На 12 април 2016 година, познатиот британски физичар Стивен Хокинг и рускиот бизнисмен и филантроп Јуриј Милнер објавија распределба на 100 милиони долари за финансирање на проектот. Пробив Starshot. Целта на проектот беше да се развијат технологии за создавање вселенски летала способни да направат меѓуѕвезден лет до Алфа Кентаур.

Илјадници научно-фантастични романи опишуваат џиновски фотонски ѕвездени бродови со големина на мал (или голем) град, кои заминуваат на меѓуѕвезден лет од орбитата на нашата планета (поретко, од површината на Земјата). Но, според авторите на проектот, Пробив Starshot, сè ќе се случи сосема поинаку: во еден значаен ден две илјади од некоја година, не една или две, туку стотици и илјадници мали вселенски бродови со големина на нокт и со тежина од 1 g ќе се лансираат до една од најблиските ѕвезди, Алфа Кентаур. И секое од нив ќе има тенко соларно едро со површина од 16 m 2, кое ќе го носи вселенскиот брод со сè поголема брзина напред - до ѕвездите.

„Пука кон ѕвездите“

Основата на проектот Пробив Starshotбеше статија на професорот по физика во УЗ Санта Барбара, Филип Лубин, „План за меѓуѕвезден лет“ ( Патоказ за меѓуѕвезден лет). Главната цел на проектот е да се овозможат меѓуѕвездени летови во текот на животот на следната генерација луѓе, односно не со векови, туку со децении.

Веднаш по официјалното објавување на програмата StarshotАвторите на проектот беа погодени од бран критики од научници и технички специјалисти од различни области. Критичките експерти забележаа бројни неточни проценки и едноставно „празни точки“ во програмскиот план. Некои коментари беа земени предвид и планот на летот беше малку приспособен во првото повторување.

Значи, меѓуѕвездената сонда ќе биде вселенска едрилица со електронски модул StarChipсо тежина од 1 g, поврзано со тешки ремени со соларно едро со површина од 16 m 2, дебелина од 100 nm и маса од 1 g, се разбира, светлината на нашето Сонце не е доволна дури и да се забрза таква лесна структура до брзини со кои меѓуѕвезденото патување нема да трае со милениуми. Затоа, главниот белег на проектот StarShot- ова е оверклокување со помош на моќни ласерско зрачење, кој се фокусира на едрото. Лубин проценува дека со моќност на ласерскиот зрак од 50–100 GW, забрзувањето ќе биде околу 30.000 g, а за неколку минути сондата ќе достигне брзина од 20% од светлината. Летот до Алфа Кентаур ќе трае околу 20 години.

Неодговорени прашања: бран критики

Филип Лубин во својата статија дава нумерички проценки на точките од планот, но многу научници и специјалисти се многу критични за овие податоци.

Се разбира, да се развие таков амбициозен проект како Пробив Starshot, потребни се години работа, а 100 милиони долари не се толку голема сума за работа од ваков обем. Ова особено се однесува на копнената инфраструктура - фазна низа на ласерски емитери. Инсталирањето на таков капацитет (50–100 GW) ќе бара огромна количина на енергија, односно ќе треба да се изградат најмалку десетина големи електрани во близина. Покрај тоа, ќе биде неопходно да се отстрани огромна количина топлина од емитери во текот на неколку минути, а како да се направи тоа сè уште е целосно нејасно. Во проектот има такви неодговорени прашања Пробив Starshotогромна сума, но досега работата само што започна.

„Научниот совет на нашиот проект вклучува водечки експерти, научници и инженери во различни релевантни области, вклучително и двајца нобеловци“, вели Јуриј Милнер. - И слушнав многу избалансирани оценки за изводливоста на овој проект. Притоа, ние секако се потпираме на комбинираната експертиза на сите членови на нашиот научен совет, но во исто време сме отворени за поширока научна дискусија“.

Под ѕвездените едра

Еден од клучните детали на проектот е соларното едро. Во оригиналната верзија, површината на плови првично беше само 1 m 2, и поради тоа, не можеше да го издржи загревањето за време на забрзувањето во полето на ласерското зрачење. Новата верзија користи едро со површина од 16 м2, па термичкиот режим, иако доста тежок, според прелиминарните проценки нема да го стопи или уништи едрото. Како што пишува самиот Филип Лубин, планирано е да се користат не метализирани премази, туку целосно диелектрични повеќеслојни огледала како основа за плови: „Ваквите материјали се карактеризираат со умерен коефициент на рефлексија и исклучително мала апсорпција. Да речеме, оптичките очила за оптички влакна се дизајнирани за високи светлосни флуксови и имаат апсорпција од околу дваесет трилионити на 1 микрон дебелина. Не е лесно да се постигне добар коефициент на рефлексија од диелектрик со дебелина на едро од 100 nm, што е многу помало од брановата должина. Но, авторите на проектот имаат некаква надеж во користењето на нови пристапи, како што се еднослојните метаматеријали со негативен индекс на рефракција.

Соларно едро

Еден од главните елементи на проектот е соларно едро со површина од 16 m2 и маса од само 1 g. треба да биде доволно за да се спречи топењето на едрото во полето на зрачење од 100-GW ласер). Поперспективен пристап, кој овозможува да се направи дебелината на едрото помала од брановата должина на рефлектираната светлина, е да се користи еднослој на метаматеријал со негативен индекс на прекршување како основа на едрото (таков материјал има и наноперфорација, што дополнително ја намалува неговата маса). Втората опција е да се користи материјал не со висок коефициент на рефлексија, туку со низок коефициент на апсорпција (10 -9), како што се оптички материјали за светлосни водичи.

„Исто така, треба да земете во предвид дека рефлексијата од диелектричните огледала е прилагодена на тесен опсег на бранови должини, а како што сондата се забрзува, доплеровиот ефект ја поместува брановата должина за повеќе од 20%,“ вели Лубин. - Ова го зедовме предвид, па рефлекторот ќе се прилагоди на приближно дваесет проценти од пропусниот опсег на зрачење. Ние дизајниравме такви рефлектори. Доколку е потребно, достапни се и рефлектори со поголема пропусност“.

Ласерска инсталација

Главната електрана на вселенскиот брод нема да лета до ѕвездите - ќе се наоѓа на Земјата. Ова е фазна низа на ласерски емитери базирана на земја со димензии 1×1 km. Вкупната ласерска моќност треба да биде од 50 до 100 GW (ова е еквивалентно на моќноста на 10-20 хидроцентрали во Краснојарск). Се претпоставува дека ќе користи фазирање (т.е. менување на фазите на секој поединечен емитер) за да го фокусира зрачењето со бранова должина од 1,06 μm од целата решетка во место со дијаметар од неколку метри на растојанија до многу милиони километри (на максималната точност на фокусирање е 10 −9 радијани). Но, таквото фокусирање е многу попречено од турбулентната атмосфера, која го замаглува зракот во место приближно со големина на лачна секунда (10 -5 радијани). Се очекува да се постигнат подобрувања од четири реда на магнитуда со помош на адаптивна оптика (AO), која ќе ги компензира атмосферските нарушувања. Најдобри системиадаптивната оптика во современите телескопи го намалува заматувањето на 30 милисекунди лак, односно остануваат уште околу два и пол реда на големина до планираната цел. „За да се надминат атмосферските турбуленции од мали размери, фазната низа мора да се разложи на многу мали елементи, големината на елементот што емитува за нашата бранова должина не треба да биде поголема од 20-25 см“, објаснува Филип Лубин. - Ова се најмалку 20 милиони емитери, но оваа бројка не ме плаши. За повратни информацииВо системот AO планираме да користиме многу референтни извори - светилници - и на сондата, и на матичниот брод и во атмосферата. Дополнително, ќе ја следиме сондата на пат до целта. Ние, исто така, сакаме да ги користиме ѕвездите како пловка за да ја прилагодиме фазата на низата кога го примаме сигналот од сондата по пристигнувањето, но ќе ја следиме сондата за да бидеме сигурни“.

Пристигнување

Но, тогаш сондата пристигна во системот Алфа Кентаур, ја фотографираше околината на системот и планетата (ако ги има). Оваа информација мора некако да се пренесе на Земјата, а моќта на ласерскиот предавател на сондата е ограничена на неколку вати. И пет години подоцна ова слаб сигналмора да бидат прифатени на Земјата, изолирајќи ги ѕвездите од зрачењето на позадината. Според авторите на проектот, сондата маневрира кон целта на таков начин што едрото се претвора во Френелска леќа, фокусирајќи го сигналот од сондата во правец на Земјата. Се проценува дека идеален објектив со идеално фокусирање и идеална ориентација го засилува сигналот од 1 W до изотропен еквивалент од 10 13 W. Но, како можеме да го разгледаме овој сигнал на позадината на многу помоќното (за 13-14 реда на величина!) зрачење од ѕвездата? „Светлината од ѕвездата е всушност прилично слаба бидејќи ширината на линијата на нашиот ласер е многу мала. Тесната линија е клучен фактор за намалување на позадината, вели Лубин. - Идејата да се направи леќа Френел од едро заснована на дифракционен елемент со тенок филм е доста сложена и бара многу прелиминарна работа за да се разбере точно како најдобро да се направи ова. Оваа точка е всушност една од главните во нашиот проектен план“.

Меѓуѕвездениот лет не е прашање на векови, туку на децении

Јури Милнер ,
Руски бизнисмен и филантроп,
Основач на Breakthrough Initiatives:

Во текот на изминатите 15 години, значителен, може да се каже, револуционерен напредок се случи во три технолошки области: минијатуризација на електронските компоненти, создавање на нова генерација материјали, а исто така и намалување на трошоците и зголемување на ласерската моќност. Комбинацијата на овие три трендови доведува до теоретска можност за забрзување на наносателитот до речиси релативистички брзини. Во првата фаза (5-10 години), планираме да спроведеме подлабока научна и инженерска студија за да разбереме колку е изводлив овој проект. На веб-страницата на проектот има листа од околу 20 сериозни технички проблеми, без чие решавање нема да можеме да продолжиме. Ова не е конечна листа, но врз основа на мислењето на научниот совет, сметаме дека првата фаза од проектот има доволна мотивација. Знам дека проектот „ѕвездено едро“ е предмет на сериозни критики од експерти, но мислам дека ставот на некои критички експерти е поврзан со не сосема точно разбирање на она што навистина го предлагаме. Не финансираме лет до друга ѕвезда, туку реални повеќенаменски случувања поврзани со идејата за меѓуѕвездена сонда само во општа насока. Овие технологии ќе се користат и за летови во Сончевиот систем и за заштита од опасните астероиди. Но, поставувањето на таква амбициозна стратешка цел како меѓуѕвезден лет изгледа оправдано во смисла дека развојот на технологијата во изминатите 10-20 години веројатно го прави спроведувањето на таков проект не прашање на векови, како што многумина претпоставуваа, туку на децении.

Од друга страна, фазната низа на оптички емитери/приемници на зрачење со вкупна бленда од километар е инструмент способен да гледа егзопланети од растојанија од десетици парсеци. Со помош на прилагодливи приемници со бранова должина, може да се одреди составот на атмосферата на егзопланетите. Дали воопшто се потребни сонди во овој случај? „Секако, користењето на фазна низа како многу голем телескоп отвора нови можности во астрономијата. Но, додава Лубин, планираме да додадеме инфрацрвен спектрометар на сондата како подолготрајна програма покрај камерата и другите сензори. Имаме одлична фотоника група во УЗ Санта Барбара која е дел од соработката“.

Но, во секој случај, според Лубин, првите летови ќе бидат направени во рамките на Сончевиот систем: „Бидејќи можеме да испратиме огромен број сонди, ова ни дава многу различни можности. Можеме да испратиме и слични мали ( нафора-скала, односно на чип) сонди на конвенционални ракети и ги користат истите технологии за проучување на Земјата или планетите и нивните сателити во Сончевиот систем“.

Уредниците им се заблагодаруваат на весникот „Троицки опција - наука“ и на неговиот главен уредник Борис Стерн за нивната помош во подготовката на статијата.

И го напушти Сончевиот систем; Сега тие се користат за проучување на меѓуѕвездениот простор. На почетокот на 21 век, нема станици чија директна мисија би била да летаат до најблиските ѕвезди.

Растојанието до најблиската ѕвезда (Проксима Кентаур) е околу 4.243 светлосни години, односно околу 268 илјади пати повеќе од растојанието од Земјата до Сонцето.

Ѕвездени проекти водени од притисокот на електромагнетните бранови

Во 1971 година, во извештајот на Г. Маркс на еден симпозиум во Бјуракан, беше предложено да се користат ласери со Х-зраци за меѓуѕвездено патување. Можноста за користење на овој тип на погон подоцна беше истражена од НАСА. Како резултат на тоа, беше донесен следниов заклучок: „Ако се најде можноста за создавање ласер кој работи во опсегот на бранова должина на Х-зраци, тогаш можеме да зборуваме за вистински развој авиони(забрзан од зракот на таков ласер), кој ќе може да покрива растојанија до најблиските ѕвезди многу побрзо од сите моментално познати системи со ракетни мотори. Пресметките покажуваат дека со помош на вселенскиот систем што се разгледува во ова дело, можно е да се достигне ѕвездата Алфа Кентаур... за околу 10 години“.

Во 1985 година, R. Forward предложи дизајн на меѓуѕвездена сонда забрзана од микробранова енергија. Проектот предвидуваше сондата да стигне до најблиските ѕвезди за 21 година.

На 36. Меѓународен астрономски конгрес беше предложен проект за ласерски ѕвезден брод, чие движење е обезбедено од енергијата на оптичките ласери лоцирани во орбитата околу Меркур. Според пресметките, патот на ѕвезден брод со ваков дизајн до ѕвездата Ипсилон Еридани (10,8 светлосни години) и назад би траел 51 година.

Мотори за уништување

Главните проблеми што ги идентификуваа научниците и инженерите кои ги анализираа дизајните на ракетите за уништување се добивањето на потребното количество антиматерија, складирање и фокусирање на протокот на честички во посакуваната насока. Се посочува дека моменталната состојба на науката и технологијата ни теоретски не дозволува создавање на такви структури.

Рам мотори напојувани од меѓуѕвезден водород

Главната компонента на масата на современите ракети е масата на гориво што ја бара ракетата за забрзување. Ако некако можеме да ја искористиме околината околу ракетата како работна течност и гориво, можеме значително да ја намалиме масата на ракетата и со тоа да постигнеме големи брзини.

Генерација бродови

Меѓуѕвезденото патување е можно и со помош на ѕвездени бродови кои го имплементираат концептот на „бродови од генерација“ (на пример, како колониите на О'Нил, во такви ѕвездени бродови, се создава и одржува затворена биосфера, способна да се одржува и да се репродуцира себеси неколку илјади години). Летот се случува со мала брзина и трае многу долго време, при што многу генерации астронаути успеваат да се променат.

FTL погон

Белешки

Видете исто така

Извори

• Колесников Ју В. Треба да изградите ѕвездени бродови. М., 1990. 207 стр. ISBN 5-08-000617-X.
• http://www.gazeta.ru/science/2008/01/30_a_2613225.shtml?4 Предавање за меѓуѕвездени летови, за забрзување од 100 км/сек во близина на ѕвезди

Да речеме дека Земјата завршува. Сонцето ќе експлодира, а на планетата и се приближува астероид со големина на Тексас. Големите градови се населени со зомби, а во селата земјоделците интензивно садат пченка бидејќи другите култури изумираат. Итно треба да ја напуштиме планетата, но проблемот е што не се откриени црви дупки во регионот на Сатурн и не се донесени суперлуминални мотори од галаксија далеку, далеку. Најблиската ѕвезда е оддалечена повеќе од четири светлосни години. Дали човештвото ќе може да го постигне тоа со модерна технологија? Одговорот не е толку очигледен.

Малку е веројатно дека некој би тврди дека глобалната еколошка катастрофа што би го загрозила постоењето на целиот живот на Земјата може да се случи само во филмовите. Масовно истребување се случило повеќе од еднаш на нашата планета, при што умреле до 90% од постоечките видови. Земјата доживеа периоди на глобални глацијации, се судри со астероиди и помина низ изливи на вулканска активност.

Се разбира, дури и во текот на повеќето страшни катастрофиживотот никогаш не исчезна целосно. Но, истото не може да се каже за доминантниот вид во тоа време, кој изумре, правејќи пат за другите. Кој е доминантен вид сега? Тоа е тоа.

Многу е веројатно дека можноста да го напуштите вашиот дом и да отидете кај ѕвездите во потрага по нешто ново, некогаш може да го спаси човештвото. Сепак, тешко дека треба да се надеваме дека некои космички добродетели ќе ни го отворат патот кон ѕвездите. Вреди да се пресметаат нашите теоретски способности сами да стигнеме до ѕвездите.

Вселенска арка

Пред сè, на ум ми доаѓаат традиционалните хемиски влечни мотори. Во моментов, четири земски возила (сите беа лансирани во 1970-тите) успеаја да развијат трета брзина на бегство, доволна за засекогаш да го напуштат Сончевиот систем.

Најбрзиот од нив, Војаџер 1, се оддалечи од Земјата на растојание од 130 АЕ за 37 години од неговото лансирање. (астрономски единици, односно 130 растојанија од Земјата до Сонцето). Секоја година уредот патува приближно 3,5 AU. Растојанието до Алфа Кентаур е 4,36 светлосни години или 275.725 АЕ. Со оваа брзина на уредот ќе му бидат потребни речиси 79 илјади години за да стигне до соседната ѕвезда. Најблаго кажано, ќе биде долго чекање.

Фотографија на Земјата (над стрелката) од растојание од 6 милијарди километри, направена од Војаџер 1. Леталото го поминало ова растојание за 13 години.

Можете да најдете начин да летате побрзо, или можете само да поднесете оставка и да летате неколку илјади години. Тогаш само далечните потомци на оние што тргнале на пат ќе стигнат до последната точка. Токму ова е идејата на таканаречениот брод за генерација - вселенска арка, која е затворен екосистем дизајниран за долго патување.

Во научната фантастика има многу различни приказни за генерациски бродови. За нив пишуваа Хари Гарисон („Заробен универзум“), Клифорд Симак („Генерација што ја постигна целта“), Брајан Алдис („Не застанувајќи“), а меѓу помодерните писатели Бернард Вербер („Ѕвездена пеперутка“). Доста често, далечните потомци на првите жители целосно забораваат од каде полетале и која била целта на нивното патување. Или дури и почнуваат да веруваат дека сите постоечки светсе сведува на брод, како, на пример, во романот на Роберт Хајнлајн, посиноците на универзумот. Друг интересен заплет е прикажан во осмата епизода од третата сезона на класичниот Star Trek, каде што екипажот на Enterprise се обидува да спречи судир помеѓу брод од генерација, чии жители заборавиле на својата мисија, и населената планета на која се движеше.

Предноста на генерацискиот брод е што оваа опција нема да бара фундаментално нови мотори. Сепак, ќе биде неопходно да се развие самоодржлив екосистем кој ќе може да опстои без надворешни залихи многу илјадници години. И не заборавајте дека луѓето едноставно можат да се убиваат едни со други.

Експериментот Biosphere-2, спроведен во раните 1990-ти под затворена купола, покажа голем број на опасности кои можат да ги чекаат луѓето за време на таквото патување. Ова ја вклучува брзата поделба на тимот во неколку групи непријателски едни кон други и неконтролираното ширење на штетници, што предизвика недостаток на кислород во воздухот. Дури и обичниот ветер, како што се испоставува, игра витална улога- без редовно лулање, дрвјата стануваат кревки и се кршат.

Технологијата што ги потопува луѓето во долгорочна суспендирана анимација ќе помогне да се решат многу од проблемите на долгорочниот лет. Тогаш ниту конфликтите, ниту здодевноста не се страшни, а системот за одржување на животот ќе се бара да биде минимален. Главната работа е да му обезбедите енергија долго време. На пример, со користење на нуклеарен реактор.

Поврзан со темата на генерацискиот брод е многу интересен парадокс наречен Пресметка на чекање, опишан од научникот Ендрју Кенеди. Според овој парадокс, некое време по заминувањето на бродот од првата генерација, на Земјата може да се откријат нови, побрзи начини на патување, што ќе им овозможи на подоцнежните бродови да ги престигнат првичните доселеници. Значи, можно е до моментот на пристигнување дестинацијата веќе да биде пренаселена од далечните потомци на колонизаторите кои заминале подоцна.

Инсталации за суспендирана анимација во филмот „Alien“.

Возење нуклеарна бомба

Да претпоставиме дека не сме задоволни што потомците на нашите потомци ќе стигнат до ѕвездите, а ние самите сакаме да го изложиме своето лице на зраците на туѓото сонце. Во овој случај, не може да се направи без вселенски брод способен да забрза до брзини што ќе го достави до соседната ѕвезда за помалку од еден човечки живот. И тука ќе помогне старата добра нуклеарна бомба.

Идејата за таков брод се појави во доцните 1950-ти. Леталото било наменето за летови во рамките на Сончевиот систем, но можело да се користи и за меѓуѕвездено патување. Принципот на неговото функционирање е како што следува: зад крмата е инсталирана моќна оклопна плоча. Нуклеарните полнежи со мала моќност рамномерно се исфрлаат од леталото во насока спротивна на летот, кои се детонираат на кратко растојание (до 100 метри).

Полнењата се дизајнирани на таков начин што повеќето производи од експлозијата се насочени кон опашката на леталото. Рефлектирачката плоча го прима импулсот и го пренесува на бродот преку системот на амортизери (без него, преоптоварувањата ќе бидат штетни за екипажот). Рефлектирачката плоча е заштитена од оштетување со светлосен блиц, гама зрачење и плазма со висока температура со облога од графитен лубрикант, кој повторно се прска по секоја детонација.

Проектот НЕРВА е пример за нуклеарен ракетен мотор.

На прв поглед, таквата шема изгледа луда, но е сосема остварлива. За време на еден од нуклеарните тестови на атолот Еневетак, челични сфери обложени со графит беа поставени на 9 метри од центарот на експлозијата. По тестирањето, тие беа пронајдени неоштетени, што ја докажува ефикасноста на заштитата од графит за бродот. Но, Договорот за забрана за тестирање на нуклеарно оружје во атмосферата, вселената и под вода, потпишан во 1963 година, стави крај на оваа идеја.

Артур Ц. Кларк сакаше да го опреми вселенскиот брод Дискавери Еден од филмот 2001: Вселенска одисеја со некој вид мотор за нуклеарна експлозија. Сепак, Стенли Кјубрик го замоли да се откаже од идејата, плашејќи се дека публиката ќе го смета за пародија на неговиот филм „Д-р Стрејнџелав“, или „Како престанав да се плашам и ја сакав атомската бомба“.

Која брзина може да се постигне со помош на серија нуклеарни експлозии? Повеќето информации постојат за проектот за експлозија на Орион, кој беше развиен во доцните 1950-ти во САД со учество на научниците Теодор Тејлор и Фримен Дајсон. Бродот тежок 400.000 тони беше планирано да забрза до 3,3% од брзината на светлината - тогаш летот до системот Алфа Кентаури ќе трае 133 години. Сепак, според сегашните проценки, на сличен начин е можно да се забрза бродот до 10% од брзината на светлината. Во овој случај, летот ќе трае приближно 45 години, што ќе му овозможи на екипажот да преживее додека не пристигне на својата дестинација.

Се разбира, изградбата на таков брод е многу скапа работа. Дајсон проценува дека изградбата на Орион ќе чини околу 3 трилиони долари во денешни долари. Но, ако дознаеме дека нашата планета се соочува со глобална катастрофа, тогаш веројатно е дека брод со нуклеарен импулсен мотор ќе биде последната шанса за опстанок на човештвото.

Гасниот џин

Понатамошен развој на идеите на Орион беше проектот на беспилотното вселенско летало Дедалус, кој беше развиен во 1970-тите од група научници од Британското меѓупланетарно друштво. Истражувачите тргнаа да дизајнираат вселенско летало без екипаж способно да стигне до една од најблиските ѕвезди за време на човечкиот живот, да спроведуваат научни истражувања и да ги пренесуваат добиените информации на Земјата. Главниот услов на студијата беше употребата на постоечки или предвидливи технологии во проектот.

Целта на летот беше Барнардовата ѕвезда, која се наоѓа на оддалеченост од 5,91 светлосни години од нас - во 1970-тите се веруваше дека неколку планети се вртат околу оваа ѕвезда. Сега знаеме дека нема планети во овој систем. Програмерите на Daedalus се насочија кон создавање мотор кој би можел да го достави бродот до неговата дестинација за не повеќе од 50 години. Како резултат на тоа, тие дојдоа до идеја за двостепен апарат.

Потребното забрзување беше обезбедено со серија нуклеарни експлозии со мала моќност што се случуваа во специјален погонски систем. Како гориво се користеле микроскопски гранули од мешавина од деутериум и хелиум-3, озрачени со струја од електрони со висока енергија. Според проектот, во моторот требаше да се случат до 250 експлозии во секунда. Млазницата беше моќно магнетно поле создадено од електраните на бродот.

Според планот, првата фаза на бродот работеше две години, забрзувајќи го бродот до 7% од брзината на светлината. Дедалусот потоа го исфрли потрошениот погонски систем, ослободувајќи се од поголемиот дел од својата маса и ја испука втората етапа, што му овозможи да забрза до крајна брзина од 12,2% од брзината на светлината. Ова ќе овозможи да се стигне до ѕвездата на Барнард 49 години по лансирањето. Ќе беа потребни уште 6 години за да се пренесе сигналот на Земјата.

Вкупната маса на Дедалус беше 54 илјади тони, од кои 50 илјади беа термонуклеарно гориво. Сепак, наводниот хелиум-3 е исклучително редок на Земјата - но го има во изобилство во атмосферите на гасните џинови. Затоа, авторите на проектот имаа намера да извлечат хелиум-3 на Јупитер користејќи автоматизирано растение „плови“ во неговата атмосфера; целиот процес на рударство би траел приближно 20 години. Во истата орбита на Јупитер, беше планирано да се изврши последното склопување на бродот, кој потоа ќе се лансира кон друг ѕвезден систем.

Најтешкиот елемент во целиот концепт на Дедалус беше токму екстракцијата на хелиум-3 од атмосферата на Јупитер. За да го направите ова, неопходно беше да се лета до Јупитер (што исто така не е толку лесно и брзо), да се воспостави база на еден од сателитите, да се изгради фабрика, да се складира гориво некаде... И ова да не зборуваме за моќното зрачење појаси околу гасниот гигант, што дополнително би им го отежнало животот на технологијата и инженерите.

Друг проблем беше тоа што Дедал немаше способност да забави и да влезе во орбитата околу ѕвездата на Барнард. Бродот и сондите што ги лансираше едноставно ќе поминат покрај ѕвездата по патеката на прелетување, покривајќи го целиот систем за неколку дена.

Сега меѓународна група од дваесет научници и инженери, која работи под покровителство на Британското меѓупланетарно друштво, работи на проектот вселенски брод Икар. „Икар“ е еден вид „римејк“ на Дедалус, земајќи ги предвид знаењето и технологијата акумулирани во изминатите 30 години. Една од главните области на работа е потрагата по други видови гориво што би можеле да се произведуваат на Земјата.

Со брзина на светлината

Дали е можно да се забрза вселенскиот брод со брзина на светлината? Овој проблем може да се реши на неколку начини. Најмногу ветува од нив е моторот за уништување на антиматерија. Принципот на неговото функционирање е како што следува: антиматеријата се внесува во работната комора, каде што доаѓа во контакт со обичната материја, генерирајќи контролирана експлозија. Јоните генерирани за време на експлозијата се исфрлаат низ млазницата на моторот, создавајќи потисок. Од сите можни мотори, уништувањето теоретски овозможува да се постигнат најголеми брзини. Интеракцијата на материјата и антиматеријата ослободува огромна количина на енергија, а брзината на одливот на честичките формирани за време на овој процес е блиска до онаа на светлината.

Но, тука се поставува прашањето за екстракција на гориво. Самата антиматерија одамна престана да биде научна фантастика - научниците првпат успеаја да синтетизираат антиводород уште во 1995 година. Но, невозможно е да се добие во доволни количини. Во моментов, антиматеријата може да се произведува само со помош на акцелератори на честички. Покрај тоа, количината на супстанција што ја создаваат се мери во мали фракции од грамови, а нејзината цена е астрономска. За една милијардити дел од грамот антиматерија, научниците од Европскиот центар за нуклеарни истражувања (истиот каде што го создадоа Големиот хадронски судирач) мораа да потрошат неколку стотици милиони швајцарски франци. Од друга страна, цената на производството постепено ќе се намалува и во иднина може да достигне многу поприфатливи вредности.

Покрај тоа, ќе треба да смислиме начин за складирање на антиматеријата - на крајот на краиштата, при контакт со обичната материја, таа веднаш се уништува. Едно решение е да се излади антиматеријата на ултра ниски температури и да се користат магнетни стапици за да се спречи да дојде во контакт со ѕидовите на резервоарот. Моменталното рекордно време за складирање на антиматерија е 1000 секунди. Се разбира, не со години, но имајќи го предвид фактот дека првпат антиматеријата била содржана само 172 милисекунди, има напредок.

И уште побрзо

Бројни научно-фантастични филмови не научија дека е можно да се дојде до други ѕвездени системи многу побрзо отколку за неколку години. Доволно е да го вклучите ворп моторот или хиперпросторот, удобно да седнете на столот - и за неколку минути ќе се најдете на другата страна на галаксијата. Теоријата на релативност забранува патување со брзина што ја надминува брзината на светлината, но во исто време остава дупки за да се заобиколат овие ограничувања. Кога би можеле да го растргнат или да го истегнат простор-времето, би можеле да патуваат побрзо од светлината без да прекршуваат никакви закони.

Јазот во вселената е попознат како црвја дупка или црвја дупка. Физички, тоа е тунел што поврзува два оддалечени региони на време-просторот. Зошто да не користите таков тунел за да патувате во длабоката вселена? Факт е дека создавањето на таква црвја дупка бара присуство на две сингуларитети на различни точки во универзумот (ова е она што се наоѓа надвор од хоризонтот на настани на црните дупки - всушност, гравитацијата во нејзината најчиста форма), која може да се распарчи простор-време, создавајќи тунел кој им овозможува на патниците „да се скратат низ хиперпросторот.

Покрај тоа, за да се одржи таков тунел во стабилна состојба, тој мора да биде исполнет со егзотична материја со негативна енергија, а постоењето на таква материја се уште не е докажано. Во секој случај, само суперцивилизација може да создаде црвја дупка, која ќе биде многу илјадници години понапред од сегашната во развој и чии технологии, од наша гледна точка, ќе изгледаат како магија.

Втората, поприфатлива опција е да се „истегне“ просторот. Во 1994 година, мексиканскиот теоретски физичар Мигел Алкубиер предложил дека е можно да се промени неговата геометрија со создавање бран кој го компресира просторот пред бродот и го проширува зад него. Така, ѕвездениот брод ќе се најде во „меур“ од закривен простор, кој самиот ќе се движи побрзо од светлината, благодарение на што бродот нема да ги прекрши основните физички принципи. Според самиот Алкубиер,.

Точно, самиот научник сметаше дека би било невозможно да се имплементира таква технологија во пракса, бидејќи тоа ќе бара огромна количина на масовна енергија. Првите пресметки дадоа вредности што ја надминуваат масата на целиот постоечки универзум, последователните прочистувања го намалија на „само“ Јупитериј.

Но, во 2011 година, Харолд Вајт, кој ја предводи истражувачката група Eagleworks во НАСА, изврши пресметки кои покажаа дека ако промените некои параметри, тогаш создавањето на меур Alcubierre може да бара многу помалку енергија отколку што се мислеше, и повеќе нема да биде потребно да се рециклирајте ја целата планета. Сега групата на Вајт работи на можноста за „Алкубиер балон“ во пракса.

Ако експериментите дадат резултати, ова ќе биде првиот мал чекор кон создавање на мотор кој овозможува патување 10 пати побрзо од брзината на светлината. Се разбира, вселенското летало што го користи меурот Алкубиер ќе патува многу десетици, па дури и стотици години подоцна. Но, самата перспектива дека тоа е всушност возможно веќе го одзема здивот.

Летот на Валкирија

Речиси сите предложени проекти за ѕвездени бродови имаат еден значаен недостаток: тие тежат десетици илјади тони, а нивното создавање бара огромен број лансирања и операции на склопување во орбитата, што ги зголемува трошоците за изградба за ред на големина. Но, ако човештвото сепак научи да добива големи количини антиматерија, ќе има алтернатива на овие гломазни структури.

Во 1990-тите, писателот Чарлс Пелегрино и физичарот Џим Пауел предложија дизајн на ѕвезден брод познат како Валкири. Може да се опише како нешто како вселенски трактор. Бродот е комбинација од два мотори за уништување поврзани еден со друг со суперсилен кабел долг 20 километри. Во центарот на пакетот има неколку прегради за екипажот. Бродот го користи првиот мотор за да постигне блиска брзина на светлината, а вториот за да ја намали кога влегува во орбитата околу ѕвездата. Благодарение на употребата на кабел наместо цврста структура, масата на бродот е само 2.100 тони (за споредба, ISS тежи 400 тони), од кои 2.000 тони се мотори. Теоретски, таков брод може да забрза до брзина од 92% од брзината на светлината.

Изменетата верзија на овој брод, наречена Venture Star, е прикажана во филмот Аватар (2011), за кој Чарлс Пелегрино беше еден од научните консултанти. Venture Star тргнува на патување, придвижувано од ласери и 16-километарско соларно едро, пред да застане на Алфа Кентаури користејќи мотор против материја. На враќање низата се менува. Бродот е способен да забрза до 70% од брзината на светлината и да стигне до Алфа Кентаур за помалку од 7 години.

Без гориво

И постоечките и идните ракетни мотори имаат еден проблем - горивото секогаш го сочинува најголемиот дел од нивната маса при лансирањето. Сепак, постојат проекти со ѕвезди кои воопшто нема да треба да носат гориво со себе.

Во 1960 година, физичарот Роберт Бусард го предложи концептот на мотор кој ќе користи водород пронајден во меѓуѕвездениот простор како гориво за фузија мотор. За жал, и покрај атрактивноста на идејата (водородот е најзастапениот елемент во Универзумот), таа има голем број теоретски проблеми, кои се движат од методот на собирање на водород до проценетата максимална брзина, која веројатно нема да надмине 12% од светлината брзина. Тоа значи дека ќе треба најмалку половина век да се лета до системот Алфа Кентаур.

Друг интересен концепт е употребата на соларно едро. Ако огромен, супермоќен ласер се изгради во орбитата на Земјата или на Месечината, неговата енергија може да се искористи за забрзување на звезден брод опремен со џиновско соларно едро до прилично големи брзини. Сепак, според пресметките на инженерите, за да се добие брод со екипаж со тежина од 78.500 тони половина од брзината на светлината, ќе биде потребно соларно едро со дијаметар од 1000 километри.

Друг очигледен проблем со звезден брод со соларно едро е тоа што треба некако да се забави. Едно од неговите решенија е да се ослободи второ, помало едро зад ѕвездениот брод кога се приближува до целта. Главниот ќе се исклучи од бродот и ќе го продолжи своето независно патување.

***

Меѓуѕвезденото патување е многу сложен и скап потфат. Создавањето брод способен да покрие вселенско растојание за релативно краток временски период е една од најамбициозните задачи со кои се соочува човештвото во иднина. Се разбира, за тоа ќе бидат потребни напори на неколку држави, ако не и на целата планета. Сега ова изгледа како утопија - владите имаат премногу работи за кои треба да се грижат и премногу начини да трошат пари. Летот до Марс е милиони пати поедноставен од летот до Алфа Кентаур - а сепак, тешко дека некој ќе се осмели да ја именува годината кога ќе се одржи.

Работата во оваа насока може да се оживее или со глобална опасност што и се заканува на целата планета, или со создавање на единствена планетарна цивилизација која може да ги надмине внатрешните расправии и сака да ја напушти својата лулка. Времето за ова сè уште не е дојдено - но тоа не значи дека никогаш нема да дојде.