Söhne und Töchter des blauen Planeten
Steigen Sie nach oben und stören Sie die Sterne des Friedens.
Der Weg zum interstellaren Raum ist geebnet
Für Satelliten, Raketen, wissenschaftliche Stationen.
Ein Russe flog in einer Rakete, Ich habe die ganze Erde von oben gesehen.
Gagarin war der Erste im Weltraum.
Wie wird es dir gehen?
Im Jahr 1973 begann eine Arbeitsgruppe der British Interplanetary Society, das Erscheinungsbild eines interstellaren Raumschiffs zu entwerfen, das in der Lage ist, 6 Lichtjahre unbemannt zu reisen, und eine kurze Erkundung der Umgebung von Barnards Stern durchzuführen.
Der grundlegende Unterschied zwischen dem britischen Projekt und den Werken der Science-Fiction waren die ursprünglichen Gestaltungsbedingungen: Britische Wissenschaftler verließen sich bei ihrer Arbeit ausschließlich auf reale Technologien oder Technologien der nahen Zukunft, deren bevorstehendes Erscheinen außer Zweifel steht. Fantastische "Antigravitation", unbekannte "Teleportation" und "Superluminal Engines" wurden als exotische und notorisch unmögliche Ideen abgetan.
Nach den Projektbedingungen mussten die Entwickler sogar auf die damals beliebte „Photonen-Engine“verzichten. Trotz der theoretischen Möglichkeit der Existenz einer Substanzvernichtungsreaktion können selbst die kühnsten Physiker, die regelmäßig mit halluzinogenen Cannabinoiden experimentieren, nicht erklären, wie man die Speicherung von "Antimaterie" in die Praxis umsetzen und die freigesetzte Energie sammeln kann.
Das Projekt erhielt den symbolischen Namen "Daedalus" - zu Ehren des gleichnamigen Helden des griechischen Mythos, der es schaffte, über das Meer zu fliegen, im Gegensatz zu Ikarus, der zu hoch flog.
Die automatische interstellare Raumsonde Daedalus hatte ein zweistufiges Design.
Die Bedeutung des Daedalus-Projekts:
Beweis für die Möglichkeit der Erschaffung einer unbemannten Raumsonde durch die Menschheit zum Studium der sonnennächsten Sternsysteme.
Technische Seite des Projekts:
Untersuchung aus der Vorbeiflugbahn des Barnard-Sternsystems (ein Roter Zwerg vom Spektraltyp M5V in einer Entfernung von 5, 91 Lichtjahren, einer der sonnennächsten und gleichzeitig der "schnellste" der Sterne in Die senkrechte Komponente der Sterngeschwindigkeit zur Blickrichtung des irdischen Beobachters beträgt 90 km / s, was, gepaart mit einer relativ "nahen" Entfernung, "Flying Barnard" zu einem echten "Kometen" macht). Die Wahl des Ziels wurde durch die Theorie der Existenz eines Planetensystems bei Barnards Stern diktiert (die Theorie wurde später widerlegt). In unserer Zeit ist das "Referenzziel" der sonnennächste Stern, Proxima Centauri (Entfernung 4, 22 Lichtjahre).
Barnards Stern am irdischen Himmel bewegen
Projektbedingungen:
Unbemanntes Raumschiff. Nur realistische Technologien der nahen Zukunft. Die maximale Flugzeit zum Stern beträgt 49 Jahre! Nach den Bedingungen des Projekts Daedalus sollten die Erbauer des interstellaren Schiffes zu Lebzeiten die Ergebnisse der Mission herausfinden können. Mit anderen Worten, um Barnards Stern in 49 Jahren zu erreichen, würde das Raumschiff eine Reisegeschwindigkeit in der Größenordnung des 0,1-fachen der Lichtgeschwindigkeit benötigen.
Ausgangsdaten:
Britische Wissenschaftler verfügten über einen ziemlich beeindruckenden "Satz" aller modernen Errungenschaften der menschlichen Zivilisation: Nukleartechnologie, unkontrollierte thermonukleare Reaktion, Laser, Plasmaphysik, bemannte Weltraumstarts in eine erdnahe Umlaufbahn,Technologien zum Fügen und Ausführen von Montagearbeiten von großformatigen Objekten im Weltraum, Langstrecken-Weltraumkommunikationssysteme, Mikroelektronik, Automatisierung und Feinwerktechnik. Reicht das aus, um die Sterne "mit der Hand zu berühren"?
Nicht weit von hier - eine Taxistation
Überfüllt mit süßen Träumen und Stolz auf die Errungenschaften des menschlichen Geistes, rennt der Leser bereits los, um ein Ticket für ein interstellares Schiff zu kaufen. Leider ist seine Freude verfrüht. Das Universum hat seine erschreckende Antwort auf die erbärmlichen Versuche der Menschen, die nächsten Sterne zu erreichen, vorbereitet.
Wenn Sie die Größe eines Sterns wie der Sonne auf die Größe eines Tennisballs reduzieren, passt das gesamte Sonnensystem auf den Roten Platz. Die Abmessungen der Erde werden in diesem Fall im Allgemeinen auf die Größe eines Sandkorns reduziert.
Gleichzeitig liegt der nächste "Tennisball" (Proxima Centauri) mitten auf dem Alexanderplatz in Berlin und etwas weiter entfernt Barnards Star - am Piccadilly Circus in London!
Position von Voyager 1 am 8. Februar 2012. Entfernung 17 Lichtstunden von der Sonne.
Die monströsen Entfernungen lassen Zweifel an der Idee des interstellaren Reisens aufkommen. Die 1977 gestartete unbemannte Station Voyager 1 brauchte 35 Jahre, um das Sonnensystem zu durchqueren (die Sonde ging am 25 Intensität galaktische Strahlung). Es dauerte 35 Jahre, um den "Roten Platz" zu fliegen. Wie lange dauert es, bis Voyager „von Moskau nach London“fliegt?
Um uns herum sind Billiarden Kilometer schwarzer Abgrund – haben wir die Chance, in mindestens einem halben Jahrhundert der Erde zum nächsten Stern zu fliegen?
Ich schicke dir ein Schiff …
Niemand zweifelte daran, dass die Daedalus monströse Dimensionen haben würde - nur die "Nutzlast" konnte Hunderte von Tonnen erreichen. Neben vergleichsweise leichten astrophysikalischen Instrumenten, Detektoren und Fernsehkameras benötigt man an Bord des Schiffes ein recht großes Fach zur Steuerung der Schiffssysteme, ein Rechenzentrum und vor allem ein Kommunikationssystem mit der Erde.
Moderne Radioteleskope haben eine enorme Empfindlichkeit: Der Sender von Voyager 1, der sich in 124 astronomischen Einheiten (124 mal weiter von der Erde zur Sonne entfernt) befindet, hat eine Leistung von nur 23 Watt - weniger als eine Glühbirne in Ihrem Kühlschrank. Überraschenderweise stellte sich heraus, dass dies ausreicht, um eine unterbrechungsfreie Kommunikation mit dem Gerät in einer Entfernung von 18,5 Milliarden Kilometern zu gewährleisten! (Voraussetzung - die Position der Voyager im Weltraum ist mit einer Genauigkeit von 200 Metern bekannt)
Barnards Stern ist 5,96 Lichtjahre von der Sonne entfernt – 3.000 Mal weiter als Voyager. Offensichtlich kann in diesem Fall auf einen 23-Watt-Abfangjäger nicht verzichtet werden - die unglaubliche Entfernung und der erhebliche Fehler bei der Positionsbestimmung des Raumschiffs erfordern eine Strahlungsleistung von Hunderten von Kilowatt. Mit allen sich daraus ergebenden Anforderungen an die Abmessungen der Antenne.
Britische Wissenschaftler haben eine ganz bestimmte Zahl genannt: Die Nutzlast der Raumsonde Daedalus (die Masse des Kontrollraums, der wissenschaftlichen Instrumente und des Kommunikationssystems) wird etwa 450 Tonnen betragen. Zum Vergleich: Die Masse der Internationalen Raumstation ISS hat bisher 417 Tonnen überschritten.
Die erforderliche Nutzlast des Raumschiffs liegt in realistischen Grenzen. Angesichts der Fortschritte in der Mikroelektronik und der Raumfahrttechnologie in den letzten 40 Jahren kann diese Zahl zudem leicht zurückgehen.
Motor und Kraftstoff. Der extreme Energieverbrauch interstellarer Reisen wird zu einem wichtigen Hindernis für solche Expeditionen.
Britische Wissenschaftler folgten einer einfachen Logik: Welche der bekannten Methoden zur Energiegewinnung ist die produktivste? Die Antwort liegt auf der Hand - thermonukleare Fusion. Können wir heute einen stabilen "thermonuklearen Reaktor" schaffen? Leider nein, alle Versuche, einen "kontrollierten thermonuklearen Kern" zu schaffen, scheitern. Ausgabe? Wir müssen eine explosive Reaktion einsetzen. Das Raumschiff "Daedalus" wird mit einem gepulsten thermonuklearen Raketentriebwerk "explodieren".
Das Funktionsprinzip ist in der Theorie einfach: In die Arbeitskammer werden „Targets“aus einem gefrorenen Gemisch aus Deuterium und Helium-3 eingespeist. Das Ziel wird durch einen Laserpuls erhitzt - eine winzige thermonukleare Explosion folgt - und, voila, die Freisetzung von Energie, um das Schiff zu beschleunigen!
Die Berechnung ergab, dass für die effektive Beschleunigung der Daedalus 250 Explosionen pro Sekunde erforderlich wären - daher müssen die Ziele mit einer Geschwindigkeit von 10 km / s in die Brennkammer eines gepulsten thermonuklearen Motors eingespeist werden!
Dies ist reine Fantasie - in Wirklichkeit gibt es nicht ein einziges funktionsfähiges Muster eines gepulsten thermonuklearen Motors. Darüber hinaus machen die einzigartigen Eigenschaften des Motors und die hohen Anforderungen an seine Zuverlässigkeit (der Motor eines Raumschiffs muss 4 Jahre lang ununterbrochen laufen) das Gespräch über das Raumschiff zu einer bedeutungslosen Geschichte.
Auf der anderen Seite gibt es kein einziges Element in der Konstruktion eines gepulsten thermonuklearen Motors, das nicht in der Praxis getestet wurde - supraleitende Solenoide, Hochleistungslaser, Elektronenkanonen … all dies wird seit langem von der Industrie beherrscht und ist oft in die Massenproduktion gebracht. Wir haben eine gut entwickelte Theorie und reiche praktische Entwicklungen im Bereich der Plasmaphysik - es geht nur darum, einen gepulsten Motor basierend auf diesen Systemen zu entwickeln.
Die geschätzte Masse der Raumfahrzeugstruktur (Motor, Panzer, Tragwerk) beträgt 6170 Tonnen ohne Treibstoff. Grundsätzlich klingt die Figur realistisch. Keine Zehntelgrad und unzählige Nullen. Um eine solche Menge an Metallstrukturen in die erdnahe Umlaufbahn zu bringen, bräuchte es "nur" 44 Starts der mächtigen Saturn-5-Rakete (Nutzlast 140 Tonnen bei 3000 Tonnen Startgewicht).
Superschwere Trägerrakete H-1, Startgewicht 2735 … 2950 Tonnen
Bis jetzt passen diese Zahlen theoretisch in die Fähigkeiten der modernen Industrie, obwohl sie eine gewisse Entwicklung moderner Technologien erforderten. Es ist an der Zeit, die Hauptfrage zu stellen: Was ist die erforderliche Treibstoffmasse, um das Raumschiff auf 0, 1 Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen? Die Antwort klingt erschreckend und zugleich ermutigend – 50.000 Tonnen Kernbrennstoff. Trotz der scheinbaren Unwahrscheinlichkeit dieser Zahl ist es "nur" die Hälfte der Verdrängung des amerikanischen Atomflugzeugträgers. Eine andere Sache ist, dass die moderne Kosmonautik noch nicht bereit ist, mit solch sperrigen Strukturen zu arbeiten.
Das Hauptproblem war jedoch ein anderes: Hauptbestandteil des Treibstoffs für einen gepulsten thermonuklearen Motor ist das seltene und teure Isotop Helium-3. Die derzeitige Produktionsmenge von Helium-3 überschreitet 500 kg pro Jahr nicht. Gleichzeitig müssen 30.000 Tonnen dieser speziellen Substanz in die Tanks von Daedalus gefüllt werden.
Kommentare sind überflüssig - es gibt keine solche Menge an Helium-3 auf der Erde. "Britische Wissenschaftler" (diesmal kann man den Ausdruck zu Recht in Anführungszeichen nehmen) schlugen vor, "Daedalus" in der Umlaufbahn des Jupiter zu bauen und dort zu betanken, um Treibstoff aus der oberen Wolkenschicht des Riesenplaneten zu gewinnen.
Purer Futurismus multipliziert mit Absurdität.
Trotz des insgesamt enttäuschenden Bildes zeigte das Daedalus-Projekt, dass die vorhandenen wissenschaftlichen Erkenntnisse ausreichen, um eine Expedition zu den nächsten Sternen zu entsenden. Das Problem liegt im Umfang der Arbeit - wir haben Arbeitsproben von "Tokamaks", supraleitenden Elektromagneten, Kryostaten und Dewar-Gefäßen unter idealen Laborbedingungen, aber wir haben absolut keine Ahnung, wie ihre hypertrophierten Hunderte Tonnen schweren Kopien funktionieren werden. Wie man den kontinuierlichen Betrieb dieser fantastischen Bauwerke über viele Jahre hinweg sicherstellt – und das alles unter den rauen Bedingungen des Weltraums, ohne jegliche Reparatur- und Wartungsmöglichkeit durch den Menschen.
Bei der Arbeit am Erscheinungsbild des Raumschiffs "Daedalus" sahen sich die Wissenschaftler mit vielen kleineren, aber nicht weniger wichtigen Problemen konfrontiert. Neben den bereits erwähnten Zweifeln an der Zuverlässigkeit des gepulsten thermonuklearen Motors standen die Schöpfer der interstellaren Raumsonde vor dem Problem, das riesige Schiff, seine korrekte Beschleunigung und Ausrichtung im Weltraum auszubalancieren. Es gab auch positive Momente – in den 40 Jahren, die seit Beginn der Arbeiten am Daedalus-Projekt vergangen sind, wurde das Problem mit dem digitalen Rechenkomplex an Bord des Schiffes erfolgreich gelöst. Der kolossale Fortschritt in der Mikroelektronik, Nanotechnologie, das Aufkommen von Substanzen mit einzigartigen Eigenschaften - all dies vereinfachte die Bedingungen für die Schaffung eines Raumschiffs erheblich. Auch das Problem der Weltraumkommunikation wurde erfolgreich gelöst.
Doch für das klassische Problem – die Sicherheit einer interstellaren Expedition – wurde bisher keine Lösung gefunden. Bei einer Geschwindigkeit von 0, 1 der Lichtgeschwindigkeit wird jedes Staubkorn zu einem gefährlichen Hindernis für das Schiff, und ein winziger Meteorit von der Größe eines Flash-Laufwerks kann das Ende der gesamten Expedition sein. Mit anderen Worten, das Schiff hat jede Chance, verbrannt zu werden, bevor es sein Ziel erreicht. Die Theorie schlägt zwei Lösungen vor: die erste "Verteidigungslinie" - eine schützende Wolke aus Mikropartikeln, die von einem Magnetfeld hundert Kilometer vor dem Schiffskurs gehalten wird. Die zweite "Verteidigungslinie" ist ein Metall-, Keramik- oder Verbundschild, um Fragmente zerfallener Meteoriten zu reflektieren. Wenn alles über das Design des Schildes mehr oder weniger klar ist, dann wissen selbst die Physik-Nobelpreisträger nicht, wie man eine "Schutzwolke aus Mikropartikeln" in beträchtlicher Entfernung vom Schiff in die Praxis umsetzen kann. Es ist klar, dass mit Hilfe eines Magnetfelds, aber hier ist, wie genau …
… Das Schiff segelt in einer eisigen Leere. 50 Jahre ist es her, dass er das Sonnensystem verlassen hat und sechs Lichtjahre lang liegt eine lange Reise hinter dem „Daedalus“. Der gefährliche Kuipergürtel und die mysteriöse Oortsche Wolke wurden sicher überquert, zerbrechliche Instrumente haben den Strömen galaktischer Strahlen und der grausamen Kälte des offenen Weltraums standgehalten … Das bald geplante Rendezvous mit dem Sternensystem der Barnards … aber was bringt diese Chance? Treffen inmitten des endlosen Sternenozeans versprechen den Boten der fernen Erde? Neue Gefahren durch Kollisionen mit großen Meteoriten? Magnetfelder und tödliche Strahlungsgürtel in der Nähe von "Running Barnard"? Unerwartete Ausbrüche von Protruberanen? Die Zeit wird es zeigen … "Daedalus" wird in zwei Tagen am Stern vorbeirauschen und für immer in den Weiten des Kosmos verschwinden.
Daedalus gegen das 102-stöckige Empire State Building
Das Empire State Building, ein Wahrzeichen der New Yorker Skyline. Höhe ohne Turm 381 m, Höhe mit Turm 441 Meter
Daedalus gegen die superschwere Trägerrakete Saturn V
Saturn V auf der Startrampe
