoxlarının güman etdiyi kimi əsrlərin deyil, onilliklərin məsələsinə çevirir.

Lazer aparatı

Ulduz gəmisinin əsas elektrik stansiyası ulduzlara uçmayacaq - o, Yerdə yerləşəcək. Bu, 1x1 km ölçülü lazer emitentlərinin yer əsaslı mərhələli sırasıdır. Lazerin ümumi gücü 50 ilə 100 GVt arasında olmalıdır (bu, 10−20 Krasnoyarsk su elektrik stansiyalarının gücünə bərabərdir). Dalğa uzunluğu 1,06 μm olan radiasiyanı bir neçə milyon kilometrə qədər məsafədə bir neçə metr diametrli bir nöqtəyə yönəltmək üçün mərhələlərdən (yəni hər bir fərdi emitentdə fazaların dəyişdirilməsi) istifadə edilməsi nəzərdə tutulur. maksimum fokuslama dəqiqliyi 10−9 radyandır). Lakin bu cür fokuslanma şüanı təxminən bir qövs saniyəsi (10−5 radyan) ölçüsündə bir nöqtəyə bulandıran turbulent atmosfer tərəfindən çox mane olur. Atmosfer təhriflərini kompensasiya edəcək adaptiv optikadan (AO) istifadə etməklə dörd dərəcəli təkmilləşdirmələrə nail olunması gözlənilir. Müasir teleskoplardakı ən yaxşı adaptiv optika sistemləri bulanıqlığı 30 milliarcsaniyə qədər azaldır, yəni nəzərdə tutulan hədəfə hələ də təxminən iki yarım miqyaslı sifariş qalır.

Philip Lubin məqaləsində planın nöqtələrinin ədədi təxminlərini təqdim edir, lakin bir çox alim və mütəxəssis bu məlumatlara çox tənqidi yanaşır. Təbii ki, Breakthrough Starshot kimi iddialı layihənin hazırlanması illərlə əmək tələb edir və 100 milyon dollar bu miqyasda iş üçün elə də böyük məbləğ deyil. Bu, xüsusilə yerüstü infrastruktura aiddir - lazer emitentlərinin mərhələli sırası. Belə bir gücün (50-100 GVt) quraşdırılması böyük miqdarda enerji tələb edəcək, yəni yaxınlıqda ən azı onlarla böyük elektrik stansiyası tikilməlidir. Bundan əlavə, bir neçə dəqiqə ərzində emitentlərdən çox miqdarda istilik çıxarmaq lazım olacaq və bunun necə ediləcəyi hələ də tam aydın deyil. Breakthrough Starshot layihəsində çoxlu sayda belə cavabsız suallar var, lakin bu günə qədər iş yeni başlayıb. “Layihəmizin elmi şurasına müxtəlif müvafiq sahələr üzrə aparıcı ekspertlər, alimlər və mühəndislər, o cümlədən iki Nobel laureatı daxildir”, - Yuri Milner deyir. “Və mən bu layihənin mümkünlüyü ilə bağlı çox balanslı qiymətləndirmələr eşitmişəm. Bunu edərkən biz, şübhəsiz ki, elmi şuramızın bütün üzvlərinin ümumi təcrübəsinə güvənirik, lakin eyni zamanda, daha geniş elmi müzakirələrə açığıq”.

"Kiçik miqyaslı atmosfer turbulentliyini aradan qaldırmaq üçün mərhələli massiv çox kiçik elementlərə bölünməlidir, dalğa uzunluğumuz üçün emissiya elementinin ölçüsü 20-25 sm-dən çox olmamalıdır" deyə Filip Lubin izah edir. — Bu, ən azı 20 milyon emitentdir, lakin belə bir rəqəm məni qorxutmur. AO sistemində əks əlaqə üçün biz həm zondda, həm ana gəmidə, həm də atmosferdə bir çox istinad mənbələrindən - mayaklardan istifadə etməyi planlaşdırırıq. Bundan əlavə, biz zondu hədəfə gedən yolda izləyəcəyik. Biz həmçinin, gəldikdən sonra zonddan siqnal alarkən massivin mərhələlərini tənzimləmək üçün ulduzlardan şamandıra kimi istifadə etmək istəyirik, lakin əmin olmaq üçün zondunu izləyəcəyik.

Gəliş

Lakin sonra zond Alpha Centauri sisteminə gəldi, sistemin ətrafını və planeti (əgər varsa) şəklini çəkdi. Bu məlumat bir şəkildə Yerə ötürülməlidir və zondun lazer ötürücüsünün gücü bir neçə vatt ilə məhdudlaşır. Və beş ildən sonra ulduzları fon radiasiyasından təcrid edən bu zəif siqnal Yerdə qəbul edilməlidir. Layihə müəlliflərinin fikrincə, zond hədəfdə elə manevrlər edir ki, yelkən Fresnel obyektivinə çevrilərək zond siqnalını Yer kürəsinin istiqamətinə yönəldir. İdeal fokuslanma və ideal oriyentasiyaya malik ideal lensin 1 Vt siqnalı 10 13 Vt izotrop ekvivalentinə qədər gücləndirdiyi təxmin edilir. Bəs ulduzdan çox daha güclü (13−14 miqyasda!) şüalanma fonunda bu siqnalı necə nəzərdən keçirə bilərik? “Ulduzdan gələn işıq əslində olduqca zəifdir, çünki lazerimizin xəttinin eni çox kiçikdir. Dar bir xətt fonu azaltmaq üçün açardır, Lubin deyir. “Nazik təbəqəli difraksiya elementi əsasında yelkəndən Fresnel obyektivinin yaradılması ideyası olduqca mürəkkəbdir və bunun ən yaxşı şəkildə necə ediləcəyini başa düşmək üçün çoxlu ilkin iş tələb edir. Bu məqam əslində bizim layihə planımızın əsas məqamlarından biridir”.

Digər tərəfdən, ümumi diafraqması bir kilometr olan optik emitentlər/radiasiya qəbuledicilərinin mərhələli sırası onlarla parsek məsafədən ekzoplanetləri görə bilən bir cihazdır. Tənzimlənən dalğa uzunluğu qəbuledicilərindən istifadə etməklə ekzoplanetlərin atmosferinin tərkibini müəyyən etmək olar. Bu halda ümumiyyətlə problara ehtiyac varmı? “Əlbəttə, çox böyük teleskop kimi mərhələli massivdən istifadə astronomiyada yeni imkanlar açır. "Lakin," Lubin əlavə edir, "biz kamera və digər sensorlara əlavə olaraq daha uzunmüddətli bir proqram olaraq zonda infraqırmızı spektrometr əlavə etməyi planlaşdırırıq." UC Santa Barbara-da əməkdaşlığın bir hissəsi olan əla fotonik qrupumuz var.

Amma hər halda, Lubinin sözlərinə görə, ilk uçuşlar günəş sistemi daxilində həyata keçiriləcək: “Çünki biz çoxlu sayda zond göndərə bilirik, bu, bizə çoxlu müxtəlif imkanlar verir. Biz həmçinin oxşar kiçik (vafli miqyaslı, yəni çip üzərində) zondları adi raketlərə göndərə və Günəş sistemindəki Yeri və ya planetləri və onların peyklərini öyrənmək üçün eyni texnologiyalardan istifadə edə bilərik”.

Redaktorlar məqalənin hazırlanmasında göstərdikləri köməyə görə “Trinity Variant - Science” qəzetinə və onun baş redaktoru Boris Sternə təşəkkür edir.

Oxucumuz Nikita Ageev soruşur: ulduzlararası səyahətin əsas problemi nədir? Cavab, məsələn, uzun bir məqalə tələb edəcək, baxmayaraq ki, suala bir simvol ilə cavab vermək olar: c .

Vakuumda işığın sürəti, c, təxminən saniyədə üç yüz min kilometrdir və onu keçmək mümkün deyil. Buna görə də ulduzlara bir neçə ildən daha sürətli çatmaq mümkün deyil (işıq Proksima Sentavrıya 4,243 il yol gedir, ona görə də kosmik gəmi daha da sürətlə gələ bilməz). İnsanlar üçün daha çox və ya daha az məqbul olan sürətlənmə və yavaşlama üçün vaxt əlavə etsəniz, ən yaxın ulduza təxminən on il çatırsınız.

Uçuş üçün hansı şərtlər var?

Və “işıq sürətinə yaxın sürətlə necə sürətlənmək olar” sualına məhəl qoymasaq belə, bu dövr artıq özlüyündə əhəmiyyətli bir maneədir. İndi ekipajın bu qədər uzun müddət kosmosda avtonom yaşamasına imkan verəcək kosmik gəmilər yoxdur - astronavtlara daim Yerdən təzə təchizat gətirilir. Adətən, ulduzlararası səyahət problemləri ilə bağlı söhbətlər daha fundamental suallarla başlayır, lakin biz sırf tətbiq olunan problemlərlə başlayacağıq.

Qaqarinin uçuşundan yarım əsr sonra da mühəndislər paltaryuyan maşın və kosmik gəmilər üçün kifayət qədər praktik duş yarada bilmədilər və çəkisizlik üçün nəzərdə tutulmuş tualetlər BKS-də həsəd aparan müntəzəmliklə sıradan çıxır. Ən azı Marsa uçuş (4 işıq ili əvəzinə 22 işıq dəqiqəsi) artıq santexnika dizaynerləri üçün əhəmiyyətsiz bir vəzifə qoyur: buna görə də ulduzlara səyahət üçün ən azı iyirmi illik kosmos tualeti icad etmək lazımdır. zəmanət və eyni paltaryuyan.

Yuyulması, yuyulması və içilməsi üçün su da ya sizinlə aparılmalı, ya da təkrar istifadə edilməlidir. Hava və qida ilə yanaşı, gəmidə ya saxlanmalı, ya da yetişdirilməlidir. Yer üzündə qapalı ekosistem yaratmaq üçün təcrübələr artıq aparılıb, lakin onların şərtləri hələ də ən azı cazibə qüvvəsinin mövcudluğunda kosmik şəraitdən çox fərqli idi. Bəşəriyyət bir kamera qabının içindəkiləri təmiz içməli suya necə çevirəcəyini bilir, lakin bu vəziyyətdə bunu sıfır çəkisi ilə, mütləq etibarlılıqla və bir yük maşını ilə istehlak materialları olmadan edə bilmək lazımdır: bir yük maşını dolusu filtr patronu götürərək ulduzlar çox bahadır.

Corabların yuyulması və bağırsaq infeksiyalarından qorunmaq ulduzlararası uçuşlarda çox bayağı, “qeyri-fiziki” məhdudiyyətlər kimi görünə bilər – bununla belə, istənilən təcrübəli səyyah avtonom ekspedisiyada narahat ayaqqabı və ya tanış olmayan yeməkdən mədə narahatlığı kimi “xırda şeylərin” dönə biləcəyini təsdiq edəcək. həyatı üçün təhlükə yaradır.

Ən sadə məişət problemlərinin belə həlli əsaslı şəkildə yeni kosmik mühərriklərin yaradılması kimi ciddi texnoloji baza tələb edir. Yer üzündə tualet sisternindəki köhnəlmiş bir conta ən yaxın mağazada iki rubla alına bilərsə, Mars gəmisində ya ehtiyat təmin etmək lazımdır. hər kəs oxşar hissələri və ya universal plastik xammaldan ehtiyat hissələrinin istehsalı üçün üçölçülü printer.

2013-cü ildə ABŞ Hərbi Dəniz Qüvvələrində ciddi şəkildə 3D çap etməyə başladı biz yerlərdə ənənəvi üsullarla hərbi texnikanın təmirinə sərf olunan vaxtı və pulu qiymətləndirdikdən sonra. Hərbçilər hesab edirdilər ki, on il əvvəl istehsalı dayandırılmış helikopter komponenti üçün nadir conta çap etmək başqa qitədəki anbardan bir hissə sifariş etməkdən daha asandır.

Korolevin ən yaxın tərəfdaşlarından biri Boris Çertok "Raketlər və insanlar" xatirələrində yazırdı ki, müəyyən bir nöqtədə Sovet kosmik proqramı fiş kontaktlarının çatışmazlığı ilə üzləşdi. Çox nüvəli kabellər üçün etibarlı bağlayıcılar ayrıca hazırlanmalı idi.

Avadanlıq, qida, su və hava üçün ehtiyat hissələri ilə yanaşı, astronavtların enerjiyə ehtiyacı olacaq. Mühərrik və bort avadanlığı enerjiyə ehtiyac duyacaq, buna görə də güclü və etibarlı mənbə problemi ayrıca həll edilməli olacaq. Günəş batareyaları uyğun deyil, əgər yalnız uçuş zamanı ulduzlardan uzaq olduğuna görə radioizotop generatorları (onlar Voyagers və New Horizons-u gücləndirirlər) böyük bir insanlı kosmik gəmi üçün lazım olan gücü təmin etmirlər və onlar hələ də tam olaraq necə işləməyi öyrənməyiblər. -kosmos üçün yeni nüvə reaktorları.

Sovet nüvə enerjisi ilə işləyən peyk proqramı Kanadada Kosmos 954-ün qəzaya uğramasından sonra beynəlxalq qalmaqala, eləcə də daha az dramatik nəticələrə malik bir sıra uğursuzluqlara səbəb oldu; ABŞ-da oxşar iş daha əvvəl dayandırıldı. İndi Rosatom və Roskosmos kosmik atom elektrik stansiyası yaratmaq niyyətindədir, lakin bunlar hələ də başqa ulduz sisteminə çoxillik səyahət deyil, qısa mənzilli uçuşlar üçün qurğulardır.

Ola bilsin ki, nüvə reaktoru əvəzinə gələcək ulduzlararası kosmik gəmi tokamaklardan istifadə edəcək. Bu yay MIPT-də termonüvə plazmasının parametrlərini heç olmasa düzgün müəyyən etməyin nə qədər çətin olduğu haqqında. Yeri gəlmişkən, Yer kürəsində İTER layihəsi uğurla davam edir: hətta bu gün birinci kursa qədəm qoyanların da müsbət enerji balansı olan ilk eksperimental termonüvə reaktorunda işə qoşulmaq üçün hər cür şans var.

Nə uçmaq?

Adi raket mühərrikləri ulduzlararası gəmini sürətləndirmək və yavaşlatmaq üçün uyğun deyil. Birinci semestrdə MIPT-də tədris olunan mexanika kursu ilə tanış olanlar, bir raketin saniyədə ən azı yüz min kilometrə çatmaq üçün nə qədər yanacaq tələb edəcəyini müstəqil hesablaya bilərlər. Tsiolkovski tənliyi ilə hələ tanış olmayanlar üçün dərhal nəticəni elan edəcəyik - yanacaq çənlərinin kütləsi Günəş sisteminin kütləsindən xeyli yüksəkdir.

Mühərrikin işçi maye, qaz, plazma və ya başqa bir şey buraxdığı sürəti elementar hissəciklər şüasına qədər artırmaqla yanacaq tədarükü azaldıla bilər. Hal-hazırda plazma və ion mühərrikləri Günəş sistemi daxilində avtomatik planetlərarası stansiyaların uçuşları və ya geostasionar peyklərin orbitinin korreksiyası üçün fəal şəkildə istifadə olunur, lakin onların bir sıra digər çatışmazlıqları da var. Xüsusilə, bütün bu cür mühərriklər çox az təkan verirlər, onlar hələ gəmiyə saniyədə bir neçə metr sürət verə bilmirlər.

MIPT-nin prorektoru Oleq Qorşkov plazma mühərrikləri sahəsində tanınmış mütəxəssislərdən biridir. SPD seriyalı mühərriklər Fakel Dizayn Bürosunda istehsal olunur, bunlar rabitə peyklərinin orbit korreksiyası üçün seriyalı məhsullardır;

1950-ci illərdə nüvə partlayışının impulsundan istifadə edəcək bir mühərrik layihəsi hazırlanmışdı (Orion layihəsi), lakin o, ulduzlararası uçuşlar üçün hazır həll olmaqdan uzaq idi. Maqnitohidrodinamik effektdən istifadə edən, yəni ulduzlararası plazma ilə qarşılıqlı təsir nəticəsində sürətlənən mühərrikin dizaynı daha az inkişaf etmişdir. Nəzəri olaraq, bir kosmik gəmi plazmanı içəridən "sordu" və reaktiv təkan yaratmaq üçün onu geri ata bilər, lakin bu başqa bir problem yaradır.

Necə yaşamaq olar?

Ulduzlararası plazma, ağır hissəcikləri nəzərə alsaq, ilk növbədə protonlar və helium nüvələridir. Saniyədə yüz minlərlə kilometr sürətlə hərəkət edərkən, bütün bu hissəciklər meqaelektronvolt və ya hətta onlarla meqaelektronvolt enerji alır - nüvə reaksiyalarının məhsulları ilə eyni miqdarda. Ulduzlararası mühitin sıxlığı hər kubmetrə təxminən yüz min ion təşkil edir, bu o deməkdir ki, saniyədə gəmi gövdəsinin kvadrat metri onlarla MeV enerjili təxminən 10 13 proton alacaq.

Bir elektronvolt, eV,― Bu, bir volt potensial fərqlə bir elektroddan digərinə uçarkən elektronun əldə etdiyi enerjidir. İşıq kvantları bu enerjiyə malikdir və daha yüksək enerjiyə malik ultrabənövşəyi kvantlar artıq DNT molekullarını zədələmək iqtidarındadır. Meqaelektronvolt enerjisi olan radiasiya və ya hissəciklər nüvə reaksiyalarını müşayiət edir və əlavə olaraq özü də onlara səbəb ola bilir.

Belə şüalanma onlarca joul udulmuş enerjiyə (bütün enerjinin dəri tərəfindən udulduğunu nəzərə alsaq) uyğun gəlir. Üstəlik, bu enerji təkcə istilik şəklində gəlməyəcək, həm də qismən gəmi materialında qısamüddətli izotopların əmələ gəlməsi ilə nüvə reaksiyalarını başlatmaq üçün istifadə edilə bilər: başqa sözlə, astar radioaktiv olacaq.

Baş verən protonların və helium nüvələrinin bəziləri maqnit sahəsinin təsiri ilə kənara çəkilə bilər və ikincili radiasiya bir çox təbəqədən ibarət kompleks bir qabıqla qorunur, lakin bu problemlərin hələ də həlli yoxdur. Bundan əlavə, uçuşda gəmiyə xidmət mərhələsində "hansı materialın şüalanma zamanı ən az məhv olacağı" şəklindəki əsas çətinliklər xüsusi problemlərə çevriləcək - "hər birində əlli millisievert fonu olan bir bölmədə dörd 25 boltu necə açmaq olar. saat.”

Yada salaq ki, Hubble teleskopunun sonuncu təmiri zamanı astronavtlar əvvəlcə kameralardan birini bərkidən dörd boltu aça bilməyiblər. Yerlə məsləhətləşdikdən sonra onlar fırlanma anı məhdudlaşdıran açarı adi açarla əvəz etdilər və kobud güc tətbiq etdilər. Boltlar yerindən tərpəndi, kamera uğurla dəyişdirildi. Əgər ilişib qalmış bolt çıxarılsaydı, ikinci ekspedisiya yarım milyard ABŞ dollarına başa gələcəkdi. Yoxsa ümumiyyətlə baş verməzdi.

Hər hansı bir həll yolu varmı?

Elmi fantastikada (çox vaxt elmdən daha çox fantaziya) ulduzlararası səyahət “alt kosmos tunelləri” vasitəsilə həyata keçirilir. Formal olaraq, bu kosmos-zamanında paylanmış kütlə və enerjidən asılı olaraq məkan-zamanın həndəsəsini təsvir edən Eynşteynin tənlikləri oxşar bir şeyə imkan verir - yalnız təxmin edilən enerji xərcləri, raket yanacağının miqdarı ilə bağlı təxminlərdən daha acınacaqlıdır. Proxima Centauriyə uçuş. Yalnız çox enerjiyə ehtiyacınız yoxdur, həm də enerji sıxlığı mənfi olmalıdır.

Sabit, böyük və enerji baxımından mümkün bir "qurd dəliyi" yaratmağın mümkün olub-olmaması sualı bütövlükdə Kainatın quruluşu ilə bağlı fundamental suallarla əlaqələndirilir. Fizikada həll olunmamış problemlərdən biri elementar hissəciklərin davranışını və dörd əsas fiziki qarşılıqlı təsirdən üçünü təsvir edən Standart Model adlanan nəzəriyyədə cazibə qüvvəsinin olmamasıdır. Fiziklərin böyük əksəriyyəti cazibə qüvvəsinin kvant nəzəriyyəsində ulduzlararası "hiperkosmosdan tullanışlar" üçün yer olacağına olduqca şübhə ilə yanaşır, lakin qəti desək, ulduzlara uçuşlar üçün həll yolları axtarmağa heç kim qadağa qoymur.

“Gənclər üçün texnologiya” 1991 No 10, səh. 18-19

Vladimir ATSYUKOVSKİ,
Texnika elmləri namizədi,
Jukovski, Moskva vilayəti.

Ulduzlararası səyahət mümkündürmü?

Mətbuat UFO-larla bağlı xəbərlər dalğası ilə boğuldu. Şahidlər açıq-aşkar insan tərəfindən yaradılan bir UFO gördüklərini iddia edirlər. Onlar yadplanetli sivilizasiyaların kosmik gəmilərini müşahidə etdiklərinə şübhə etmirlər. Lakin şüurumuz bunu qəbul etməkdən imtina edir: Günəş sisteminin planetləri üçün Yerdən başqa sivilizasiyaların olması demək olar ki, mümkün deyil, çünki onlarda, ən azından səthində həyat üçün şərait yoxdur. Bəlkə səthin altında? Çətin olsa da...

Digər sistemlərin planetlərində isə həyat ola bilər, lakin o, onlardan çox uzaqdır: ən yaxın 28 ulduz 4 (ən yaxın Sentavr) ilə 13 işıq ili (Kapteyn ulduzu) diapazonunda yerləşir. Sirius A və B, Procyon A və B, Tau Ceti kimi ulduzlar bu intervalda yerləşir. Yaxın deyil! Əgər gəmilər işıq sürəti ilə irəli-geri uçursa, o zaman hər iki istiqamətdə onlara 8 ildən 26 ilə qədər vaxt lazım olacaq və bu, yalnız ən yaxın ulduzlar üçündür. Sürətlənmə və ləngimə vaxtını hesablamadan. Bu, çətin ki, məsləhət görülür, yəni işıqdan daha sürətli uçmaq lazımdır.

Yaxşı, belə sürətlərə (və əyləclərə) sürətlənmək üçün nə qədər vaxt lazım olacağını təxmin edək. Aydınlıq üçün nəticələr cədvəldə ümumiləşdirilmişdir, ondan müəyyən bir sürətlənmədə müəyyən bir sürətə nail olmaq üçün lazım olan vaxtı dərhal öyrənə bilərsiniz. Belə çıxır: əgər bir tərəfli səfərin icazə verilən müddətini bir aya bərabər tutsaq, onda siz işıq sürətinin çoxlu onlarla sürəti ilə uçmaq və sürətləndirmək (və yavaşlatmaq) lazımdır. yüzlərlə yerdəki sürətlənmənin sürətlənməsi. Hmm!.. Və bütün bunlara görə biz hələ hardansa enerji almalıyıq! İnsan istər-istəməz təəccüblənir: ulduzlararası uçuşlar hətta mümkündürmü? Bəs o zaman UFO-lar haradan gəlir? Üstəlik, özlərini meydan oxuyurlar: qəflətən yoxa çıxırlar, düz bucaq altında manevr edirlər, nə isə yayırlar... Bəs əgər...

Axı, bizə nə lazımdır? Sadəcə üç suala cavab verin:

1. Prinsipcə işıq sürətini aşan sürətlə uçmaq mümkündürmü? (Məktəbdə mənə bunu etməməyi öyrədirdilər.)

2. Bədəni məhv etmədən güclü sürətləndirmək olarmı? (Müasir anlayışlara görə, artıq 10 qat həddindən artıq yükləmə icazə verilən maksimumdur.)

3. Sürətlənmə və əyləc üçün enerji əldə etmək mümkündürmü? (Hesablamalar göstərir ki, bunun üçün heç bir termonüvə enerjisi kifayət deyil.)

Qəribədir ki, bütün suallar, mötərizədə skeptik qeydlərə baxmayaraq, bu gün artıq müsbət cavablara malikdir. Yalnız A.Eynşteynin qoyduğu qadağaya görə işıq sürətini aşan sürətlə uçmaq mümkün deyil. Bəs niyə yer üzündə onun nisbilik nəzəriyyəsi mütləq həqiqət dərəcəsinə yüksəldilir? Axı, bu, postulatlardan, yəni müəllifin ixtiralarından irəli gəlir ki, onların özləri də saxta mülahizələrə əsaslanır. Məsələn, 1887-ci ildə məşhur Mişelson təcrübəsində onun miqyası gözləniləndən az olsa da (o zaman sərhəd qatı anlayışı məlum deyildi) efir küləyi kəşf edildi. Nə baş verir? Bir tərəfdən, SRT - xüsusi nisbilik nəzəriyyəsi - efir varsa mövcud ola bilməz. Digər tərəfdən, GTR - ümumi nisbilik nəzəriyyəsi - Eynşteynin özünün "Efir haqqında" və "Efir və Nisbilik Nəzəriyyəsi" məqalələrində yazdığı kimi, həmişə efirin mövcudluğunu nəzərdə tutur. Bu ziddiyyəti necə başa düşmək olar?

SRT və GTR üzrə bütün əsas eksperimentləri tənqidi nəzərdən keçirməyim (bax: “Nisbilik nəzəriyyəsinin məntiqi və eksperimental əsasları. Analitik icmal.” M., MPI, 1990, 56 s.) göstərdi ki, onların arasında bunu birmənalı təsdiqləyən yoxdur. nəzəriyyə! Ona görə də endirim oluna bilər və burada nəzərə alınmaya bilər. Üstəlik, P.Laplas onu da müəyyən etdi ki, qravitasiya pozuntularının yayılma sürəti işığın sürətindən nə az, nə çox, nə az, nə çox düz 50 milyon dəfə yüksəkdir və yalnız sonsuz böyük sürət götürən statik düsturlarla işləyən səma mexanikasının bütün təcrübəsi. cazibə qüvvəsinin yayılması bunu təsdiqləyir. Bir sözlə, alt işıq sürətinə qadağa yoxdur, bu, yalançı həyəcan idi.

Keçək ikinci suala. Gəlin bir astronavtın necə sürətləndirdiyini düşünək? Raket qazları raketin üzərinə basan yanma kamerasının divarına, raket stulun arxasına, kürsünün arxası isə üzərinə sıxılır. Və bədəni, istirahətdə qalmağa çalışan astronavtın bütün kütləsi deformasiyaya uğrayır və güclü təsirlər altında çökə bilər. Ancaq eyni astronavt hansısa ulduzun qravitasiya sahəsinə düşsəydi, o zaman çox daha sürətli sürətlənsə də, heç bir deformasiya yaşamazdı, çünki bədəninin bütün elementləri eyni vaxtda və bərabər sürətlənir. Bir astronavta efir üfürsəniz, eyni şey baş verəcəkdir. Bu halda, efir axını - əsl özlü qaz - bədəni deformasiya etmədən hər bir protonu və bütövlükdə astronavtı sürətləndirəcək (A. Belyaevin "Ariel" elmi fantastika romanını xatırlayın). Üstəlik, axın vahid olduğu müddətcə sürətlənmə istənilən dəyərə malik ola bilər. Deməli, burada da imkanlar var.

Və nəhayət, enerjini haradan əldə edirsiniz? Məlumatlarıma görə (bax: “Ümumi efir dinamikası. Qaza bənzər efir haqqında fikirlərə əsaslanaraq maddənin və sahələrin strukturlarının modelləşdirilməsi”. M., Energoatomizdat, 1990, 280 s.), efir incə strukturlu, sıxıla bilən real qazdır. və viskoz. Düzdür, onun özlülüyü kifayət qədər kiçikdir və bu, planetlərin yavaşlamasına praktiki olaraq heç bir təsir göstərmir, lakin yüksək sürətlə çox nəzərə çarpan rol oynayır. Efir təzyiqi çox böyükdür, 29 atm-də 2 x 10-dan çox (32 N/kv. m-də 2 x 10), sıxlıq - 8,85 x 10 düym - 12 kq/kub. m (Yerə yaxın kosmosda). Və məlum oldu ki, bunun içində bizi kosmosun istənilən nöqtəsində istənilən ölçülü hissələrdə qeyri-məhdud miqdarda enerji ilə təmin edə bilən təbii bir proses var... Söhbət burulğanlardan gedir.

Adi tornadolar kinetik enerjisini haradan alır? Atmosferin potensial enerjisindən kortəbii şəkildə əmələ gəlir. Və qeyd edin: əgər sonuncudan istifadə etmək praktiki olaraq qeyri-mümkündürsə, onda birincisi, məsələn, bir tornado turbinini döndərməyə məcbur etməklə istifadə edilə bilər. Hamı bilir ki, bir tornado gövdəyə bənzəyir - bazada daha qalın. Bu vəziyyətin təhlili göstərdi ki, atmosfer təzyiqi ilə sıxılır. Onun xaricindəki təzyiq, sıxılma prosesi zamanı tornadonun gövdəsindəki qaz hissəciklərinin spiral şəklində hərəkət etməsinə səbəb olur. Təzyiq qüvvələrinin fərqi - xarici və daxili (plus mərkəzdənqaçma qüvvəsi) yaranan qüvvənin qaz hissəciklərinin traektoriyasına proyeksiyasını verir (şəkil 1) və onların tornadonun bədənində sürətlənməsinə səbəb olur. O, nazikləşir və divarının hərəkət sürəti artır. Bu halda mrv = const bucaq impulsunun qorunması qanunu tətbiq edilir və tornado nə qədər sıxılırsa, hərəkət sürəti bir o qədər çox olur. Beləliklə, hər bir tornadoda planetin bütün atmosferi işləyir; Onun enerjisi 1 kq/m3-ə bərabər olan hava sıxlığına əsaslanır. m, və 1 atm-ə bərabər təzyiq (5 N/kv. m-də 10). Efirdə isə sıxlıq 11 dərəcə azdır, lakin təzyiq 29 (!) miqyasda daha yüksəkdir. Efirin də enerji təmin edə bilən öz mexanizmi var. Bu BL, ildırım topudur.

BL-nin efir-dinamik modeli onun bütün xüsusiyyətlərini bütövlükdə izah etməyə qadir olan yeganə (!) modelidir. Efirdən ekoloji cəhətdən təmiz enerji əldə etmək üçün bu gün çatışmayan şey süni CMM yaratmağı öyrənməkdir. Təbii ki, efirdə burulğan əmələ gəlməsi üçün şərait yaratmağı öyrəndikdən sonra. Amma biz nəinki bunu necə edəcəyimizi bilmirik, hətta ona hansı yolla yanaşacağımızı belə bilmirik. Qırmaq üçün son dərəcə sərt qoz! Bir şey həvəsləndirir: axı təbiət birtəhər onları yaratmağı bacarır, bu CMM-lər! Əgər belədirsə, onda bəlkə bir gün biz də idarə edə biləcəyik. Və sonra hər cür atom elektrik stansiyalarına, su elektrik stansiyalarına, istilik elektrik stansiyalarına, istilik elektrik stansiyalarına, külək elektrik stansiyalarına, günəş elektrik stansiyalarına və digər elektrik stansiyalarına ehtiyac qalmayacaq. İstənilən yerdə istənilən miqdarda enerjiyə malik olan bəşəriyyət ekoloji problemlərin həllinə tamam başqa cür yanaşacaq. Əlbəttə, bir şərtlə ki, o, öz planetində dinc yaşamalı olacaq və nə cəhənnəm, nəinki doğma Yeri, həm də bütün Günəş sistemi məhv olacaq! Görürsünüz, enerji ilə məsələni həll etmək olar. Eyni zamanda, vacib bir detala diqqət yetirin - bu üsulla yanacaq kütləsini sürətləndirməyə və yavaşlatmağa ehtiyac qalmayacaq, indi gəminin kütləsini böyük ölçüdə müəyyən edir.

Yaxşı, bəs ulduzlararası gəminin özü necə, necə dizayn edilməlidir? Bəli, heç olmasa artıq tanış olan "uçan boşqab" şəklində. (Şəkil 2.) Onun ön hissəsində ətrafdakı boşluqdan efiri udan iki “efir qəbulu” var. Onların arxasında efirin burulğanla axdığı və öz-özünə sıxıldığı burulğan əmələgəlmə kameraları var. Burulğan kanalları boyunca daha sonra efirli tornadolar məhvetmə kamerasına çatdırılır, burada onlar (eyni vida hərəkətləri ilə, lakin əks istiqamətə yönəldilir; şumla bir-birini məhv edirlər. Sıxlaşmış efir artıq sərhəd qatı ilə məhdudlaşdırılmır və partlayır, hər tərəfə səpələnir, reaktiv axın geriyə və irəliyə doğru atılır - bütün gəmini və astronavtın bədənini tutan bir axın, deformasiya olmadan sürətlənir və gəmi adi Evklid məkanında və adi zamanda uçur ...

Bəs əkizlərin artan kütləsi və uzunluğunun azalması paradoksları haqqında nə demək olar? Amma heç cür. Postulatlar - onlar postulatlardır - azad ixtiralar, azad təxəyyülün bəhrələri. Və onları doğuran “nəzəriyyə” ilə birlikdə bir kənara atılmalıdır. Əgər bəşəriyyətin tətbiqi problemləri həll etmək vaxtı çatıbsa, o zaman heç bir yerdən gələn spekulyativ maneələri ilə şişirdilmiş hakimiyyət tərəfindən dayandırılmamalıdır.

Qeyd: Qeyd olunan kitabları 140160, Jukovski, Moskva vilayəti, PO Box 285 ünvanında sifariş etmək olar.

Təkcə bizim Qalaktikamızda ulduz sistemləri arasındakı məsafələr ağlasığmaz dərəcədə böyükdür. Əgər kosmosdan gələn yadplanetlilər həqiqətən də Yerə səfər edərlərsə, onların texniki inkişaf səviyyəsi bizim yer üzündəki indiki səviyyəmizdən yüz dəfə yüksək olmalıdır.

Bir neçə işıq ili uzaqda

Ulduzlar arasındakı məsafələri göstərmək üçün astronomlar “işıq ili” anlayışını təqdim etdilər. İşıq sürəti kainatdakı ən sürətlidir: 300.000 km/s!

Qalaktikamızın eni 100.000 işıq ilidir. Bu qədər böyük məsafəni qət etmək üçün başqa planetlərdən olan yadplanetlilər sürəti işıq sürətinə bərabər və ya hətta ondan çox olan bir kosmik gəmi qurmalıdırlar.

Alimlər hesab edirlər ki, maddi obyekt işıq sürətindən daha sürətli hərəkət edə bilməz. Lakin onlar əvvəllər səsdən yüksək sürəti inkişaf etdirməyin mümkün olmadığına inanırdılar, lakin 1947-ci ildə Bell X-1 model təyyarəsi səs baryerini uğurla sındırdı.

Ola bilsin ki, gələcəkdə, bəşəriyyət Kainatın fiziki qanunları haqqında daha çox bilik toplayanda, yer kürəsinin sakinləri işıq sürəti ilə və daha da sürətlə hərəkət edən kosmik gəmi yarada biləcəklər.

Böyük Səyahətlər

Yadplanetlilər kosmosda işıq sürəti ilə səyahət edə bilsələr belə, belə bir səyahət uzun illər çəkəcək. Orta hesabla 80 il ömür sürən dünyalılar üçün bu, qeyri-mümkün olardı. Halbuki, hər bir canlı növünün öz həyat dövrü var. Məsələn, ABŞ-ın Kaliforniya ştatında artıq 5000 yaşı olan tüklü şam ağacları var.

Yadplanetlilərin neçə il yaşadığını kim bilir? Bəlkə bir neçə min? Sonra yüzlərlə il davam edən ulduzlararası uçuşlar onlar üçün adi haldır.

Ən qısa yollar

Çox güman ki, yadplanetlilər kosmosda qısa yollar - qravitasiya "dəlikləri" və ya cazibə qüvvəsinin yaratdığı fəzanın təhrifləri tapıblar. Kainatdakı bu cür yerlər bir növ körpüyə - Kainatın müxtəlif uclarında yerləşən göy cisimləri arasında ən qısa yollara çevrilə bilər.

Ötən əsrdə ulduzlararası səyahət (IF) problemləri ilə bağlı on minlərlə nəşr çıxdı. Son onilliklərdə bu fikirlər və mülahizələr toplusu İnternet resursları sayəsində sürətlə böyüyür.

Bu yaxınlarda böyük inteqrasiya edilmiş tədqiqat layihələri başladı: Icarus (BIS və Tau Zero Foundation) və 100-Year Starship (DARPA).

Bundan əlavə, MP probleminin həllinə birbaşa yönəlməyən, lakin onun ayrı-ayrı aspektləri ilə əlaqəli və ya həlli üçün zəruri olan işlərə dair çoxlu məlumat var. Məsələn, termonüvə sintezi, qapalı həyatı təmin edən sistemlər, ekzoplanetlərin axtarışı və tədqiqi üzərində iş.

Mövcud məlumat massivi ilə işləmək üçün metodologiyanın və deputat məsələlərinin nəzərdən keçirilməsinə yanaşmaların işlənib hazırlanması vəzifəsi yaranır. Bu problemin həlli tədqiqat obyekti kimi MP problemlərinin bütün spektrinin nəzərdən keçirilməsini tələb edir.

MP layihələrinin bir neçə təsnifatı təklif olunur. Onlar bir sıra problemləri həll etmək üçün müxtəlif səbəblərdən hazırlanır. Xüsusilə, bunlar layihənin mümkünlüyü səviyyəsinə görə və hərəkət sistemlərinin sxematik diaqramlarına görə təsnifatlardır.

MP problemlərinin tədqiqində və ulduzlararası kosmik gəmilərin dizaynında faydalı ola biləcək prinsiplər təklif olunur və əsaslandırılır.

Gələcəkdə MP-nin həyata keçirilməsini təmin edən elm və texnologiyanın müxtəlif sahələrində müasir tədqiqat sahələrinin sistemli siyahısı verilir.

Millət vəkili məsələləri üzrə tədqiqatların praktiki istifadəsi istiqamətləri nəzərdən keçirilir.

Tarixi kontur

1911-ci ildə K. E. Tsiolkovski "Dünya fəzalarının reaktiv alətlərlə tədqiqi" əsərində ulduzlararası məsafələri qət etmək üçün kosmik raketin ilk texniki dizaynını açıqladı: "... buna görə də radiumun parçalanmasını kifayət qədər sürətləndirmək mümkün olsaydı. və ya digər radioaktiv cisimlər, ehtimal ki, bütün bədəndir, onda onun istifadəsi, eyni digər şərtlər altında, ən yaxın günəşə (ulduza) çatan 10-40 ilə qədər bir reaktiv cihazın sürətini verə bilər. bir ton ağırlığında bir raketin günəş sistemi ilə bütün əlaqələri pozması üçün bir çimdik radium kifayət edərdi."

20-ci əsrin 50-ci illərinə qədər MP layihələri, prinsipcə, K. E. Tsiolkovskinin mülahizələrini təkrarladı. Nüvə silahlarının yaradılmasından sonra ulduzlararası uçuşlar üçün daha müfəssəl layihələr ortaya çıxmağa başladı, xüsusən də F.Dysonun Orion nüvə partlayışı layihəsi, L. R. Shepherd-in işi əsasında apardığı tədqiqatlar.

P.Dirak tərəfindən proqnozlaşdırılan və 1933-cü ildə kəşf edilən annihilasiya relativistik raketlərin dinamikasının araşdırılmasına təkan verdi.

1973-1978-ci illərdə Böyük Britaniyanın Planetlərarası Cəmiyyətinin (BIS) “Daedalus” layihəsi MP sahəsində işdə əhəmiyyətli irəliləyiş oldu. Nəticə, ulduzlararası zond layihəsinin özü və çoxlu sayda digər layihələr və millət vəkilinin müxtəlif xüsusi aspektlərini öyrənmək üçün işlər oldu.

Bu gün iri inteqrasiya olunmuş tədqiqat layihələri “Icarus” (BIS və Tau Zero Foundation) və “100-Year Starship” (DARPA) həyata keçirilir.

K. E. Tsiolkovskinin dövründən keçən əsr ərzində ulduzlararası uçuşların (IF) problemləri ilə bağlı minlərlə nəşr çıxdı. “Ulduzlararası” açar sözü üçün AIAA verilənlər bazası, məsələn, mindən çox nəşri təmin edir. Son onilliklərdə bu fikirlər və mülahizələr toplusu İnternet resursları sayəsində sürətlə böyüyür.

Beləliklə, həm mövcud məlumat massivi ilə işləmək üçün, həm də millət vəkili məsələlərinə öz yanaşmaları ilə işləmək üçün metodologiya məsələlərini hazırlamaq vəzifəsi yaranır. Deputat probleminin özünə də tədqiqat obyekti kimi baxmağa ehtiyac var.

Ulduzlararası məsafəni qət etmək texnologiyası gələcəkdə inkişaf etdirilə bilər, lakin bu problemi həll etmək və onu anlamaq bu gün intellektual bəhrə verə bilər.

Təsnifat məsələləri

Mövcud MP Layihələri massivinin təsnifatı və sıralanması ilə başlamalıyıq. Bu məqsədlə konsepsiyanı təqdim edə bilərik Ulduzlararası Səyahət Layihəsi (IP). MP layihəsi - ulduzlararası məsafələri qət etməyə qadir texnologiyanın təsviri - iki məcburi elementi ehtiva edir: hərəkət üsulu (metodları) və uçuş vaxtı.

Struktur olaraq, hər hansı bir ulduzlararası uçuş layihəsini hərəkətverici qurğuya (PS) və faydalı yük bölməsinə (PL) bölmək olar. Hər hansı bir MP layihəsinin əsas elementi uzaqdan idarəetmə dövrə diaqramıdır.

Uzaqdan idarəetmə sxemlərinin sadələşdirilmiş təsnifatı. İstifadə olunan hərəkətin fiziki prinsiplərinə əsaslanan təsnifata əsaslanır.

PN-ə gəldikdə, PN-nin bir çox variantları sıralanmış və bəzən elmi fantastika əsərlərində ətraflı təsvir edilmişdir.

MP layihələrini realizm səviyyəsinə görə təsnif etmək də faydalıdır ki, bu da konkret MP sxeminin inkişaf səviyyəsi ilə yaxşı əlaqələndirilir. Müvafiq təsnifat cədvəldə verilmişdir. 1.

Cədvəl 1. Realizm səviyyəsinə görə MP layihələrinin təsnifatı

Bu təsnifat gələcək inkişaf/tədqiqat üçün MP Layihələrini seçmək üçün ilk filtrdir. Səviyyəni seçdikdən sonra aşağıda yerləşən layihələri nəzərə almaq lazım deyil.

Konkret millət vəkili layihələrini nəzərdən keçirməklə yanaşı, MP probleminin həllinə birbaşa yönəlməyən, lakin onunla əlaqəli olan və ya sadəcə həll etmək üçün zəruri olan iş haqqında çoxlu məlumatı nəzərə almaq lazımdır. Bunlar, məsələn, termonüvə sintezi, qapalı həyatı təmin edən sistemlər, ekzoplanetlərin axtarışı və tədqiqi ilə bağlı işlərdir. MP-nin dizaynı ilə birbaşa əlaqəli problemlərin həllindən asılı olmayaraq inkişaf edən bilik bazası belə formalaşır.

Cədvəldə Şəkil 2 MP problemlərinin tədqiqi üçün zəruri olan bilik bazasını təşkil edən sahələrin sadələşdirilmiş təsnifatını göstərir.

Cədvəl 2. MP məsələləri üzrə bilik bazası

MP problemlərinin tədqiqi prinsipləri

Prinsip hər hansı bir fəaliyyət üçün rəhbər mövqe, əsas qayda, şərtdir. Eyni zamanda, onların əhəmiyyətinə baxmayaraq, prinsiplər qəti deyil, hər hansı bir prinsipdən imtina etmək və ya dəyişdirmək olar, lakin belə bir imtinanın səbəblərini başa düşmək və izah etmək vacibdir.

Prinsiplərin tərtibi və toplusu həm bir tədqiqatın işi, həm də müxtəlif səylərin əlaqələndirilməsi üçün faydalıdır. Prinsiplər, eləcə də təsnifatlar, açıq-aydın perspektivsiz olan sahələri tez bir zamanda filtrləmək üçün istifadə edilə bilər. Bu halda tədqiqatçı layihənin reallığı üçün tələblərin “ciddilik” səviyyəsini seçə bilər.

MP-nin inkişafı üçün aşağıdakı prinsiplər toplusunu və ümumi düsturlarını təklif edə bilərik:

1. Gözlənilən texnologiyalara əsaslanmaq prinsipi.

Bu prinsip Layihə Daedalus üçün nəzərdə tutulmuşdur. O, iki müddəaya əsaslanır:

• o vaxt (1973-cü ildə) mövcud olan və bu gün mövcud olan texnologiyalara görə, ulduzlararası uçuş mümkün deyil;
• Praktikada hələ işlənməmiş texnologiyalara arxalanmaq işləməkdən imtina etmək deməkdir.

Gözlənilən texnologiyalar nəzəri cəhətdən əsaslandırılır, onların həyata keçirilməsi yalnız vaxt və pul tələb edir.

2. İmtina prinsipisehrli çubuq"tərəqqi.

Bu prinsip mürəkkəb problemlərə ümumi istifadə edilən yanaşmadan imtina etmək deməkdir. Çox vaxt bu cür problemlərin həlli yollarının gələcəkdə tapıla biləcəyi bəhanəsi ilə nəzərdən qaçırılır. Lakin belə bir həllin əldə olunmasının mümkünlüyünü izah etmədən məsələnin həllini gələcəyə təxirə salmaq olmaz.

3. “Maliyyə abstraksiya” prinsipi.

Müəyyən bir millət vəkilinin həyata keçirilməsinin maliyyə xərclərini hesablamağın mənası yoxdur, çünki iqtisadi vəziyyəti yüz il əvvəldən müəyyən etmək mümkün deyil.

4."humanitar"Pprinsip.

Gəminin göyərtəsində yaşayış şəraiti Yerdəki orta yaşayış şəraitindən pis olmamalıdır.

5. Qaytarılmamaq prinsipi.

Kosmik gəmi heyətinin Yerə qayıtması istənilən insanlı uçuşun əsas məqsədidir. Lakin bu, yalnız günəş sistemi daxilində uçuşlara aiddir. Millət vəkili üçün uçuşun uzun məsafələri və müddətinə görə qayıdış təkcə texniki cəhətdən əlçatmaz deyil (1-ci Prinsipə bax), həm də mənasızdır.

Yerə uçmaq üçün praktiki olaraq heç bir motivasiya yoxdur. Təbii ki, mənşə yerinin nostaljisi qaçılmazdır, lakin insanın özü Yerə yalnız onun nəslindən qayıda bilməyəcək; Və yeni dünyaları kəşf etmək və ya onların nəslini Yerə qaytarmaq arasında seçim çox güman ki, birinci variantın xeyrinə olacaq.

Nəhəng Qalaktikanı öyrənmək və mənimsəmək üçün Yerin hər bir ulduza ulduzlararası gəmilər göndərməsinə ehtiyac yoxdur: ən yaxın ulduz məhəlləsində - təxminən 50 işıq ili radiusunda onlarla planet sistemini yerləşdirmək kifayətdir.

Günəşin ən yaxın ulduz məhəllələrinin diaqramı və ilk millət vəkillərinin mümkün marşrutları. Yaşıl nöqtəli xətt Günəş sistemindən ulduzlararası uçuşların mümkün istiqamətləridir, qırmızı xətt isə artıq işlənmiş sistemlərdəndir. Rəqəmlər - işıq illərində məsafələr

İnkişaf etmiş sistemlərdən sonrakı hərəkət yeni "qız" sivilizasiyalar tərəfindən həyata keçirilir. Yer üçün isə ətrafdakı ulduz sistemlərinin inkişafından sonra Kosmos dövrü, fəza genişlənməsi dövrü başa çatır. Məhz bu məqsəd - insanlı kosmik gəmi ilə ulduzlararası məkanı aşmaq və yaxınlıqdakı ulduz sistemlərini araşdırmaq - yer üzünün astronavtikası üçün "son" məqsəddir.

MP məsələləri üzrə tədqiqatların praktiki istifadəsi haqqında

Ulduzlararası uçuşlar uzaq (lakin gözlənilən) gələcəyin məsələsidir. Eyni zamanda, tədqiqatın praktiki nəticələrini artıq indi görmək istərdim. Şübhəsiz idrak və ideoloji əhəmiyyəti ilə yanaşı, millət vəkili problemlərinin tədqiqindən də tədris prosesində səmərəli istifadə oluna bilər. Belə istifadənin effektivliyi problemin xüsusiyyətləri ilə müəyyən edilir - elm və texnologiyanın müxtəlif sahələrində biliklərin sintezinə etibar.

Ədəbiyyat

1. Tsiolkovsky K. E. Dünya fəzalarının reaktiv qurğularla tədqiqi / Raket texnologiyasına dair materiallar. M.: Oborongiz, 1947. 368 s.

2. Shepherd, L. R. Ulduzlararası uçuş. J. Brit. Int. Soc., 1952.V.11. S. 149-167.

3. Zenger E. Foton raketlərinin mexanikası haqqında. M.: Xarici ədəbiyyat, 1958. 142 səh.

4. Daedalus Layihəsi: Ulduzlararası Səyahətin Mühəndislik Fizibilliyinin nümayiş etdirilməsi. Britaniya Planetlərarası Cəmiyyəti, 2003. 390 s.