Мыңдаған ғылыми-фантастикалық романдар планетамыздың орбитасынан (сирек, Жер бетінен) жұлдызаралық ұшуға кететін шағын (немесе үлкен) қаланың өлшеміндегі алып фотонды жұлдызды кемелерді сипаттайды. Бірақ Breakthrough Starshot жобасының авторларының пікірінше, бәрі мүлде басқаша болады: бір жылдың айтулы күнінде екі мың, бір немесе екі емес, жүздеген және мыңдаған кішкентай тырнақтай ғарыш кемелері ұшырылады. ең жақын жұлдыздар, салмағы 1 г және олардың әрқайсысында 16 м 2 ең жұқа күн желкені болады, ол ғарыш кемесін алға қарай - жұлдыздарға апарады.

Такелаж. Желкеннің пішінін сақтау үшін оны графенмен күшейту жоспарлануда. Кейбір графен негізіндегі композиттік материалдар белсенді басқару үшін қолданылатын электр кернеуі кезінде қысқарады. Тұрақтандыру үшін желкенді бұрап алуға немесе лазерлік сәулелену өрісінде пассивті өзін-өзі тұрақтандыруға арналған кері конусқа айналдыруға болады. Күн желкені. Жобаның негізгі элементтерінің бірі - ауданы 16 м² және массасы небәрі 1 г болатын күн желкені - бұл түскен жарықтың 99,999% көрсететін көп қабатты диэлектрлік айналар (алдын ала есептеулер бойынша, бұл). 100 ГВт радиациялық өріс лазерінде желкеннің еруіне жол бермеу үшін жеткілікті болуы керек). Желкеннің қалыңдығын шағылған жарықтың толқын ұзындығынан кішірек етуге мүмкіндік беретін неғұрлым перспективалы тәсіл желкеннің негізі ретінде теріс сыну көрсеткіші бар метаматериалдың моноқабатын пайдалану болып табылады (мұндай материалда наноперфорация да бар, ол одан әрі оның массасын азайтады). Екінші нұсқа – шағылу коэффициенті жоғары емес, жұтылу коэффициенті төмен (10−9) материалды, мысалы, жарық бағыттағыштарына арналған оптикалық материалдарды пайдалану.

«Жұлдыздарға ату»

Breakthrough Starshot жобасы UC Santa Barbara физика профессоры Филипп Любиннің «Жұлдыздар аралық ұшудың жол картасы» мақаласына негізделген. Жобаның басты мақсаты – болашақ ұрпақтың өмір бойы, яғни ғасырлар емес, ондаған жылдар ішінде жұлдызаралық ұшуларды мүмкін ету.

Ұшу жоспары

1. Зымыран төмен жер орбитасына ондаған, жүздеген, мыңдаған немесе он мыңдаған зондтары бар аналық кемені шығарады. 2. Зондтар аналық кемеден шығып, желкендерін жайып, бағдарланып, бастапқы орындарын алады. 3. Өлшемдері 1 х 1 км фазалық массив 20 миллион кішкентай (20−25 см саңылаулары бар) лазер сәулеленушілері лазер сәулесін желкеннің бетіне фокустай отырып, Жерде жұмыс істей бастайды. 4. Атмосфералық бұрмаланулардың орнын толтыру үшін тірек қалқымалар – атмосфераның жоғарғы қабатындағы, аналық кемедегі «жасанды жұлдыздар», сондай-ақ желкеннен шағылысқан сигнал қолданылады. 5. Зонд лазер сәулесімен бірнеше минут ішінде жарық жылдамдығының 20%-ына дейін үдетіледі, ал үдеу 30 000 г жетеді. Шамамен 20 жылға созылатын ұшу кезінде лазер мезгіл-мезгіл зондтың орнын бақылап отырады. 6. Нысанаға жеткенде, Альфа Центаври жүйесінде зондтар планеталарды анықтауға және ұшу кезінде оларды суретке түсіруге тырысады. 7. Френель линзасы ретінде желкенді және таратқыш ретінде лазерлік диодты пайдалана отырып, зонд өзін бағдарлайды және алынған мәліметтерді Жер бағыты бойынша береді. 8. Бес жылдан кейін бұл деректер Жерге түседі.

Starshot бағдарламасы ресми түрде жарияланғаннан кейін жоба авторлары түрлі саладағы ғалымдар мен техникалық мамандардың сын толқынына ұшырады. Сыни сарапшылар бағдарлама жоспарында көптеген қате бағалаулар мен жай ғана «бос жерлерді» атап өтті. Кейбір ескертулер ескерілді және бірінші итерацияда ұшу жоспары аздап түзетілді.

Сонымен, жұлдызаралық зонд ауданы 16 м 2, қалыңдығы 100 нм және массасы 1 г күн желкеніне ауыр жүк таспалары арқылы қосылған салмағы 1 г StarChip электронды модулі бар ғарыш желкенді қайық болады. Әрине, біздің Күннің жарығы тіпті мұндай жеңіл құрылымды жұлдызаралық саяхатты мыңжылдықтарға соза алмайтын жылдамдыққа дейін жеделдету үшін жеткіліксіз. Сондықтан StarShot жобасының басты ерекшелігі - желкенге бағытталған қуатты лазерлік сәулеленуді қолдану арқылы жеделдету. Любиннің есептеуінше, лазер сәулесінің қуаты 50-100 ГВт болғанда, үдеу шамамен 30 000 г болады, ал бірнеше минуттан кейін зонд жарық жылдамдығының 20% жетеді. Альфа Центавриге ұшу шамамен 20 жылға созылады.

Жұлдызды желкендердің астында

Жобаның негізгі бөлшектерінің бірі - күн желкені. Түпнұсқа нұсқада желкеннің ауданы бастапқыда тек 1 м 2 болды, сондықтан лазерлік сәулелену өрісінде жеделдету кезінде қыздыруға төтеп бере алмады. Жаңа нұсқада ауданы 16 м2 желкенді пайдаланады, сондықтан жылу режимі өте қатал болғанымен, алдын ала бағалау бойынша, желкенді ерітпеуі немесе бұзбауы керек. Филипп Любиннің өзі жазғандай, желкеннің негізі ретінде металдандырылған жабындарды емес, толық диэлектрлік көп қабатты айналарды пайдалану жоспарлануда: «Мұндай материалдар орташа шағылысу коэффициентімен және өте төмен сіңірумен сипатталады. Айталық, талшықты оптикаға арналған оптикалық көзілдірік жоғары жарық ағындарына арналған және қалыңдығы 1 микронға шамамен жиырма триллионнан бір бөлігін сіңіреді». Қалыңдығы 100 нм желкенді диэлектриктен жақсы шағылысу коэффициентіне жету оңай емес, бұл толқын ұзындығынан әлдеқайда аз. Бірақ жоба авторлары теріс сыну көрсеткіші бар метаматериалдың моноқабаттары сияқты жаңа тәсілдерді қолдануға үміттенеді. «Сонымен қатар, диэлектрлік айналардың шағылысу толқын ұзындығының тар диапазонына реттелетінін ескеру керек және зонд жылдамдағанда, Доплер эффектісі толқын ұзындығын 20% -дан астамға ауыстырады», - дейді Любин. «Біз мұны ескердік, сондықтан рефлектор радиациялық өткізу қабілеттілігінің шамамен жиырма пайызына реттеледі». Біз осындай рефлекторларды жасадық. Қажет болса, өткізу қабілеттілігі үлкен рефлекторлар да қол жетімді».

Юрий Мильнер, ресейлік кәсіпкер және меценат, «Breakthrough Initiatives» қорының негізін қалаушы: Соңғы 15 жылда үш технологиялық бағытта айтарлықтай революциялық жетістіктер болды: электронды компоненттерді миниатюризациялау, материалдардың жаңа буынын жасау, сонымен қатар құнының төмендеуі және лазер қуатының артуы. Осы үш тенденцияның үйлесімі наноспутникті релятивистік жылдамдыққа дерлік жеделдетудің теориялық мүмкіндігіне әкеледі. Бірінші кезеңде (5−10 жыл) біз бұл жобаның қаншалықты жүзеге асатынын түсіну үшін тереңірек ғылыми және инженерлік зерттеу жүргізуді жоспарлап отырмыз. Жобаның веб-сайтында 20-ға жуық күрделі техникалық мәселелердің тізімі бар, оларды шешпей біз алға жылжи алмаймыз. Бұл түпкілікті тізім емес, ғылыми кеңестің пікіріне сүйене отырып, жобаның бірінші кезеңінде мотивация жеткілікті деп есептейміз. Мен жұлдызды желкен жобасы сарапшылар тарапынан елеулі сынға ұшырайтынын білемін, бірақ менің ойымша, кейбір сыни сарапшылардың позициясы біз шынымен ұсынып отырған нәрсені толығымен дәл түсінбеумен байланысты. Біз басқа жұлдызға ұшуды қаржыландырмаймыз, тек жалпы бағыттағы жұлдызаралық зонд идеясына қатысты нақты көп мақсатты әзірлемелер. Бұл технологиялар күн жүйесіндегі ұшулар үшін де, қауіпті астероидтардан қорғау үшін де қолданылады. Бірақ жұлдызаралық ұшу сияқты өршіл стратегиялық мақсатты қою, технологияның соңғы 10-20 жылдағы дамуы мұндай жобаны жүзеге асыруды көпшілік ойлағандай ғасырлар емес, ондаған жылдарға айналдыруы мүмкін деген мағынада ақталған сияқты.

Лазерлік машина

Жұлдызды кеменің негізгі электр станциясы жұлдыздарға ұшпайды - ол Жерде орналасады. Бұл 1x1 км өлшемді лазерлік сәуле шығарғыштардың жер бетіндегі фазалық массиві. Лазердің жалпы қуаты 50-ден 100 ГВт-қа дейін болуы керек (бұл 10−20 Красноярск су электр станцияларының қуатына тең). Толқын ұзындығы 1,06 мкм сәулеленуді көптеген миллиондаған километрге дейінгі қашықтықта диаметрі бірнеше метр нүктеге дейін шоғырландыру үшін фазалауды (яғни әрбір жеке эмитенттегі фазаларды өзгерту) пайдалану болжанады. максималды фокустау дәлдігі 10−9 радиан). Бірақ мұндай фокустауды турбулентті атмосфера айтарлықтай қиындатады, ол сәулені шамамен доға секундының (10−5 радиан) мөлшеріндегі нүктеге айналдырады. Атмосфералық бұрмаланулардың орнын толтыратын адаптивті оптиканың (AO) көмегімен төрт дәрежелі жақсартуларға қол жеткізіледі деп күтілуде. Заманауи телескоптардағы ең жақсы бейімделген оптикалық жүйелер бұлыңғырлықты 30 миллиарсекундқа дейін төмендетеді, яғни жоспарланған мақсатқа дейін шамамен екі жарым реттік шама қалды.

Филипп Любин өз мақаласында жоспардың тармақтарына сандық баға береді, бірақ көптеген ғалымдар мен мамандар бұл деректерге өте сыни көзқараспен қарайды. Әрине, Breakthrough Starshot сияқты өршіл жобаны әзірлеу көп жылдық еңбекті қажет етеді және 100 миллион доллар мұндай ауқымдағы жұмыс үшін соншалықты үлкен сома емес. Бұл әсіресе жердегі инфрақұрылымға қатысты - лазерлік эмитенттердің кезеңдік массиві. Мұндай қуаттылықты (50-100 ГВт) орнату орасан зор энергияны қажет етеді, яғни жақын жерде кем дегенде оншақты ірі электр станциясын салу қажет болады. Сонымен қатар, бірнеше минут ішінде эмитенттерден үлкен жылу мөлшерін алып тастау қажет болады және мұны қалай жасау керектігі әлі толық түсініксіз. Breakthrough Starshot жобасында мұндай жауапсыз сұрақтар өте көп, бірақ әзірге жұмыс енді басталды. «Біздің жобаның ғылыми кеңесіне әртүрлі саладағы жетекші сарапшылар, ғалымдар мен инженерлер, соның ішінде екі Нобель сыйлығының лауреаты кіреді», - дейді Юрий Милнер. «Мен бұл жобаның орындылығы туралы өте теңгерімді бағаларды естідім. Бұл ретте біз, әрине, ғылыми кеңесіміздің барлық мүшелерінің бірлескен тәжірибесіне сүйенеміз, бірақ сонымен бірге біз кеңірек ғылыми талқылауға ашықпыз».

«Шағын ауқымды атмосфералық турбуленттілікті жеңу үшін фазалық массив өте кішкентай элементтерге бөлінуі керек, біздің толқын ұзындығы үшін сәуле шығару элементінің өлшемі 20-25 см-ден аспауы керек», - деп түсіндіреді Филипп Любин. — Бұл кем дегенде 20 миллион эмитент, бірақ мұндай сан мені қорқытпайды. AO жүйесінде кері байланыс үшін біз зондта да, аналық кемеде де, атмосферада да көптеген анықтамалық көздерді - маяктарды пайдалануды жоспарлап отырмыз. Сонымен қатар, біз зондтың нысанаға жету жолын қадағалаймыз. Біз сондай-ақ жұлдыздарды келген кезде зондтан сигнал алған кезде массивтің фазасын реттеу үшін қалқыма ретінде пайдаланғымыз келеді, бірақ сенімді болу үшін зондты қадағалаймыз ».

Келу

Бірақ содан кейін зонд Альфа Центаври жүйесіне келіп, жүйенің айналасын және планетаны (бар болса) суретке түсірді. Бұл ақпарат қандай да бір түрде Жерге берілуі керек және зондтың лазерлік таратқышының қуаты бірнеше ваттпен шектеледі. Ал бес жылдан кейін жұлдыздарды радиацияның фонынан оқшаулайтын бұл әлсіз сигнал Жерде қабылдануы керек. Жоба авторларының айтуынша, зонд нысанаға қарай маневр жасайды, желкен Френель линзасына айналады, зонд сигналын Жер бағытына бағыттайды. Идеал фокустауы және идеалды бағдары бар идеалды линза 1 Вт сигналды 10 13 Вт изотропты эквивалентке дейін күшейтеді деп есептеледі. Бірақ бұл сигналды жұлдыздан әлдеқайда күшті (13−14 дәрежелі!) сәулелену фонында қалай қарастыруға болады? «Жұлдыздан түсетін жарық өте әлсіз, өйткені біздің лазердің ені өте кішкентай. Тар сызық өңді азайтудың кілті, дейді Любин. «Жұқа қабықшалы дифракциялық элемент негізінде желкеннен Френель линзасын жасау идеясы өте күрделі және мұны қалай дұрыс жасау керектігін түсіну үшін көп алдын ала жұмысты қажет етеді. Бұл тармақ шын мәнінде біздің жобалық жоспарымыздың негізгілерінің бірі болып табылады».

Екінші жағынан, жалпы апертурасы километр болатын оптикалық эмитенттердің/сәулелену қабылдағыштарының кезеңді массиві экзопланеталарды ондаған парсектік қашықтықтан көруге қабілетті құрал болып табылады. Реттелетін толқын ұзындығы қабылдағыштарды пайдалана отырып, экзопланеталар атмосферасының құрамын анықтауға болады. Бұл жағдайда зондтар қажет пе? «Әрине, фазалық массивті өте үлкен телескоп ретінде пайдалану астрономияда жаңа мүмкіндіктер ашады. «Бірақ, - деп қосады Любин, - біз камера мен басқа сенсорларға қосымша ұзақ мерзімді бағдарлама ретінде зондқа инфрақызыл спектрометрді қосуды жоспарлап отырмыз». Бізде UC Santa Barbara-да ынтымақтастықтың бір бөлігі болып табылатын тамаша фотоника тобы бар ».

Бірақ кез келген жағдайда, Любиннің айтуынша, алғашқы ұшулар күн жүйесінде жүзеге асырылады: «Біз зондтардың үлкен санын жібере алатындықтан, бұл бізге көптеген түрлі мүмкіндіктер береді. Біз сондай-ақ кәдімгі зымырандарға ұқсас шағын (вафельді масштабта, яғни чипте) зондтарды жібере аламыз және сол технологияларды Жерді немесе Күн жүйесіндегі планеталар мен олардың серіктерін зерттеу үшін пайдалана аламыз ».

Редакция мақаланы дайындауға көмектескен «Trinity Variant - Science» газетіне және оның бас редакторы Борис Штернге алғысын білдіреді.

Оқырманымыз Никита Агеев былай деп сұрайды: жұлдызаралық саяхаттың басты мәселесі неде? Жауап, мысалы, ұзақ мақаланы қажет етеді, дегенмен сұраққа бір таңбамен жауап беруге болады: в .

Жарықтың вакуумдегі жылдамдығы, c, шамамен секундына үш жүз мың километрді құрайды және одан асып кету мүмкін емес. Сондықтан жұлдыздарға бірнеше жылдардағыдан тезірек жету мүмкін емес (жарық Проксима Центавриге дейін 4,243 жыл жүреді, сондықтан ғарыш кемесі бұдан да тезірек жете алмайды). Егер сіз жылдамдату және баяулау уақытын адамдар үшін азды-көпті қолайлы үдеумен қоссаңыз, сіз ең жақын жұлдызға он жылдай аласыз.

Ұшу үшін қандай шарттар бар?

Бұл кезең «жарық жылдамдығына жақын жылдамдыққа қалай жетуге болады» деген сұрақты елемейтін болсақ та, өздігінен маңызды кедергі болып табылады. Енді экипажға ғарышта ұзақ уақыт бойы автономды өмір сүруге мүмкіндік беретін ғарыш кемесі жоқ - ғарышкерлерге Жерден үнемі жаңа заттар жеткізіледі. Әдетте, жұлдызаралық саяхат проблемалары туралы әңгіме іргелі сұрақтардан басталады, бірақ біз таза қолданбалы есептерден бастаймыз.

Гагарин ұшқаннан кейін жарты ғасыр өтсе де, инженерлер ғарыш кемелері үшін кір жуғыш машина мен жеткілікті практикалық душ жасай алмады, ал салмақсыздыққа арналған дәретханалар ХҒС-да қызғаныш жүйелі түрде бұзылады. Кем дегенде Марсқа ұшу (4 жарық жылының орнына 22 жарық минуты) сантехника дизайнерлері үшін маңызды емес міндет болып табылады: сондықтан жұлдыздарға саяхат жасау үшін кем дегенде жиырма жылдық ғарыштық дәретхана ойлап табу қажет болады. кепілдік және бірдей кір жуғыш машина.

Жууға, жууға және ішуге арналған суды да өзіңізбен бірге алуға немесе қайта пайдалануға тура келеді. Сондай-ақ ауа мен азық-түлікті бортта сақтау немесе өсіру керек. Жер бетінде жабық экожүйені құру бойынша эксперименттер қазірдің өзінде жүргізілді, бірақ олардың шарттары ғарыштық жағдайлардан, ең болмағанда, гравитация болған кезде әлі де ерекше болды. Адамзат камералық кастрюльдің мазмұнын таза ауыз суға қалай айналдыру керектігін біледі, бірақ бұл жағдайда оны нөлдік ауырлықта, абсолютті сенімділікпен және шығын материалдарының жүк көлігінсіз жасай алу керек: сүзгі картридждерін жүк көлігіне апару. жұлдыздар тым қымбат.

Шұлықтарды жуу және ішек инфекцияларынан қорғау жұлдызаралық рейстерге тым қарапайым, «физикалық емес» шектеулер болып көрінуі мүмкін - дегенмен, кез келген тәжірибелі саяхатшы автономды экспедициядағы ыңғайсыз аяқ киім немесе бейтаныс тағамнан асқазанның ауыруы сияқты «ұсақ-түйек нәрселердің» айналуы мүмкін екенін растайды. өміріне қауіп төндіреді.

Тіпті қарапайым күнделікті мәселелерді шешу түбегейлі жаңа ғарыш қозғалтқыштарын жасау сияқты маңызды технологиялық базаны қажет етеді. Егер жер бетінде дәретхана цистернасындағы тозған тығыздағышты жақын жердегі дүкеннен екі рубльге сатып алуға болатын болса, онда Марс кемесінде резервті қамтамасыз ету керек. барлығыұқсас бөлшектер немесе әмбебап пластикалық шикізаттан қосалқы бөлшектерді өндіруге арналған үш өлшемді принтер.

АҚШ Әскери-теңіз күштерінде 2013 жылы шын мәнінде 3D басып шығаруды бастады далада дәстүрлі әдістермен әскери техниканы жөндеуге жұмсалған уақыт пен қаржыны бағамдаған соң. Әскерилер он жыл бұрын тоқтатылған тікұшақ құрамдас бөлігі үшін сирек кездесетін тығыздағыштарды басып шығару басқа континенттегі қоймадан бөлшекке тапсырыс беруден оңайырақ деп есептеді.

Королевтің ең жақын серіктестерінің бірі Борис Черток өзінің «Зымыран және адамдар» естеліктерінде белгілі бір уақытта кеңестік ғарыш бағдарламасы штепсельдік контактілердің жетіспеушілігіне тап болғанын жазды. Көп ядролы кабельдер үшін сенімді қосқыштарды бөлек әзірлеу керек болды.

Құрал-жабдықтарға, азық-түлікке, суға және ауаға қосалқы бөлшектерден басқа, ғарышкерлерге энергия қажет болады. Қозғалтқыш пен борттық жабдық энергияны қажет етеді, сондықтан қуатты және сенімді көз мәселесін бөлек шешуге тура келеді. Күн батареялары қолайлы емес, егер ұшу кезіндегі жұлдыздардан қашықтығына байланысты радиоизотопты генераторлар (олар Voyagers және New Horizons-ты қуаттайды) үлкен адам басқарылатын ғарыш кемесі үшін қажетті қуатты қамтамасыз етпесе және олар әлі толық жасауды үйренбеген болса. - ғарышқа арналған жаңа ядролық реакторлар.

Кеңестік ядролық спутниктік бағдарлама Канададағы Cosmos 954 апатынан кейін халықаралық жанжалмен, сондай-ақ аз драмалық салдары бар бірқатар сәтсіздіктерге ұшырады; Құрама Штаттардағы ұқсас жұмыс одан да ертерек тоқтатылды. Енді «Росатом» мен «Роскосмос» ғарыштық атом электр станциясын құруға ниетті, бірақ бұл әлі де басқа жұлдыз жүйесіне көпжылдық саяхат емес, қысқа қашықтыққа ұшуға арналған қондырғылар.

Мүмкін, ядролық реактордың орнына болашақ жұлдызаралық ғарыш кемесі токамактарды қолданады. Осы жазда MIPT-те термоядролық плазманың параметрлерін дұрыс анықтау қаншалықты қиын екендігі туралы. Айтпақшы, Жердегі ITER жобасы сәтті жүзеге асуда: тіпті бірінші курсқа келгендердің де оң энергия балансы бар бірінші эксперименттік термоядролық реактордағы жұмысқа қосылуға толық мүмкіндігі бар.

Немен ұшу керек?

Кәдімгі зымыран қозғалтқыштары жұлдызаралық кемені жеделдету және баяулату үшін жарамайды. Бірінші семестрде MIPT-те оқытылатын механика курсымен таныс адамдар зымыран секундына кемінде жүз мың шақырымға жету үшін қанша жанармай қажет болатынын дербес есептей алады. Циолковский теңдеуімен әлі таныс емес адамдар үшін біз бірден нәтижені жариялаймыз - жанармай бактарының массасы Күн жүйесінің массасынан айтарлықтай жоғары болып шықты.

Қозғалтқыштың жұмыс сұйықтығын, газды, плазманы немесе басқа нәрсені, элементар бөлшектер шоғына дейін шығару жылдамдығын арттыру арқылы отынмен қамтамасыз етуді азайтуға болады. Қазіргі уақытта плазмалық және иондық қозғалтқыштар Күн жүйесіндегі автоматты планетааралық станциялардың ұшуы үшін немесе геостационарлық спутниктердің орбитасын түзету үшін белсенді түрде қолданылады, бірақ олардың басқа да бірқатар кемшіліктері бар. Атап айтқанда, мұндай қозғалтқыштардың барлығы тым аз күш береді, олар кемеге секундына бірнеше метрлік жылдамдықты бере алмайды.

MIPT проректоры Олег Горшков - плазмалық қозғалтқыштар саласындағы танымал сарапшылардың бірі. SPD сериялы қозғалтқыштар Fakel конструкторлық бюросында шығарылады, бұл байланыс спутниктерін орбиталық түзетуге арналған сериялық өнімдер;

1950 жылдары ядролық жарылыс импульсін пайдаланатын қозғалтқыш жобасы жасалды (Орион жобасы), бірақ ол жұлдызаралық ұшулар үшін дайын шешім болудан алыс еді. Магнитогидродинамикалық әсерді қолданатын, яғни жұлдыз аралық плазмамен әрекеттесу есебінен жылдамдайтын қозғалтқыштың конструкциясы одан да аз дамыған. Теориялық тұрғыдан, ғарыш кемесі плазманы ішіне «сорып», реактивті соққы жасау үшін оны кері лақтыра алады, бірақ бұл басқа мәселе тудырады.

Қалай аман қалу керек?

Жұлдызаралық плазма, егер ауыр бөлшектерді қарастырсақ, ең алдымен протондар мен гелий ядролары болып табылады. Секундына жүздеген мың километр жылдамдықпен қозғалған кезде бұл бөлшектердің барлығы мегаэлектронвольттың немесе тіпті ондаған мегаэлектронвольттың энергиясын алады - ядролық реакциялардың өнімдерімен бірдей мөлшерде. Жұлдызаралық ортаның тығыздығы текше метрге шамамен жүз мың ионды құрайды, яғни секундына кеме корпусының шаршы метріне энергиясы ондаған МэВ болатын 10 13-ке жуық протон түседі деген сөз.

Бір электронвольт, эВ,― Бұл бір вольт потенциалдар айырымы бар бір электродтан екіншісіне ұшқанда электрон алатын энергия. Жарық кванттарында мұндай энергия бар, ал энергиясы жоғары ультракүлгін кванттар қазірдің өзінде ДНҚ молекулаларын зақымдауға қабілетті. Радиация немесе мегаэлектронвольт энергиясы бар бөлшектер ядролық реакциялармен бірге жүреді және сонымен қатар оларды тудыруға қабілетті.

Мұндай сәулелену жұтылатын энергияға (барлық энергияны тері сіңіреді деп есептегенде) ондаған джоульге сәйкес келеді. Сонымен қатар, бұл энергия тек жылу түрінде ғана емес, ішінара қысқа мерзімді изотоптардың пайда болуымен кеме материалында ядролық реакцияларды бастау үшін пайдаланылуы мүмкін: басқаша айтқанда, төсем радиоактивті болады.

Түскен протондар мен гелий ядроларының кейбірі магниттік өрістің әсерінен ауытқуы мүмкін және қайталама сәулелену көптеген қабаттардан тұратын күрделі қабықпен қорғалуы мүмкін, бірақ бұл мәселелердің де шешімі жоқ. Сонымен қатар, ұшу кезінде кемеге қызмет көрсету сатысында «қай материал сәулеленуден аз жойылады» түріндегі іргелі қиындықтар нақты мәселелерге айналады - «күніне елу миллизиверт фоны бар бөлікте төрт 25 болтты қалай бұрап алу керек. сағат».

Еске салайық, Хаббл телескопының соңғы жөндеуі кезінде ғарышкерлер әуелі камералардың бірін бекіткен төрт болтты бұрап ала алмаған. Жермен кеңескеннен кейін олар моментті шектейтін кілтті кәдімгі кілтке ауыстырып, дөрекі күш қолданды. Болттар орнынан қозғалды, камера сәтті ауыстырылды. Егер кептеліп қалған болтты алып тастаса, екінші экспедицияға жарты миллиард АҚШ доллары керек еді. Немесе бұл мүлдем болмас еді.

Шешу жолдары бар ма?

Ғылыми фантастикада (көбінесе ғылымнан гөрі қиялда) жұлдызаралық саяхат «субғарыш туннельдері» арқылы жүзеге асады. Ресми түрде Эйнштейннің кеңістік-уақыттың геометриясын осы кеңістік-уақытта бөлінген масса мен энергияға байланысты сипаттайтын теңдеулері ұқсас нәрсеге мүмкіндік береді - тек болжамды энергия шығындары бір күн үшін зымыран отынының көлемін бағалаудан әлдеқайда нашар. Проксима Центавриге ұшу. Сізге тек көп энергия қажет емес, сонымен қатар энергия тығыздығы теріс болуы керек.

Тұрақты, үлкен және қуатты «құрт саңылауын» құру мүмкін бе деген сұрақ тұтастай Әлемнің құрылымы туралы іргелі сұрақтарға байланысты. Физикадағы шешілмеген мәселелердің бірі - қарапайым бөлшектердің әрекетін және төрт негізгі физикалық әрекеттесулердің үшеуін сипаттайтын стандартты модель деп аталатын теорияда ауырлық күшінің жоқтығы. Физиктердің басым көпшілігі гравитацияның кванттық теориясында жұлдызаралық «гиперкеңістік арқылы секірулер» үшін орын болатынына күмәнмен қарайды, бірақ, қатаң айтқанда, жұлдыздарға ұшудың уақытша шешімін іздеуге ешкім тыйым салмайды.

«Жастар технологиясы» 1991 No10, 18-19 б.

Владимир АЦЮКОВСКИЙ,
Техника ғылымдарының кандидаты,
Жуковский, Мәскеу облысы.

Жұлдызаралық саяхат мүмкін бе?

Баспасөзді НЛО туралы хабарлардың толқыны басып қалды. Куәгерлердің айтуынша, адам жасаған НЛО-ны көрген. Олар бөтен өркениеттердің ғарыш кемелерін бақылағандарына күмән келтірмейді. Дегенмен, біздің санамыз мұны қабылдаудан бас тартады: Күн жүйесінің планеталары үшін Жерден басқа өркениеттердің болуы мүмкін емес дерлік, өйткені оларда, ең болмағанда, бетінде өмір сүруге жағдай жоқ. Мүмкін жер асты? Екіталай, дегенмен...

Ал басқа жүйелердің планеталарында өмір болуы мүмкін, бірақ ол олардан өте алыс: ең жақын 28 жұлдыз 4 (Ең жақын Кентавр) мен 13 жарық жылына (Каптейн жұлдызы) дейінгі диапазонда орналасқан. Сириус А және В, Прокён А және В, Тау Цети сияқты жұлдыздар осы аралықта орналасқан. Жақын емес! Егер кемелер жарық жылдамдығымен алға-артқа ұшатын болса, онда бұл екі бағытта да 8 жылдан 26 жылға дейін созылады және бұл тек жақын жұлдыздарға қатысты. Жеделдету және баяулау уақытын есептемегенде. Бұл оңай емес, яғни жарыққа қарағанда жылдамырақ ұшу керек.

Ал, осындай жылдамдықтарға (және тежеу) жету үшін қанша уақыт қажет болатынын есептейік. Түсінікті болу үшін нәтижелер кестеде жинақталған, оның ішінен белгілі бір үдеуде белгілі бір жылдамдыққа жету үшін қажетті уақытты бірден білуге ​​болады. Көрсетіледі: егер біз бір жақты сапардың рұқсат етілген ұзақтығын бір айға тең деп алсақ, онда сіз жарық жылдамдығының көптеген ондаған жылдамдығымен ұшуыңыз керек және онымен жеделдету (және баяулау) керек. көптеген жүздеген жердегі үдеулердің үдеуі. Ммм!.. Осының бәріне біз әлі де бір жерден қуат алуымыз керек! Еріксіз сұрақ туындайды: жұлдызаралық ұшулар мүмкін бе? Бірақ НЛО қайдан пайда болады? Оның үстіне олар өздерін тайсалмай ұстайды: олар кенет жоғалып кетеді, дұрыс бұрышта маневр жасайды, бірдеңе шығарады ... Егер ...

Өйткені, бізге не керек? Тек үш сұраққа жауап беріңіз:

1. Негізінде жарық жылдамдығынан асатын жылдамдықпен ұшуға болады ма? (Мектепте олар маған жасамауды үйретті.)

2. Денені бұзбай қатты үдеу мүмкін бе? (Қазіргі заманғы тұжырымдамаларға сәйкес, қазірдің өзінде 10 есе артық жүктеме рұқсат етілген ең жоғары болып табылады.)

3. Үдеу мен тежеу ​​үшін энергия алуға болады ма? (Есептер бұл үшін термоядролық энергия жеткіліксіз екенін көрсетеді.)

Бір қызығы, барлық сұрақтар, жақшадағы скептикалық ескертулерге қарамастан, бүгінде оң жауаптар бар. А.Эйнштейн салған тыйымның арқасында ғана жарық жылдамдығынан асатын жылдамдықпен ұшу мүмкін емес. Бірақ неліктен жер бетінде оның салыстырмалылық теориясы абсолютті ақиқат дәрежесіне көтерілді? Өйткені, бұл постулаттардан, яғни авторлық өнертабыстардан туындайды, олардың өзі жалған алғышарттарға негізделген. Мысалы, 1887 жылы әйгілі Мишельсон тәжірибесінде оның шамасы күтілгеннен аз болып шыққанымен (ол кезде шекаралық қабат түсінігі белгісіз) эфирлік жел ашылды. Не болады? Бір жағынан, SRT - арнайы салыстырмалылық теориясы - эфир бар болса, өмір сүре алмайды. Екінші жағынан, GTR - жалпы салыстырмалылық теориясы - Эйнштейннің өзі «Эфир туралы» және «Эфир және салыстырмалылық теориясы» мақалаларында жазғандай, әрқашан эфирдің болуын болжайды. Бұл қайшылықты қалай түсінуге болады?

SRT және GTR бойынша барлық негізгі эксперименттерге менің сыни шолуым («Салыстырмалылық теориясының логикалық және эксперименттік негіздерін қараңыз. Аналитикалық шолу.» М., MPI, 1990, 56 б.) олардың арасында мұны біржақты растайтын жоқ екенін көрсетті. теория! Сондықтан бұл жерде оны есепке алмауға болады және жеңілдікпен қарастыруға болады. Сонымен қатар, П.Лаплас гравитациялық бұзылулардың таралу жылдамдығы жарық жылдамдығынан кемінде 50 миллион есе жоғары екенін және тек шексіз үлкен жылдамдықты қабылдайтын статикалық формулалармен жұмыс істейтін аспан механикасының бүкіл тәжірибесін анықтады. ауырлық күшінің таралуы, мұны растайды. Бір сөзбен айтқанда, жарықтың төменгі жылдамдығына тыйым салынбаған, бұл жалған дабыл болды.

Екінші сұраққа көшейік. Ғарышкердің қалай жылдамдататынын қарастырайық? Зымыран газдары жану камерасының қабырғасын басады, ол зымыранға, зымыран орындықтың арқасына, ал орындықтың арқасына басады. Ал денесі, астронавттың бүкіл массасы тыныштықта қалуға тырысып, деформацияланған және күшті әсерден құлап кетуі мүмкін. Бірақ егер сол ғарышкер қандай да бір жұлдыздың гравитациялық өрісіне құлап кетсе, онда ол әлдеқайда жылдамырақ болса да, ол ешқандай деформацияны бастан өткермес еді, өйткені оның денесінің барлық элементтері бір уақытта және бірдей жылдамдатады. Егер сіз ғарышкерге эфирді үрлесеңіз, дәл солай болады. Бұл жағдайда эфир ағыны - нағыз тұтқыр газ - денені деформацияламай, әрбір протонды және тұтастай ғарышкерді жеделдетеді (А. Беляевтің «Ариэль» ғылыми-фантастикалық романын еске түсіріңіз). Оның үстіне, ағын біркелкі болса, үдеу кез келген мәнге ие болуы мүмкін. Сондықтан мұнда да мүмкіндіктер бар.

Ақырында, сіз энергияны қайдан аласыз? Менің деректерім бойынша («Жалпы эфир динамикасы. Газ тәрізді эфир туралы идеялар негізінде материя мен өрістердің құрылымдарын модельдеу» бөлімін қараңыз. М., Энергоатомиздет, 1990, 280 б.б.) эфир – жұқа құрылымды нақты газ, сығылатын. және тұтқыр. Рас, оның тұтқырлығы өте аз және бұл планеталардың баяулауына іс жүзінде әсер етпейді, бірақ жоғары жылдамдықта ол өте елеулі рөл атқарады. Эфирдің қысымы орасан зор, 29 атм-де 2 х 10-нан астам (32 Н/кв. м-де 2 х 10), тығыздығы - 8,85 х 10 дюйм - 12 кг/куб. м (жерге жақын кеңістікте). Белгілі болғандай, оның ішінде бізді кеңістіктің кез келген нүктесінде кез келген көлемдегі бөліктерде шексіз энергиямен қамтамасыз ете алатын табиғи процесс бар... Біз құйындар туралы айтып отырмыз.

Қарапайым торнадолар кинетикалық энергияны қайдан алады? Ол атмосфераның потенциалдық энергиясынан өздігінен пайда болады. Назар аударыңыз: егер соңғысын пайдалану іс жүзінде мүмкін болмаса, онда бірінші, мысалы, турбинаны айналдыру үшін торнадо мәжбүрлеу арқылы пайдалануға болады. Торнадо діңге ұқсайтынын бәрі біледі - негізі қалыңырақ. Бұл жағдайды талдау оның атмосфералық қысыммен қысылғанын көрсетті. Оның сыртындағы қысым торнадо денесіндегі газ бөлшектерінің қысу процесінде спираль түрінде қозғалуына әкеледі. Қысым күштерінің айырмашылығы - сыртқы және ішкі (плюс орталықтан тепкіш күш) пайда болатын күштің газ бөлшектерінің траекториясына проекциясын береді (1-сурет) және олардың торнадо денесінде үдеуін тудырады. Ол жұқа болып, оның қабырғасының қозғалыс жылдамдығы артады. Бұл жағдайда бұрыштық импульстің сақталу заңы mrv = const қолданылады және торнадо неғұрлым сығылған сайын, қозғалыс жылдамдығы соғұрлым жоғары болады. Осылайша, планетаның бүкіл атмосферасы әрбір торнадода жұмыс істейді; Оның энергиясы 1 кг/текше метрге тең ауа тығыздығына негізделген. м, ал қысым 1 атмға тең (5 Н/кв. м-де 10). Ал эфирде тығыздық 11 рет аз, бірақ қысым 29 (!) рет жоғары. Эфирдің де энергиямен қамтамасыз етуге қабілетті өз механизмі бар. Бұл BL, шар найзағай.

BL эфир-динамикалық моделі оның барлық ерекшеліктерін тұтастай түсіндіруге қабілетті жалғыз (!). Ал эфирден экологиялық таза энергия алу үшін бүгінгі күні жетіспейтін нәрсе - жасанды CMM жасауды үйрену. Әрине, біз эфирде құйынды қалыптастыру үшін жағдай жасауды үйренгеннен кейін. Бірақ біз мұны қалай істеу керектігін білмейміз, сонымен қатар оған қай жағынан келу керектігін де білмейміз. Жаруға өте қиын жаңғақ! Бір нәрсе жігерлендіреді: табиғат оларды қалай да жасай алады, бұл CMM! Егер солай болса, бәлкім, біз де бір күні басқара алатын шығармыз. Содан кейін атом электр станцияларының, су электр станцияларының, жылу электр станцияларының, жылу электр станцияларының, жел электр станцияларының, күн электр станцияларының және басқа электр станцияларының қажеті болмайды. Кез келген жерде кез келген қажетті мөлшердегі энергияға ие болған адамзат экологиялық мәселелерді шешуге мүлде басқаша қарайтын болады. Әрине, егер ол өз планетасында бейбіт өмір сүруге мәжбүр болса және оның туған жері ғана емес, бүкіл Күн жүйесі де жойылады! Көрдіңіз бе, энергиямен мәселені шешуге болады. Сонымен қатар, маңызды детальға назар аударыңыз - бұл әдіспен отынның массасын жеделдету және баяулатудың қажеті болмайды, ол қазір негізінен кеменің массасын анықтайды.

Ал, жұлдызаралық кеменің өзі ше, ол қалай жобалануы керек? Иә, кем дегенде бұрыннан таныс «ұшатын табақша» түрінде. (2-сурет.) Оның алдыңғы бөлігінде қоршаған кеңістіктен эфирді сіңіретін екі «эфир қабылдауы» бар. Олардың артында құйынды түзу камералары бар, оларда эфир бұралған және өздігінен тығыздалған. Әрі қарай құйынды каналдар бойымен эфирлік торнадолар аннигиляциялық камераға жеткізіледі, онда олар (бірдей бұранда қозғалыстарымен, бірақ қарама-қарсы бағытта бағытталған; соқамен бірін-бірі жойып жібереді. Тығыздалған эфир шекаралық қабатпен шектелмейді және жарылып, барлық бағыттарда шашыраңқы реактивті ағын - бүкіл кемені және астронавттың денесін басып алатын ағын, ал кеме қарапайым евклидтік кеңістікте және қарапайым уақытта ұшады ...

Бірақ егіздердің парадокстары, массаның өсуі және ұзындығының қысқаруы туралы не деуге болады? Бірақ амал жоқ. Постулаттар – олар постулаттар – еркін өнертабыстар, еркін қиялдың жемісі. Және оларды дүниеге әкелген «теориямен» бірге алып тастау керек. Өйткені, егер адамзатқа қолданбалы мәселелерді шешетін уақыт жеткен болса, онда оны ешбір жоғарылатылған билік олардың жоқтан келген алыпсатарлық кедергілерімен тоқтатпауы керек.

Ескерту: Аталған кітаптарға тапсырыс беруге болады: 140160, Жуковский, Мәскеу облысы, пошта жәшігі 285.

Тек біздің Галактикада жұлдыздар жүйелері арасындағы қашықтық елестету мүмкін емес. Егер ғарыштан келген жат планеталықтар Жерге шынымен барса, олардың техникалық даму деңгейі біздің жердегі қазіргі деңгейден жүз есе жоғары болуы керек.

Бірнеше жарық жылдары

Жұлдыздар арасындағы қашықтықты көрсету үшін астрономдар «жарық жылы» ұғымын енгізді. Жарық жылдамдығы ғаламдағы ең жылдам: 300 000 км/с!

Біздің Галактиканың ені 100 000 жарық жылы. Осындай үлкен қашықтықты бағындыру үшін басқа планеталардан келген келімсектерге жылдамдығы жарық жылдамдығына тең немесе одан асатын ғарыш кемесін жасау керек.

Ғалымдар материалдық объект жарық жылдамдығынан жылдам қозғала алмайды деп есептейді. Дегенмен, олар бұрын дыбыстан жоғары жылдамдықты дамыту мүмкін емес деп есептеген, бірақ 1947 жылы Bell X-1 үлгісіндегі ұшақ дыбыстық кедергіні сәтті бұзды.

Бәлкім, болашақта адамзат Әлемнің физикалық заңдылықтары туралы көбірек білім жинақтаған кезде, жердегілер жарық жылдамдығымен және одан да жылдам қозғалатын ғарыш кемесін жасай алады.

Керемет саяхаттар

Шетелдіктер ғарышта жарық жылдамдығымен саяхаттауға қабілетті болса да, мұндай саяхат көп жылдарға созылады. Өмір сүру ұзақтығы орта есеппен 80 жыл болатын жер тұрғындары үшін бұл мүмкін емес еді. Дегенмен, тірі заттардың әр түрінің өзіндік өмірлік циклі бар. Мысалы, АҚШ-тың Калифорния штатында жасы 5000 жыл болған қылшық қарағайлар бар.

Шетелдіктер қанша жыл өмір сүретінін кім біледі? Мүмкін бірнеше мың? Сонда олар үшін жүздеген жылдарға созылатын жұлдызаралық ұшулар әдеттегідей.

Ең қысқа жолдар

Шетелдіктер ғарыш кеңістігі арқылы төте жолдарды - гравитациялық «тесіктерді» немесе гравитация әсерінен пайда болған кеңістіктің бұрмалануын тапқан болуы мүмкін. Ғаламдағы мұндай орындар өзінше көпірге айналуы мүмкін - Әлемнің әртүрлі шеттерінде орналасқан аспан денелері арасындағы ең қысқа жолдар.

Өткен ғасырда жұлдызаралық саяхат (IF) мәселелері бойынша ондаған мың басылымдар пайда болды. Соңғы онжылдықтарда бұл идеялар мен пайымдаулар жиынтығы Интернет ресурстарының арқасында тез өсуде.

Жақында ірі интеграцияланған зерттеу жобалары басталды: Icarus (BIS және Tau Zero Foundation) және 100-Year Starship (DARPA).

Сонымен қатар, МП мәселесін шешуге тікелей бағытталмаған, бірақ оның жеке аспектілерімен байланысты немесе оны шешу үшін қажетті жұмыс туралы ақпараттың үлкен көлемі бар. Мысалы, термоядролық синтез, тіршілікті қамтамасыз етудің жабық жүйелері бойынша жұмыстар, экзопланеталарды іздеу және зерттеу.

Қолданыстағы ақпарат массивімен жұмыс істеу әдістемесін және МП мәселелерін қарау тәсілдерін әзірлеу міндеті туындайды. Бұл мәселені шешу зерттеу объектісі ретінде МП мәселелерінің барлық кешенін қарастыруды талап етеді.

МП жобаларының бірнеше классификациясы ұсынылған. Олар бірқатар мәселелерді шешу үшін әртүрлі себептермен жасалады. Атап айтқанда, бұл жобаның техникалық-экономикалық деңгейіне сәйкес және қозғаушы жүйелердің схемалық диаграммаларына сәйкес жіктеулер.

МП проблемаларын зерттеуде және жұлдызаралық ғарыш аппараттарын жобалауда пайдалы болуы мүмкін қағидаттар ұсынылған және негізделген.

Болашақта МП енгізуді қамтамасыз ететін ғылым мен техниканың әртүрлі салаларындағы қазіргі заманғы зерттеулер бағыттарының жүйелі тізбесі қарастырылған.

МП мәселелері бойынша зерттеулерді тәжірибеде қолдану бағыттары қарастырылған.

Тарихи сызба

1911 жылы К.Е.Циолковский «Әлемдік кеңістіктерді реактивті аспаптармен зерттеу» атты еңбегінде жұлдызаралық қашықтықты еңсеру үшін ғарыштық зымыранның алғашқы техникалық жобасын ашты: «...сондықтан, егер радийдің ыдырауын жеткілікті түрде жеделдету мүмкін болса немесе басқа радиоактивті денелер, бәлкім, барлық дене болса, оны пайдалану, сол басқа жағдайларда, ең жақын күнге (жұлдызға) жету 10-40 жылға дейін төмендейтін реактивті құрылғының жылдамдығын бере алады. Бір тонна салмағы бар зымыранның күн жүйесімен байланысын үзу үшін бір шымшым радий жеткілікті».

20 ғасырдың 50-жылдарына дейін МП жобалары, негізінен, К.Е.Циолковскийдің ойларын қайталады. Ядролық қару жасалғаннан кейін жұлдызаралық ұшулардың егжей-тегжейлі жобалары пайда бола бастады, атап айтқанда, Ф.Дайсонның Орион ядролық жарылыс жобасы негізіндегі зерттеулері, Л.Р.Шеферд жұмысы.

П.Дирак болжаған және 1933 жылы ашылған аннигиляция релятивистік зымырандардың динамикасын зерттеуге серпін берді.

1973-1978 жж. Британдық ғаламшараралық қоғамының (BIS) «Дедал» жобасы МП саласындағы жұмыстағы елеулі жетістік болды. Нәтиже жұлдыз аралық зонд жобасының өзі және басқа да көптеген жобалар мен МП-ның әртүрлі жеке аспектілерін зерттеуге арналған жұмыстар болды.

Бүгінгі таңда «Икар» (BIS және Tau Zero Foundation) және «100-Yar Starship» (DARPA) ірі интеграцияланған ғылыми жобалары жүзеге асырылуда.

К.Е.Циолковскийдің заманынан бері өткен ғасырда жұлдызаралық ұшулар (ЖҚ) мәселелері бойынша мыңдаған жарияланымдар пайда болды. «Жұлдыздараралық» кілт сөзіне арналған AIAA дерекқоры, мысалы, мыңнан астам жарияланымдарды қамтамасыз етеді. Соңғы онжылдықтарда бұл идеялар мен пайымдаулар жиынтығы Интернет ресурстарының арқасында қарқынды дамып келеді.

Осылайша, ақпараттың бар массивімен жұмыс істеу үшін де, МП мәселелерін өздері қарастыру тәсілдерімен де әдістеме мәселелерін әзірлеу міндеті туындайды. МП проблемасының өзін зерттеу объектісі ретінде қарастыру қажеттілігі туындады.

Жұлдызаралық қашықтықты еңсеру технологиясы болашақта жасалуы мүмкін, бірақ бұл мәселені шешу және оны түсіну бүгінгі күні интеллектуалды жемісті бере алады.

Классификация мәселелері

Біз MP жобаларының бар массивін жіктеуден және ретімен бастауымыз керек. Осы мақсатта біз тұжырымдаманы енгізе аламыз Жұлдызаралық саяхат жобасы (IP). МП жобасы – жұлдызаралық қашықтықты еңсеруге қабілетті технологияның сипаттамасы – екі міндетті элементті қамтиды: қозғалыс әдісі (әдістері) және ұшу уақыты.

Құрылымдық тұрғыдан кез келген жұлдыз аралық ұшу жобасын қозғаушы қондырғыға (PS) және пайдалы жүк қондырғысына (PL) бөлуге болады. Кез келген MP жобасының негізгі элементі қашықтан басқару схемасы болып табылады.

Қашықтан басқару схемаларының жеңілдетілген классификациясы. Ол қолданылатын қозғалыстың физикалық принциптеріне негізделген классификацияға негізделген.

PN-ге келетін болсақ, PN көптеген нұсқалары сұрыпталған және кейде ғылыми фантастикалық шығармаларда егжей-тегжейлі сипатталған.

Сондай-ақ МП жобаларын нақты МП схемасының даму деңгейімен жақсы сәйкес келетін нақтылық деңгейі бойынша жіктеу пайдалы. Сәйкес классификация кестеде келтірілген. 1.

Кесте 1. МП жобаларының шынайылық деңгейі бойынша жіктелуі

Бұл жіктеу одан әрі әзірлеу/зерттеу үшін MP жобаларын таңдауға арналған бірінші сүзгі болып табылады. Деңгейді таңдағаннан кейін төменде орналасқан жобаларды қарастырудың қажеті жоқ.

Нақты МП жобаларын қарастырумен қатар, МП мәселесін шешуге тікелей бағытталмаған, бірақ онымен байланысты немесе оны шешу үшін жай ғана қажетті жұмыс туралы ақпараттың орасан зор көлемін ескеру қажет. Бұл, мысалы, термоядролық синтез бойынша жұмыстар, тіршілікті қамтамасыз етудің жабық жүйелері, экзопланеталарды іздеу және зерттеу. МП жобалауға тікелей қатысты мәселелерді шешуге қарамастан дамитын білім қоры осылай қалыптасады.

Кестеде 2-суретте МП мәселелерін зерттеу үшін қажетті білім базасын құрайтын салалардың жеңілдетілген жіктелуі көрсетілген.

Кесте 2. МП мәселелері бойынша білім базасы

МП мәселелерін зерттеу принциптері

Принцип – кез келген қызметтің жетекші ұстанымы, негізгі ережесі, баптауы. Сонымен қатар, олардың маңыздылығына қарамастан, қағидалар категориялық емес, кез келген принциптен бас тартуға немесе өзгертуге болады, бірақ мұндай бас тартудың себептерін түсіну және түсіндіру маңызды;

Тұжырымдама мен қағидалар жиынтығы бір зерттеу жұмысы үшін де, әртүрлі күш-жігерді үйлестіру үшін де пайдалы. Принциптер, сондай-ақ жіктеулер анық перспективасыз аймақтарды жылдам сүзу үшін пайдаланылуы мүмкін. Бұл жағдайда зерттеуші жобаның шынайылығына қойылатын талаптардың «қатаңдық» деңгейін таңдай алады.

МП дамыту принциптерінің келесі жиынтығын және жалпы тұжырымдарын ұсына аламыз:

1. Болжалды технологияларға сүйену принципі.

Бұл принцип Дедал жобасы үшін тұжырымдалған. Ол екі ережеге негізделген:

• сол кездегі (1973 жылы) және бүгінде бар технологиялар бойынша жұлдызаралық ұшу мүмкін емес;
• Іс жүзінде әлі жасалмаған технологияларға сүйену жұмыс істеуден бас тартуды білдіреді.

Болжамды технологиялар теориялық тұрғыдан негізделген;

2. Бас тарту принципісиқырлы таяқша»прогресс.

Бұл принцип күрделі мәселелерге жиі қолданылатын тәсілден бас тартуды білдіреді. Мұндай проблемаларды қарастырудан көбіне олардың шешімдері болашақта табылуы мүмкін деген сылтаумен қашады. Алайда мұндай шешімді алу мүмкіндігін түсіндірмей, мәселені шешуді болашаққа қалдыруға болмайды.

3. «Қаржылық абстракция» принципі.

Экономикалық жағдайды жүз жыл бұрын анықтау мүмкін болмағандықтан, нақты МП-ны жүзеге асырудың қаржылық шығындарын бағалаудың мәні жоқ.

4."гуманитарлық»Ппринципі.

Кеме бортындағы өмір сүру жағдайлары Жердегі орташа өмір сүру жағдайынан кем болмауы керек.

5. Қайтармау принципі.

Ғарыш кемесі экипажының Жерге оралуы кез келген адам басқаратын ұшудың басты мақсаты болып табылады. Бірақ бұл күн жүйесіндегі рейстерге ғана қатысты. МП үшін ұзақ қашықтыққа және ұшу ұзақтығына байланысты қайтып оралу тек техникалық қолжетімсіз емес (1-қағиданы қараңыз), сонымен қатар мағынасыз.

Жерге қайта ұшуға мотивация іс жүзінде жоқ. Әрине, туған жерге деген сағыныш сөзсіз, бірақ адамның өзі Жерге тек оның ұрпағы ғана жете алмайды; Жаңа әлемдерді зерттеу немесе олардың ұрпақтарын Жерге қайтару арасындағы таңдау бірінші нұсқаның пайдасына жасалуы мүмкін.

Алып Галактиканы зерттеу және игеру үшін Жерге әрбір жұлдызға жұлдызаралық кемелер жіберудің қажеті жоқ: ең жақын жұлдыздар төңірегінде – шамамен 50 жарық жылы радиусында ондаған планеталық жүйелерді орналастыру жеткілікті.

Күннің ең жақын жұлдызды аудандарының диаграммасы және алғашқы депутаттардың ықтимал бағыттары. Жасыл нүктелі сызық - Күн жүйесінен жұлдызаралық ұшулардың ықтимал бағыттары, қызыл сызық - бұрыннан дамыған жүйелерден. Сандар – жарық жылдарындағы қашықтық

Әрі қарай қозғалысты дамыған жүйелерден жаңа «қызы» өркениеттер жүзеге асырады. Ал Жер үшін айналадағы жұлдыздар жүйелері дамығаннан кейін ғарыш дәуірі, кеңістіктің кеңею дәуірі аяқталады. Дәл осы мақсат - басқарылатын ғарыш аппараттары арқылы жұлдызаралық кеңістікті еңсеру және жақын маңдағы жұлдыздық жүйелерді зерттеу - жер астронавтикасының «түпкі» мақсаты.

МП мәселелері бойынша зерттеулерді практикалық қолдану туралы

Жұлдызаралық ұшулар – алыс (бірақ болжауға болатын) болашақтың мәселесі. Сонымен қатар, мен қазірдің өзінде зерттеулердің практикалық нәтижелерін көргім келеді. Сөзсіз танымдық және дүниетанымдық маңыздылығымен қатар МП проблемаларын зерттеуді оқу-тәрбие процесінде тиімді пайдалануға болады. Мұндай пайдаланудың тиімділігі мәселенің ерекшелігімен – ғылым мен техниканың сан алуан салаларындағы білім синтезіне сүйенумен анықталады.

Әдебиет

1. Циолковский К.Е. Әлемдік кеңістіктерді реактивті құрылғылармен зерттеу / Зымыран технологиясы бойынша еңбектер. М.: Оборонгиз, 1947. 368 б.

2. Шопан, L. R. Жұлдызаралық ұшу. Дж. Брит. Int. Сок., 1952.V.11. 149-167 б.

3. Зенгер Е. Фотонды зымырандардың механикасы туралы. М.: Шетел әдебиеті, 1958 ж. 142 б.

4. Дедал жобасы: жұлдызаралық саяхаттың инженерлік мүмкіншілігін көрсету. Британдық планетааралық қоғам, 2003. 390 б.