Vai starpzvaigžņu lidojums ir iespējams? Starpzvaigžņu lidojumi

Pēdējā lieta, ko šajās dienās apspriež eksperti, ir starpzvaigžņu ceļojumi uz kosmosa kuģiem. Un šeit nav runa par to, ka šī tēma ir apgrūtinājusi, jo tā ir detalizēti apspriesta gadsimtiem ilgi (lai gan šīs detaļas bija no zinātniskās fantastikas jomas). Lieta arī nav tajā, ka ir zudusi vajadzība pēc starpzvaigžņu lidojumiem un mēs sazināsimies ar ārpuszemes civilizācijām tikai ar dažādu signālu palīdzību. Nekādi signāli nevar aizstāt ceļojumus uz citām pasaulēm. "Labāk vienreiz redzēt, nekā simts reizes dzirdēt." Signāli mums nedos ne materiālus, ne taustāmus priekšmetus, ne īstus faunas un floras pārstāvjus. Izmantojot signālus, mēs nevarēsim nodibināt kontaktu ar civilizācijām, kas tam vēl nav tehnoloģiski gatavas. Mēs varam norādīt uz citiem universālās dzīves aspektiem, kas paliks aiz muguras, ja nespēsim apgūt kosmosa transportu. Tad kāpēc šo problēmu speciālisti tagad praktiski neapskata? Atbilde uz šo jautājumu ir ļoti vienkārša: mēs vēl neesam gatavi šādiem lidojumiem. Tas “pagaidām” var turpināties simtiem gadu, lai gan ir ļoti viegli kļūdīties, prognozējot zinātnes un tehnoloģiju attīstību nākotnē.

Neskatoties uz tik nelabvēlīgo situāciju starpzvaigžņu ceļošanā, ir lietderīgi iepazīties ar pašu problēmu. Ja mēs nevēlamies atrasties ceļā miljoniem gadu (un tas ir absurdi), tad mums ir jānodrošina lielāks kuģa ātrums. Ātrums, kas pārsniedz gaismas ātrumu, nav iespējams, arī gaismas ātrums kuģim ir nereāls. Tāpēc ar dažādiem aprēķiniem tie darbojas ar ātrumu, kas ir 10% no gaismas ātruma. To sauc par decilight. Centilight ātrums ir simts reižu mazāks par gaismas ātrumu.

Plaši apspriests jautājums par laika ritējumu kosmosa ceļojumu laikā. Laiks ievērojami palēninās. Tādējādi Galaktikas kodolu, kas atrodas aptuveni 30 tūkstošu gaismas gadu attālumā no mums, var sasniegt 21 gadā, bet pat tuvāko galaktiku - Andromedas miglāju - 28 gados. Lidojuma sākumā kosmosa kuģim pirms nolaišanās kādu laiku jāpaātrina un attiecīgi jāsamazina ātrums. Katrs no šiem laika periodiem var būt vairāki gadi. Laika ritējums uz pamestās planētas, protams, nepalēninās. Tāpēc zemes iedzīvotāju ceļojuma laikā uz Andromedas miglāju un atpakaļ uz Zemes paies vairāk nekā 3 miljoni gadu. Lai gan tas ļoti atgādina zinātnisko fantastiku, tieši šāds skaitlis izriet no A. Einšteina relativitātes teorijas, tas ir, tas ir stingri zinātnisks rezultāts.

Ir ļoti viegli novērtēt, kādai jābūt raķetei (tās iespējām), lai tā sasniegtu decilight vai centilight ātrumu. Raķetes V ātrums, ko tā sasniedz pēc degvielas ar masu M izdegšanas, ir atkarīgs gan no raķetes masas M, gan no raķetes darba vielas W izmešanas ātruma. Šo atkarību izsaka ar formulu

Mēs nevaram palielināt degvielas masu, nepalielinot raķetes masu, jo degviela ir jāiekrauj tajā pašā raķetē. Tiesa, raķeti var uzpildīt arī pa ceļam, kosmosā, taču šo iespēju ņemsim vērā vēlāk.

Ir pilnīgi skaidrs, ka jo vieglāka ir raķete, jo vieglāk to paātrināt līdz lielam ātrumam. Nepieciešamība ielādēt raķetē lielu degvielas masu neļauj to padarīt tik vieglu, cik vēlas. Ir tikai viena izeja - meklēt degvielu, kas būtu ļoti efektīva enerģijas ģenerēšanas ziņā. Protams, mēs varam runāt tikai par kodoltermisko degvielu. Mēs vēl nezinām par efektīvāku degvielu, lai gan tāda noteikti pastāv. Cilvēks ir spiests rīkoties no tā, kas viņam šobrīd ir. Tādējādi pagājušajā gadsimtā ļoti nopietni tika apspriests projekts par ceļošanu uz Mēnesi, izmantojot tvaika dzinēju. Bet atgriezīsimies pie raķetēm. Izrādījās, ka pat urāna kā degvielas izmantošana var ļaut raķetei sasniegt tikai 1300 km/s. Pēc zemes mērogiem tas ir ļoti liels ātrums, taču tas ir 23 reizes mazāks par gaismas ātrumu. Kodoltermiskās degvielas izmantošana (kad kodoli netiek skaldīti, bet gan sintezēti) ļaus nedaudz palielināt šo ātrumu. Bet joprojām nebūs iespējams sasniegt decilight ātrumu.

Lai parādītu, cik tehnoloģiski sarežģīts ir šis uzdevums, sniegsim piemēru. Katram masas gramam ir jābūt 3 miljonu vatu jaudai. Šajā gadījumā raķetes paātrinājums būs vienāds ar zemes paātrinājuma lielumu. Salīdzināsim šo vērtību ar reāli pieejamo vērtību. Tādējādi zemūdene, kas sver 800 tonnas, izmantojot kodoldzinēju, attīsta 15 miljonu vatu jaudu. Mums ir nepieciešams, lai šo jaudu attīstītu 5 gramus smags dzinējs. Tajā jāiekļauj visas kustīgās raķetes sastāvdaļas (ne tikai dzinējs).

Fotonu raķetes, par kurām rakstīja ne tikai zinātniskās fantastikas rakstnieki, bet arī zinātnieki, acīmredzami nevar tikt galā ar starpzvaigžņu lidojumu uzdevumu.

Pirms neilga laika tika ierosināts jauns risinājums starpzvaigžņu ceļojumu piedziņas radīšanas problēmai. Ierosināts degvielu raķetē nekraut mājās, uz Zemes, bet ņemt to pēc vajadzības tieši kosmosā. Šāda degviela var būt ūdeņradis, kas atrodas starpzvaigžņu telpā. Ūdeņraža kodolus var piespiest iesaistīties kodoltermiskās reakcijās un tādējādi attīstīt nepieciešamo jaudu, nepārslogojot raķeti ar lielu degvielas padevi. Šajā gadījumā rezerve vispār nav nepieciešama. Raķete iesūc starpzvaigžņu ūdeņradi no apkārtējās telpas, izmanto to un izmet izlietoto darba vielu. Viss šajā projektā būtu lieliski, taču ir viens “bet”: starpzvaigžņu ūdeņraža blīvums ir ļoti zems, katrā kubikcentimetrā ir tikai aptuveni viens ūdeņraža atoms. Tas ir visdziļākais vakuums, ko mēs uz Zemes nekad nesasniegsim ģeniālākajos vakuumsūkņos! Lai savāktu nepieciešamo ūdeņraža daudzumu, ap raķeti ir jāfiltrē milzīgi tilpumi. Aprēķini liecina, ka, lai nodrošinātu sevi ar degvielu, raķetei ir jāuztver ūdeņradis no apkārtnes līdz 700 kilometru attālumā! Kā tehniski to var izdarīt, nav skaidrs. Kādi asmeņi jāpievieno raķetei, lai tā varētu uzņemt ūdeņradi no visas šīs telpas? Turklāt mums jāpatur prātā, ka starpzvaigžņu ūdeņraža blīvums var būt tūkstošiem reižu mazāks. Turpretī? Ir idejas arī par šo lietu. Viens no tiem ir tāds, ka neitrālais ūdeņradis ir jāpārvērš elektriski lādētās daļiņās (jonos), un tās var iesūkt raķetē, izmantojot elektriskos laukus. Bet tā ir tikai ideja. Kā to visu īstenot praksē, ir pilnīgi neskaidrs.

Tādējādi principā ir iespējams izveidot starpzvaigžņu kuģus (nekādi dabas likumi to neliedz), taču praksē mēs vēl neesam gatavi to darīt.

Mūsu laikā reālāk ir izveidot automātisku kosmosa staciju ar uzdevumu sasniegt citu mums tuvāko zvaigžņu planētas. Tādu projektu Tallinas simpozijā prezentēja M.Ya. Marovs un U.N. Zakirovs. Iepriekš veica U.N. Zakirova aprēķini liecina, ka ir iespējams palaist konteineru ar zinātnisku aprīkojumu uz kādu no tuvākajām zvaigznēm. Tam vajadzētu ilgt aptuveni 40–50 gadus. Projekts paredz piecu pakāpju raķetes izveidi. Šajā gadījumā pirmie divi posmi ir paredzēti darbībai pirmajā fāzē, kamēr raķete paātrinās līdz 40% no gaismas ātruma. Vēl divi posmi ir paredzēti arī raķetes bremzēšanai, kad tā tuvojas mērķim. Jāpatur prātā, ka pie tik liela ātruma raķetes “bremzēšanas ceļš” ir ļoti garš. Raķetes bremzēšanas laiks, tāpat kā tās paātrinājuma laiks, būs viens līdz divi gadi! Raķetes piekto pakāpi plānots izmantot lidojuma pēdējā posmā, lai manevrētu un nodrošinātu automātiskās stacijas nosēšanos.

Principiāli jauns un ļoti interesants ir projekta autoru priekšlikums neņemt stacijā visu degvielu uzreiz, bet pēc raķetes pirmās pakāpes izmantošanas to uzpildīt kosmosā. No pirmā acu uzmetiena tas var šķist dīvaini - galu galā mums pēc raķetes (vai drīzāk, vienlaikus ar to) būs jānosūta īpašs tankkuģis. Kādi ieguvumi no tā ir iespējami? Bet izrādās, ka tas ir iespējams. Izrādās, ja neuzpildīsi degvielu kosmosā, raķešu sistēmas sākotnējā masa būs jāpalielina gandrīz desmitkārtīgi! Tātad, neskatoties uz izmaksām, kas saistītas ar īpaša “degvielas uzpildītāja” izveidi, spēle ir sveces vērta. Šajā gadījumā visa sistēma kļūst diezgan reāla. Tādējādi konteinera masa ar aprīkojumu (lietderīgā krava) būs aptuveni 450 kilogrami; Raķešu sistēmas masa būs aptuveni 3000 tonnu, kas ir diezgan reāli, jo šādas raķetes jau ir apgūtas Mēness izpētes programmas īstenošanas laikā. Masas sadalījums piecos posmos ir paredzēts šādi: 2780, 293, 44, 8 un 3 tonnas.

Izstrādātā projekta realizācija nav vienkārša un dārga. Ir iespējama arī cita iespēja: izmantojiet izlietoto tritiju. Taču lietas tehniskā puse atkal ir pilnīgi neskaidra un, bez šaubām, nav viegla.

Ko šādai zondei vajadzētu darīt kosmosā? Uz tā uzstādītajām iekārtām jādod iespēja no tām izpētīt starpzvaigžņu vidi, planētu atrašanās vietu un fiziskos apstākļus. Zondei jādod iespēja noteikt signālus no ārpuszemes civilizācijām, analizēt tos, sazināties ar abonentiem utt. Tas ir, jādara viss, kas jādara automātiskajām zondēm kosmosā, jeb, citiem vārdiem sakot, zondei jāiesaistās “visos galvenajos veidos kosmosa zinātnē" Šie vārdi pieder zondes pētniekam Breisvelam.

Pēdējā gadsimta laikā ir parādījušies desmitiem tūkstošu publikāciju par starpzvaigžņu ceļojumu (IF) problēmām. Pēdējās desmitgadēs šis ideju un argumentāciju kopums strauji pieaug, pateicoties interneta resursiem.

Pavisam nesen ir sākušies lieli integrēti pētniecības projekti: Icarus (BIS un Tau Zero Foundation) un 100-Year Starship (DARPA).

Turklāt ir milzīgs informācijas apjoms par darbiem, kas nav tieši vērsti uz MP problēmas risināšanu, bet ir saistīti ar tās atsevišķiem aspektiem vai ir nepieciešami tās risināšanai. Piemēram, darbs pie kodolsintēzes, slēgtām dzīvības uzturēšanas sistēmām, eksoplanetu meklēšana un izpēte.

Rodas uzdevums izstrādāt metodiku darbam ar esošo informācijas klāstu un pieejas MP jautājumu izskatīšanai. Šīs problēmas risināšanai nepieciešams izskatīt visu MP kā izpētes objekta problēmu loku.

Tiek piedāvātas vairākas MP projektu klasifikācijas. Tie ir izgatavoti dažādu iemeslu dēļ, lai atrisinātu vairākas problēmas. Jo īpaši tās ir klasifikācijas saskaņā ar projekta iespējamības līmeni un saskaņā ar piedziņas sistēmu shematiskajām diagrammām.

Ir ierosināti un pamatoti principi, kas var būt noderīgi MP problēmu izpētē un starpzvaigžņu kosmosa kuģu projektēšanā.

Tiek nodrošināts sistemātisks mūsdienu pētījumu virzienu saraksts dažādās zinātnes un tehnikas jomās, kas nodrošina MP ieviešanu nākotnē.

Apskatīti virzieni MP jautājumu pētījumu praktiskai izmantošanai.

Vēsturisks izklāsts

1911. gadā K. E. Ciolkovskis savā darbā “Pasaules telpu izpēte ar reaktīvajiem instrumentiem” atklāja pirmo kosmosa raķetes tehnisko projektu, lai pārvarētu starpzvaigžņu attālumus: “...tāpēc, ja būtu iespējams pietiekami paātrināt rādija sadalīšanos. vai citiem radioaktīviem ķermeņiem, kas, iespējams, ir ķermenis, tad tā izmantošana pie tādiem pašiem citiem nosacījumiem varētu dot tādu strūklas ierīces ātrumu, ar kuru tuvākās saules (zvaigznes) sasniegšana tiktu samazināta līdz 10-40 gadiem. raķetei, kas sver tonnu, lai pārrautu visas saites ar Saules sistēmu, ar rādija pietiktu ar šķipsnu."

Līdz 20. gadsimta 50. gadiem MP projekti principā atkārtoja K. E. Ciolkovska apsvērumus. Pēc kodolieroču radīšanas sāka parādīties detalizētāki starpzvaigžņu lidojumu projekti, jo īpaši F.Disona pētījumi, kas balstīti uz Oriona kodolsprādziena projektu, L. R. Šeperda darbu.

P. Diraka prognozētā un 1933. gadā atklātā iznīcināšana deva impulsu relatīvistisko raķešu dinamikas pētījumiem.

Būtisks progress MP jomā bija Britu Starpplanētu biedrības (BIS) projekts “Daedalus” 1973.-1978.gadā. Rezultāts bija pats starpzvaigžņu zondes projekts un liels skaits citu projektu un darbu, lai pētītu dažādus īpašus MP aspektus.

Šodien tiek īstenoti lieli integrētie pētniecības projekti “Icarus” (BIS un Tau Zero Foundation) un “100-Year Starship” (DARPA).

Gadsimta laikā, kas pagājis kopš K. E. Ciolkovska laikiem, ir parādījušies tūkstošiem publikāciju par starpzvaigžņu lidojumu (IF) problēmām. AIAA datubāze atslēgvārdam “starpzvaigžņu” nodrošina, piemēram, vairāk nekā tūkstoti publikāciju. Pēdējās desmitgadēs šis ideju un argumentāciju kopums strauji pieaug, pateicoties interneta resursiem.

Līdz ar to rodas uzdevums izstrādāt metodoloģijas jautājumus gan darbam ar esošo informācijas masīvu, gan pašu MP jautājumu izskatīšanas pieejām. Ir nepieciešams aplūkot pašu MP problēmu kā izpētes objektu.

Tehnoloģija starpzvaigžņu attāluma pārvarēšanai var tikt izstrādāta nākotnē, taču šīs problēmas risināšana un tās izpratne var dot intelektuālus augļus jau šodien

Klasifikācijas problēmas

Mums jāsāk ar esošā MP projektu masīva klasifikāciju un sakārtošanu. Šim nolūkam mēs varam ieviest koncepciju Starpzvaigžņu ceļojumu projekts (IP). MP projekts - tehnoloģiju apraksts, kas spēj pārvarēt starpzvaigžņu attālumus - satur divus obligātus elementus: kustības metodi (metodes) un lidojuma laiku.

Strukturāli jebkuru starpzvaigžņu lidojuma projektu var iedalīt dzinējspēka vienībā (PS) un kravnesības vienībā (PL). Jebkura MP projekta galvenais elements ir tālvadības pults shēmas shēma.

Tālvadības pults shēmu shēmu vienkāršota klasifikācija. Tas ir balstīts uz klasifikāciju atbilstoši izmantotajiem fiziskajiem kustības principiem.

Runājot par PN, daudzi PN varianti ir sakārtoti un dažkārt detalizēti aprakstīti zinātniskās fantastikas darbos.

Tāpat lietderīgi MP projektus klasificēt pēc reālisma līmeņa, kas labi korelē ar konkrētas MP shēmas attīstības līmeni. Atbilstošā klasifikācija ir norādīta tabulā. 1.

1. tabula. MP projektu klasifikācija pēc reālisma līmeņa

Šī klasifikācija ir pirmais filtrs MP projektu atlasei turpmākai attīstībai/pētniecībai. Izvēloties līmeni, jums nav jāņem vērā tie projekti, kas atrodas zemāk.

Papildus konkrētu MP projektu izskatīšanai ir jāņem vērā milzīgs informācijas apjoms par darbiem, kas nav tieši vērsti uz MP problēmas risināšanu, bet ir ar to saistīti vai vienkārši ir nepieciešami tās risināšanai. Tie ir, piemēram, darbs pie kodolsintēzes, slēgtām dzīvības uzturēšanas sistēmām, eksoplanetu meklēšana un izpēte. Tā veidojas zināšanu bāze, kas attīstās neatkarīgi no ar MP dizainu tieši saistītu problēmu risinājuma.

Tabulā 2. attēlā parādīta vienkāršota jomu klasifikācija, kas veido zināšanu bāzi, kas nepieciešama MP jautājumu izpētei.

2. tabula. Zināšanu bāze par MP jautājumiem

MP jautājumu izpētes principi

Princips ir vadošā pozīcija, pamatnoteikums, uzstādījums jebkurai darbībai. Tajā pašā laikā, neskatoties uz to nozīmi, no jebkura principa var atteikties vai tos mainīt, taču ir svarīgi saprast un izskaidrot šāda atteikuma iemeslus.

Principu formulējums un kopums noder gan viena pētījuma darbam, gan dažādu centienu koordinēšanai. Principus, kā arī klasifikācijas var izmantot, lai ātri filtrētu jomas, kas acīmredzami nav perspektīvas. Šajā gadījumā pētnieks var izvēlēties projekta reālisma prasību “stingrības” līmeni.

Mēs varam piedāvāt šādus MP izstrādes principu kopumu un vispārīgus formulējumus:

1. Princips paļauties uz paredzamām tehnoloģijām.

Šis princips tika postulēts projektam Daedalus. Tas ir balstīts uz diviem noteikumiem:

• uz tehnoloģijām, kas pastāvēja toreiz (1973. gadā) un tām, kas pastāv šodien, starpzvaigžņu lidojums nav iespējams;
• Paļauties uz tehnoloģijām, kas vēl nav izstrādātas praksē, nozīmē atteikšanos strādāt.

Paredzamās tehnoloģijas ir teorētiski pamatotas, to ieviešana prasa tikai laiku un naudu.

2. Atteikuma principsburvju nūjiņa"progresu.

Šis princips nozīmē atteikšanos no bieži lietotās pieejas sarežģītu problēmu risināšanai. Bieži vien izvairās no šādu problēmu apsvēršanas, aizbildinoties ar to, ka nākotnē var tikt atrasti to risinājumi. Taču nevar atlikt jautājuma risināšanu uz nākotni, nepaskaidrojot iespēju iegūt šādu risinājumu.

3. "Finanšu abstrakcijas" princips.

Nav jēgas aplēst konkrēta MP īstenošanas finansiālās izmaksas, jo nav iespējams noteikt ekonomisko situāciju simts gadus uz priekšu.

4."humānā palīdzība"Pprincipu.

Dzīves apstākļiem uz kuģa nevajadzētu būt sliktākiem par vidējiem dzīves apstākļiem uz Zemes.

5. Neatgriešanas princips.

Kosmosa kuģa apkalpes atgriešanās uz Zemes ir jebkura pilotēta lidojuma galvenais mērķis. Bet tas attiecas tikai uz lidojumiem Saules sistēmā. MP lielo attālumu un lidojuma ilguma dēļ atgriešanās ir ne tikai tehniski nesasniedzama (skat. 1. principu), bet arī bezjēdzīga.

Praktiski nav motivācijas lidot atpakaļ uz Zemi. Protams, nostalģija pēc izcelsmes vietas ir neizbēgama, bet pats cilvēks nevarēs atgriezties uz Zemi, tikai viņa pēcnācēji. Un izvēle starp jaunu pasauļu izpēti vai to pēcnācēju atgriešanu uz Zemi, visticamāk, tiks izdarīta par labu pirmajam variantam.

Lai izpētītu un apgūtu milzīgo Galaktiku, Zemei nav jāsūta starpzvaigžņu kuģi uz katru zvaigzni: pietiek apdzīvot duci planētu sistēmu tuvākajā zvaigžņu apkārtnē - aptuveni 50 gaismas gadu rādiusā.

Saules tuvāko zvaigžņu apkaimju un iespējamo pirmo deputātu maršrutu diagramma. Zaļā punktētā līnija ir iespējamie starpzvaigžņu lidojumu virzieni no Saules sistēmas, sarkanā līnija ir no jau izstrādātajām sistēmām. Skaitļi - attālumi gaismas gados

Tālāko kustību no izstrādātajām sistēmām veic jaunas “meitu” civilizācijas. Un Zemei pēc apkārtējo zvaigžņu sistēmu attīstības beidzas Kosmosa laikmets, telpiskās paplašināšanās laikmets. Tieši šis mērķis - pārvarēt starpzvaigžņu telpu ar pilotējamiem kosmosa kuģiem un izpētīt tuvumā esošās zvaigžņu sistēmas - ir zemes astronautikas "galējais" mērķis.

Par MP jautājumu pētījumu praktisko izmantošanu

Starpzvaigžņu lidojumi ir tālās (bet paredzamās) nākotnes jautājums. Tajā pašā laikā es vēlētos redzēt praktiskus pētījumu rezultātus jau tagadnē. Papildus neapšaubāmajai kognitīvajai un ideoloģiskajai nozīmei MP problēmu izpēti var efektīvi izmantot izglītības procesā. Šādas izmantošanas efektivitāti nosaka problēmas specifika – paļaušanās uz zināšanu sintēzi dažādās zinātnes un tehnikas jomās.

Literatūra

1. Ciolkovskis K. E. Pasaules telpu izpēte ar strūklas ierīcēm / Proceedings on raķešu tehnoloģijas. M.: Oborongiz, 1947. 368 lpp.

2. Gans, L. R. Starpzvaigžņu lidojums. J. Brit. Int. Soc., 1952.V.11. 149.-167.lpp.

3. Zenger E. Par fotonu raķešu mehāniku. M.: Ārzemju literatūra, 1958. 142 lpp.

4. Projekts Daedalus: Starpzvaigžņu ceļojumu inženiertehniskās iespējamības demonstrēšana. Britu starpplanētu biedrība, 2003. 390 lpp.

Mēs iepazināmies ar iespējamām fiziskajām atšķirībām starp mums un mūsu kosmiskajiem brāļiem. Tagad pāriesim pie tā, kas mums varētu būt svarīgāks – intelektuālajām atšķirībām. Šo problēmu var formulēt šādi.

1. mīkla. Vai citas civilizācijas ir mūs apsteigušas savā attīstībā vai atpalikušas no mums?

Pieņemsim, ka mūsu Galaktikā ir vismaz miljons Zemes “dubultnieku”, uz kuriem pastāv saprātīga dzīvība. Tie veidojušies dažādos laikmetos – miljoniem gadu agrāk vai vēlāk nekā mūsējie – un tāpēc atrodas dažādās attīstības stadijās. Dinozauru laiki, aizvēsturiskais cilvēks, agrīnā Romas impērija - visi šie Zemes vēstures laikmeti šobrīd, iespējams, tiek "kopēti", un vienlaikus uz vairākām planētām. Iespējams, ka, savukārt, mēs uz Zemes tagad piedzīvojam laikmetu, ko citas pasaules pagāja pirms tūkstošiem vai pat miljoniem gadu.

Cik civilizācijas savā attīstībā mūs ir pārspējušas? Un cik? Tas, ko par to saka Poziņš, mūsu lepnumu nekādi nemerina. Zeme nevar būt starp augstas vai pat vidējas attīstības civilizācijām. Visticamāk, mēs ieņemam skatuvi, kas nav pārāk tālu no zemāks evolūcijas skalas beigas. Tas izriet no vienkāršas un, kā mums šķiet, nenoliedzamas loģikas.

Astronomi uzskata, ka mūsu Saules enerģija ilgs vismaz 10 miljardus gadu. Pieskaitot šo skaitli Zemes vecumam, kas tiek lēsts uz 5 miljardiem gadu, iegūstam kopējo Zemes dzīves ilgumu – 15 miljardus gadu. Pirms dzīvības rašanās uz Zemes pagāja 2,5 miljardi gadu un tikpat daudz pirms cilvēka parādīšanās, kas kopumā veido 1/3 no 15 miljardiem gadu, kas “atvēlēti” Zemes daļai. Cilvēks, kura necivilizēta priekšgājēja pēdas var izsekot tikai miljons gadu senā pagātnē, iznira no alām un sāka pievienoties civilizācijai, ilgākais, pirms 12 000 gadu. Līdz ar to cilvēces tālākai attīstībai paliek 10 miljardi gadu.

Ja miljons citu planētu, piemēram, Zemes, “dzīves ilgums” arī ir 15 miljardi gadu, to vidējais vecums ir 7,5 miljardi gadu, bet civilizāciju vidējais vecums ir 2,5 miljardi gadu. Bet aptuveni puse no šiem Zemes dvīņiem, aptuveni 500 000 planētu, ir vēl vecāki.

Tā kā mēs atrodamies tuvu mazattīstītās puses apakšējam pakāpienam, mēs, iespējams, esam pārāki par aptuveni 50 000 civilizāciju, bet zemāki par 950 000 citām. Tie, kuru vecums ir 10 miljardi gadu (padomājiet tikai – miljoniem gadsimtu!) un kuri ir sasnieguši neiedomājamus garīgās attīstības augstumus, bez šaubām, mūs, zemes iedzīvotājus, nenostādītu augstāk par prasmīgām skudrām, kas dzīvo kolonijās un demonstrē apšaubāmu inteliģenci.

Tomēr mūsu aprēķini par apdzīvojamām pasaulēm var būt kļūdaini. Iespējams, ka uz daudzām planētām apstākļi kavē dzīvības rašanos. Visticamāk, ka dažas civilizācijas saskārās ar šķēršļiem evolūcijas procesā un spēja normāli attīstīties tikai pēc ilgas kavēšanās. Dažas zvaigznes priekšlaicīgi uzliesmoja kā novas, tādējādi radot neatgriezenisku kaitējumu ap tām riņķojošajām apdzīvojamajām planētām. Un kas zina, cik civilizāciju gāja bojā atomkaru ugunī?

Bet pat simtiem un tūkstošiem šādu ierobežojumu būtiski nesamazinās civilizāciju skaits, kuras ir vecākas un acīmredzot gudrākas par mūsējām. Neatkarīgi no tā, kā mēs uz to skatāmies, Zeme, iespējams, ir primitīvas kosmosa kultūras līmenī. Ir daudzi tūkstoši civilizāciju, kuras mums ir vairāk gadu priekšā, nekā nepieciešams gaisma, lai pārvarētu attālumu, kas mūs šķir.

2. mīkla. Vai Zemi ir apmeklējušas citplanētiešu būtnes, kas mūs novērojušas, izmantojot lidojošos šķīvīšus?

Vairums zinātnieku uzreiz skeptiski pasmaidīs, dzirdot par lidojošajiem šķīvīšiem.

Pēc autoritatīvu ekspertu domām, vairumā gadījumu lidojošie šķīvīši ir tikai iztēles auglis. Īpaši tas attiecas uz tā sauktajiem kontaktu neidentificētajiem lidojošiem objektiem (NLO), kas it kā tiek palaisti no Marsa, Veneras vai citām planētām un regulāri nolaižas savās bāzēs. Daži no tiem tika pasludināti par starpzvaigžņu kosmosa kuģiem, izraisot dzīvas diskusijas par viņu apkalpes eksotisko pieredzi.

Bet nevar pilnībā ignorēt to cilvēku viedokļus, kuri uzskata, ka NLO, pat ja tie nenolaidās uz Zemes, parādījās mūsu debesīs. Kopš Arnolda pirmā ziņojuma 1947. gadā īpašās meklēšanas komandas ir fiksējušas vairāk nekā 20 000 novērojumu ar lidojošiem šķīvīšiem — dīvainus neparastas formas veidojumus vai balti karstus objektus, kas milzīgā ātrumā lido pa gaisu. Vairāki uzticami eksperti – piloti, radaru operatori un pat daži zinātnieki – apgalvoja, ka šādas parādības novērojuši ne reizi vien.

Galvenais, ko parādīja visa kampaņa, lai pārbaudītu NLO realitāti, ir tas, ka vairāk nekā 15 gadus nav iesniegts neviens pārliecinošs pierādījums par to esamību. NLO ticīgie apgalvo, ka dažas fotogrāfijas ar "uzsprāgušu apakštasīšu" fragmentiem, dīvaina pelnu taka aiz aizdomīga objekta un citi netieši pierādījumi apliecina citplanētiešu vēstnešu esamību. Taču neviens no šiem “pierādījumiem” nav pieņemams ne grāmatas autoram, ne zinātniskajai sabiedrībai kopumā.

“Lidojošo apakštasīšu” piekritēji atļaujas patvaļīgi interpretēt vienu vai otru faktu - un vienmēr viņiem par labu. Ja kāds pēkšņi paziņotu, ka Zeme ir doba, lidojošo šķīvju piekritēji būtu starp tiem, kas pieprasītu pierādījumus. Viņi noraidītu seismisko ierakstu interpretāciju kā skaņas viļņu pazušanu milzu dobumā, piemēram, 800 grādu dziļumā. km. Viņi jautātu, kāpēc simtiem pieredzējušu seismologu nav ieguvuši šādus rezultātus, un viņiem būtu pilnīga taisnība, nepieņemot šo savvaļas teoriju, kas balstīta uz vājiem pierādījumiem, ko sniegusi neliela fanātiķu grupa, kas aizstāv savu dobās Zemes modeli. Taču paši “lidojošo šķīvju” piekritēji, šķiet, nespēj saprast savas pozīcijas samaitātību, pašapzinīgi izvirzot vieglprātīgus un tendenciozus argumentus.

Ja kādā jaukā dienā nolaidīsies lidojošais šķīvītis un visa pasaule savām acīm ieraudzīs, ka no tās ir izcēlies astronauts no citas planētas, tad zinātnieki – un līdz ar viņiem arī autors – atzīs savu kļūdu.

Tā kā orbitālo lidojumu tehnoloģiju attīstība novedīs pie lidojumiem uz Mēnesi un pilotējamu kosmosa staciju parādīšanos, mūsu astronauti galu galā varēs atbildēt uz jautājumu, vai viņi kosmosā atrodas vieni. Pārāk fanātiskiem “lidojošo šķīvju” piekritējiem, kuri šodien pieprasa, lai aizdomīgi objekti tiktu identificēti kā kosmosa viesi, jābūt pacietīgiem, taču pagaidām viņu prasības ir pilnīgi nepamatotas. Ja citplanētiešiem būtu konkrēts mērķis, teiksim, Zemes iekarošana, tad, izmantojot ārkārtīgi progresīvas tehnoloģijas, tostarp "lidojošos šķīvīšus", viņi to jau sen būtu sapratuši.

Vēl viens arguments ir tāds, ka piloti apzināti izvēlas mūs novērot no tālienes, jo baidās, ka viņu nosēšanās izraisīs paniku Zemes iemītniekos un, iespējams, kosmosa kara draudus. Tas ir mēģinājums izskaidrot svarīgo faktu, ka neviens no apakštasīšu kuģiem nekad nav nolaidies uz Zemes un tā apkalpe nav nonākusi tiešā saskarē ar mums, Zemes iedzīvotājiem.

Protams, mēs varam pieņemt, ka agrāk Zemi apmeklēja citplanētieši no citām pasaulēm. Pietiek atcerēties, ka 10 miljardu gadu laikā daudzas civilizācijas varētu būt sasniegušas neparasti augstu kosmosa tehnoloģiju attīstības līmeni, lai piekristu iespējai vairākkārt apmeklēt Zemi, kas atdalīta ar miljona gadu intervāliem. Šādas vizītes nemaz nešķiet fantastiskas tagad, kad cilvēks pats ir gatavs apmeklēt Mēnesi un citas planētas un jau sapņo par lidojumiem uz zvaigznēm.

Tātad, loģika gandrīz neizbēgami mums saka, ka tūkstošiem civilizāciju tagad piedalās Galaktikas izpētē un, iespējams, luksofori, kas regulē šo apbrīnojamo "kosmisko kustību", tiek kontrolēti no viena centra.

3. mīkla. Vai pastāv Apvienoto civilizāciju kosmosa organizācija?

Fantāzija? Bet kāpēc, ja Galaktikā ir vismaz miljons apdzīvotu planētu? Ja lielākā daļa civilizāciju savā attīstībā mūs ir pārsniegušas un jau sen ir sūtījušas starpzvaigžņu kuģus visos virzienos, tad agri vai vēlu tām bija jātiekas vienai ar otru. Iespējams, notika īsti “pasauļu kari” un radās impērijas, kuru laupījums bija atsevišķas planētas. Un visas pārējās tumšās darbības, ko cilvēks pastrādājis uz Zemes, var atkārtot kosmiskā mērogā.

Iespējams, tiktu izstrādāta kosmosa likumu sistēma un veidota galaktikas asambleja, kurā būtu gan attīstīto civilizāciju pārstāvji, gan mazattīstīti jaunpienācēji. Tās sesijās var pieņemt rezolūcijas, kuru mērķis ir saglabāt mieru un samazināt atšķirību civilizāciju attīstības līmenī, kuras šķir daudzi gaismas gadi.

Apvienoto civilizāciju organizācija būtu sākusies pirms miljoniem gadu. Un, kad mūsu Saules sistēmas delegāti ieradīsies “pārpildītajā” asamblejā un ar izbrīnu palūkosies uz citplanētiešu diplomātiem, Zeme būs viena no pēdējām valstīm, kas tikko sasniegusi galaktikas statusu un iznākusi no mazattīstīto planētu rindām.

Ievērojamākie Zemes zinātnieki šajā idejā nesaskata neko nezinātnisku, un Hoils diezgan nopietni runā par “starpzvaigžņu klubu”, kurā kādreiz tiks uzaicināta cilvēce.

Dažādu civilizāciju centienu apvienošana galaktisko problēmu risināšanā un tehnoloģiju attīstīšanā (kas, iespējams, sākās vēl pirms pirmā mikroorganisma parādīšanās uz Zemes), neapšaubāmi novestu pie sistemātiskas atpalikušu civilizāciju meklēšanas, kas vēl nav nepieejamas starpzvaigžņu lidojumiem. Ja uz atklātās planētas vēl nav saprātīgu radījumu vai to kultūra joprojām ir pārāk primitīva, lai atrisinātu reālas kosmiskas problēmas, šādu planētu nevar uzskatīt par kopienas kandidātu. Zeme izrādītos tāda planēta.

Taču nav pārliecības, ka civilizācijas, kas ir augsti attīstītas kosmosa tehnoloģiju jomā, bet vēl nav sasniegušas sociālo briedumu, nemēģinātu iekarot citas planētas. Pilnīgi iespējams, ka dažas no mūsu vecākajām un noturīgākajām leģendām ir radušās kosmosa citplanētiešu iebrukuma dēļ.

Piemēram, leģendārās Atlantīdas nāve okeānā bija nežēlīgs akts, ko kosmosa konkistadori veica pēc tās izlaupīšanas (zelta, dimantu, urāna vai pat dzelzs - rets un tāpēc nenovērtējams metāls uz viņu planētas), slēpjot savas pēdas. noziegums no “humānās” civilizāciju grupas modrajām patruļām.

4. mīkla. Vai Tunguskas meteorīts bija kosmosa kuģis ar apkalpi?

1908. gada jūnijā Austrumsibīrijas teritorijā nokrita milzu meteorīts, kura skaņa bija dzirdama 300 rādiusā. km. Atšķirībā no Arizonas un Chubb meteorītiem tas neveido krāteri, bet spēcīgs gaisa vilnis gāza kokus 80 rādiusā. km, it kā meteorīts uzsprāga gaisā pirms trāpījuma virspusē. Taču vairākas PSRS Zinātņu akadēmijas organizētās ekspedīcijas uz kritiena apgabalu neatrada lielus milzu meteorīta fragmentus, kam vajadzēja nokrist uz Zemes.

Ir izvirzītas divas teorijas, no kurām katra uzskata, ka uzspridzinātais objekts ir mākslīgs, proti, kuģis no citas pasaules.

Pirmā teorija ir tāda, ka tas bija ar kodolsintēzi darbināms kosmosa kuģis, kas eksplodēja, mēģinot nolaisties. Tas izskaidro sprādziena viļņa milzīgo spēku; bet radioaktivitātes līmenis kritiena zonā ir pārāk zems, kas neatbilst šai teorijai. Enerģijas no kosmosa kuģa kodoldzinēja sprādziena, kas atbilst vismaz tūkstoš ūdeņraža bumbām, pietiktu, lai sprādziena zonu pārvērstu par kodoltuksnesi uz simtiem gadu. Bet šobrīd šī taigas zona ir klāta ar sulīgu veģetāciju.

Vēl viens pieņēmums ir tāds, ka kuģis ieradās no antipasaules. Pēdējo desmit gadu laikā kodolfiziķi teorētiski ir paredzējuši antidaļiņu katrai zināmajai elementārdaļiņai, un daudzas no tām jau ir iegūtas eksperimentāli. Negatīvi lādēts elektrons atbilst pozitīvi lādētam antielektronam jeb pozitronam, protonam - antiprotonam, neitronam - antineitronam un tā tālāk vairāk nekā trīsdesmit daļiņām.

Kad jebkura daļiņa sastopas ar savu antidaļiņu, tās pazūd, iznīcinās, un visa masa pārvēršas starojumā, atbrīvojoties enerģijai. tūkst reizes lielāks nekā atomu kodolu dalīšanās vai saplūšanas reakcijās.

Antidaļiņas ir neparastas tikai parasto daļiņu pasaulē, un antipasaulē tās abas maina lomas. Bet, tā kā antidaļiņas pirmo reizi tika atklātas kā daļa no kosmiskajiem stariem, kas līst no starpzvaigžņu telpas, pamatots jautājums ir: kāpēc gan nevarētu būt veselas zvaigznes un pat galaktikas, kas sastāv no antimateriāla?

Kamēr galaktikas un “antigalaktikas” atdala milzīgi attālumi, tās var pastāvēt, neizraisot viena otras nāvi. Tomēr ir iespējams, ka sadursmes galaktiku starojums (piemēram, Cygnus zvaigznājā) ir parādā savu milzīgo spēku katastrofālajiem zvaigžņu un “pretzvaigzņu” iznīcināšanas procesiem.

Tagad ir viegli saprast, kāda briesmīga drāma varētu izvērsties virs Zemes virsmas. Daudzus gadus, iespējams, visu mūžu pavadījuši ceļā, mērojot attālumu no vienas zvaigznes līdz otrai, nezināmie astronauti, pārliecinājušies, ka Zeme ir apdzīvota, ar nepacietību gatavojās nolaišanai. Bet, iegremdējot blīvos zemes atmosfēras slāņos (apmēram 80 grādu augstumā km) viņu kuģa antimateriāls reaģēja ar atmosfēras gāzēm - un zvaigžņu ceļojums beidzās ar milzīgu uzplaiksnījumu.

Šis supersprādziens neizkaisīja atomus "vējš". Viņi iznīcināja, un, to darot, tika atbrīvota enerģija, kas daudzkārt pārsniedza kodoltermiskā sprādziena enerģiju. Kosmonautu kapavietu iezīmē tikai pilnībā nokritis mežs, un tajā nav ne pašiem citplanētiešiem, ne viņu kuģa pēdas.

Šī teorija lieliski izskaidro Tunguskas meteorīta noslēpumu un, ja tā ir taisnība, piedāvā mums piemēru vienam no retajiem apmeklējumiem no kosmosa.

Tomēr tie ir tikai minējumi; Pagaidām neviens mums nevar sniegt atbildi uz jautājumu, vai Zemi apmeklēja viesi no Kosmosa.

5. mīkla. Vai kosmosa kuģis no Zemes kļūs par noslēpumainu “lidojošo šķīvīti” citas planētas iemītniekiem?

Mums tuvākā planētu sistēma ir zvaigzne Proksima Kentauri, kas atrodas vismaz 7500 reižu tālāk par Plutonu, 42 triljonu attālumā. km. (Proksim, Centauri Proxima var nebūt planētu, un, ja ir, tad tās var būt neapdzīvotas.) Ir grūti iedomāties milzīgos attālumus, kas šķir Sauli un tuvākās zvaigznes.

Sfērā ar 12 gaismas gadu rādiusu (113 triljoni km) ir ar neapbruņotu aci redzamas 18 zvaigznes, tostarp divas labi zināmas zvaigznes - Sīriuss un Prokions. Acīmredzot, lai apmeklētu kādu no šīm zvaigznēm starpplanētu kuģi nav lietojami. Pat ja raķete sasniedz ātrumu 1600 km/sek un šķērsos Plutona orbītu 40 stundu laikā no palaišanas brīža, lai sasniegtu Proksimu Kentauri, tam būs nepieciešams 3000 gadi. Līdz ar to ievērojami ātrāk starpzvaigžņu kuģiem. Bet pat palielinot ātrumu 10 reizes, ceļojuma laiks samazināsies tikai līdz 300 gadiem. Lai starpzvaigžņu ceļojums būtu iespējams, raķetes ātrumam ir jātuvojas gaismas ātrumam. Kosmosa kuģis, kas lido ar gaismas ātrumu (300 000 km/sek), sasniegtu Plutonu tikai piecās stundās, bet tuvākā kaimiņa zvaigzne Proksima Kentauri - pēc 38 000 stundām jeb 4,3 gadiem. Ar ķīmisko degvielu darbināmas raķetes nav piemērotas, jo, lai sasniegtu ātrumu, kas ir kaut daļa no gaismas ātruma, ir nepieciešamas asteroīdu izmēra degvielas tvertnes. Raķetes ar kodolenerģijas un tā sauktajiem elektrostatisko jonu dzinējiem varētu attīstīt lielāku, bet atkal nepietiekamu ātrumu.

Tikai pilnīgi jauni dzinēju veidi nodrošinās mūs ar īstiem starpzvaigžņu kuģiem. Starp tiem var būt fotonu raķete.

Tāpat kā elektrostatiskais raķešu dzinējs ģenerē vilces spēku no liela ātruma jonu plūsmas, fotoniskais dzinējs izstaro spēcīgu gaismas kvantu kūli, lai nodrošinātu dzinējspēku. Tiesa, daži raķešu speciālisti uzskata, ka šie projekti ir nereāli, jo būtu nepieciešams neticami liela izmēra un jaudas fotonu ģenerators.

Pēdējos gados ir vērojama strauja attīstība lāzeri. Šīs ierīces rada neparasti spēcīgus starojuma starus (redzamu, ultravioleto vai infrasarkano). Katru dienu mēs dzirdam un lasām ziņojumus par jauniem lāzeru paņēmieniem: tie sekundes daļā sadedzina caurumus dimantiem, sagriež tērauda plāksnes. Inženieri nešaubās, ka galu galā viņi spēs koncentrēt miljoniem vatu jaudas lāzera starā.

Kosmosa kuģis, kas aprīkots ar lāzera fotonu dzinēju, spēj sasniegt ātrumu, kas vienāds ar 90% no gaismas ātruma. Tad ceļojums uz Proxima Centauri aizņems mazāk nekā piecus, bet līdz Siriusam (8,6 gaismas gadu attālums) - apmēram deviņus gadus. Ja astronauti brīvprātīgi piekristu pavadīt savu dzīvi uz kosmosa kuģa, būtu iespējams apmeklēt visas zvaigznes 25 gaismas gadu rādiusā, cerot atrast citu planētu sistēmu un vienu no miljoniem Zemes "dubultnieku", kurā dzīvo saprātīgas būtnes. .

Bet vai tas palīdzēs?...

6. mīkla. Kāda ir varbūtība atrast dzīvību fotona raķetei pieejamā Saules “tuvākajā” apkārtnē?

No visa iepriekš teiktā izriet, ka šī varbūtība ir praktiski nulle. Ja Struves aprēķins ir pareizs un Zemei līdzīgu planētu skaits mūsu Galaktikā patiešām ir viens miljons, tad tas nozīmē, ka vidēji no 200 000 zvaigžņu tikai vienai paveicās ar planētu saimi. Diemžēl, kā izriet no Hornera aprēķiniem (Heidelbergas observatorija), sfērā, kuras rādiuss ir 160 gaismas gadi, ir tikai 10 zvaigznes ar planētu sistēmām. Tas nozīmē, ka tikai ar fantastisku veiksmi mums “tuvu” atrodas zvaigzne - varbūt pat Proksima Kentauri - ar apdzīvotu planētu.

Ja mēs palielināsim Struves aplēses par 100 reizēm, tad mūsu kosmonautiem būs jāpārbauda 2000 zvaigžņu, pirms atrast vienu ar apdzīvojamu planētu. Turklāt viņu ceļojums ilgs vismaz 100 gadus — ilgāk par mūža ilgumu. Tātad ievērojamā lidojumu ilguma dēļ šķiet neiespējami veiksmīgi tikt galā ar brālīgo pasauļu meklēšanas uzdevumu. Acīmredzot astronautiem nepietiks dzīvības, lai kaut desmito daļu nobrauktu līdz tik tālām zvaigznēm, vēl jo mazāk tās apmeklētu un atgrieztos uz Zemes.

Tomēr viens apstāklis ​​atgrūž šo laika barjeru.

7. mīkla. Vai astronauti viena gada laikā spēs nobraukt 1000 gaismas gadu attālumu?

Ja kosmosa kuģis varētu sasniegt ātrumu, kas vienāds, teiksim, 99% no gaismas ātruma vai lielāku, slavenais Einšteina relativitātes teorijas "laika dilatācijas" paradokss likvidētu laika barjeru. Teorētiski cilvēkam, kas pārvietojas ar raķeti tādā ātrumā, laiks burtiski palēninātos.

Kamēr pulkstenis uz Zemes atzīmēs 1000 gadus, kuģa apkalpei tas būs 10 gadi vai pat mazāk, atkarībā no tā, cik tuvu tā ātrums ir gaismas ātrumam. Tāpēc, sasniedzot planētu, viņi kļūs tikai dažus gadus vecāki. Atgriežoties tādā pašā ātrumā, viņi uz Zemes ieradīsies nedaudz vecāki, taču neatradīs savus radiniekus un draugus, kuri jau sen ir miruši.

8. mīkla. Vai cilvēks varēs apmeklēt citas pasaules uz superlumināliem kuģiem?

No relativitātes teorijas izriet, ka, ja objekta ātrums tuvojas gaismas ātrumam (kas tiek pieņemts par nemainīgu), tā masa tiecas līdz bezgalībai, tāpēc objektam fiziski nav iespējams turpināt paātrināties līdz lielākam ātrumam. .

Bet, ja gaismas ātrums pārstātu darboties kā ierobežojošais faktors mūsu kosmosa kuģiem, tad Saules sistēma kļūtu par dīķi, Piena Ceļš – par ezeru, starpgalaktiskā telpa – par jūru un viss Visums – par okeānu. Pietiekami liels ātrums samazinās brauciena ilgumu no gadsimtiem līdz vairākiem mēnešiem un gadiem.

Tomēr kosmisko attālumu pārvarēšana ir ārkārtīgi grūts uzdevums. Pat gaismas gads nav pietiekami liela vienība, strādājot ar attāliem objektiem. Visas naksnīgajās debesīs redzamās zvaigznes atrodas 100 000 gaismas gadu attālumā no mūsu galaktikas. Bet tuvākā galaktika Andromedas zvaigznājā atrodas 2 300 000 gaismas gadu attālumā no mums, un citas miljoniem un miljoniem galaktiku atrodas miljardu gaismas gadu attālumā. Astronomi jūtas neērti lietot šo ierīci, un viņi ieviesa jaunu - parsec.

Vārds "parsec" ir veidots no divu vārdu sākuma zilbēm - paralaksa un otrā. Parallakse ir zvaigznes attēla leņķiskās nobīdes lielums attiecībā pret zvaigžņu fonu, ja to novēro no diametrāli pretējiem Zemes orbītas punktiem, attālums starp kuriem ir 300 miljoni. km. Ja paralakse (šķietamā nobīde) ir 1 loka sekunde, tad attālums līdz novērotajam objektam ir 1 parseka. Viens parseks atbilst 3,26 gaismas gadiem jeb 31 triljonam km. Kā redzat, parseks nav daudz lielāks par gaismas gadu, tāpēc astronomi bieži izmanto mērvienības, kas iegūtas no parsekiem - kiloparseku (1000 parseku) un megaparseku (1 000 000 parseku). Andromedas miglājs atrodas 700 kiloparseku attālumā no mums, bet galaktiku grupa Coma Berenices zvaigznājā atrodas 25 megaparseku attālumā (gandrīz 90 000 000 gaismas gadu).

Ar radioteleskopu un 5 metru Palomar reflektora palīdzību novērojamā Visuma robežas tika paplašinātas līdz 7,5 miljardiem gaismas gadu, tas ir, līdz 2300 megaparsekiem. Tādējādi arī megaparseks kā attāluma vienība kļūst nelietojams, un daži astronomi sper soli tālāk un definē Visuma redzamās daļas izmēru kā 2,3 magnitūdu. gigaparsec(konsole giga nozīmē miljardu).

Ātrums, kas būtu nepieciešams, lai nokļūtu visattālākajās zināmajās galaktikās, ir fantastisks skaitlis; attālumu iegūst, reizinot 7,5 miljardus gaismas gadu ar ceļu, ko gaisma noiet gadā (10 triljoni km), un summa ir 75 10 21 km. Kustoties miljons reižu ātrāk par gaismu, kosmosa kuģis sasniegtu tik tālu objektus tikai 750 gadu laikā.

Acīmredzot pat visu relatīvistisko ierobežojumu atcelšana nepadarīs šādus lidojumus Lielajā Visumā par patīkamu pastaigu, un pat superluminālie kuģi ļaus mums izpētīt tikai mūsu pašu salīdzinoši mazo Galaktiku un diez vai objektus ārpus tās.

Tā zināmā mērā ir atbilde tiem, kuri, domājot par neskaitāmām, iespējams, apdzīvotām pasaulēm, tāpat kā Tellers jautās: “Kur tu esi?” Ar ātrgaitas raķetēm mūs varētu apciemot tikai mūsu Galaktikas vietējie iedzīvotāji, un pat tad viņiem būtu smagi jāstrādā, lai starp katrām 200 000 zvaigznēm atrastu planētu ieskautu. No tā loģiski izriet, ka neviena planēta, arī Zeme, netiks apmeklēta pārāk bieži visu 10 miljardu dzīves gadu laikā.

Zinātnieki saka, ka cilvēce sper mazus soļus pretī nākotnei, kurā lidojumi no vienas planētu sistēmas uz otru beidzot kļūs par realitāti. Saskaņā ar jaunākajām ekspertu aplēsēm, šāda nākotne varētu pienākt viena vai divu gadsimtu laikā, ja zinātnes progress neiezīmē laiku. Savulaik tikai ar īpaši jaudīgā Keplera teleskopa palīdzību astronomi spēja atklāt 54 potenciāli apdzīvojamas eksoplanētas. Visas šīs pasaules tālu no mums atrodas tā sauktajā apdzīvojamajā zonā, noteiktā attālumā no centrālās zvaigznes, kas ļauj uzturēt ūdeni uz planētas šķidrā stāvoklī.

Tajā pašā laikā ir diezgan grūti iegūt atbildi uz vissvarīgāko jautājumu – vai esam vieni Visumā? Ļoti lielo attālumu dēļ, kas atdala Saules sistēmu un mūsu tuvākos kaimiņus. Piemēram, viena no “daudzsološajām” planētām Gliese 581g atrodas 20 gaismas gadu attālumā, kas pēc kosmosa standartiem ir diezgan tuvu, bet tradicionālajām zemes tehnoloģijām joprojām ir ļoti tālu. Eksoplanetu pārpilnība 100 gaismas gadu vai mazāk rādiusā no mūsu dzimtās planētas un ļoti lielā zinātniskā un pat civilizācijas interese, ko tās pārstāv visai cilvēcei, liek mums pilnībā aplūkot līdz šim fantastisko starpzvaigžņu lidojumu ideju. jauns veids.

Galvenais uzdevums, ar ko mūsdienās saskaras kosmologi un inženieri, ir principiāli jauna dzinēja radīšana, kas ļautu zemes iedzīvotājiem salīdzinoši īsā laikā veikt milzīgus kosmiskus attālumus. Tajā pašā laikā par starpgalaktiskiem lidojumiem vēl noteikti nav runas. Sākumā cilvēce varētu izpētīt mūsu mājas galaktiku - Piena ceļu.

Piena ceļš sastāv no liela skaita zvaigžņu, ap kurām riņķo planētas. Saulei tuvāko zvaigzni sauc par Alfa Kentauri. Šī zvaigzne atrodas 4,3 gaismas gadu jeb 40 triljonu kilometru attālumā no Zemes. Ja pieņemam, ka šodien no mūsu planētas paceļas raķete ar parasto dzinēju, tad tā šo attālumu spēs pārvarēt tikai pēc 40 tūkstošiem gadu! Protams, šāda kosmosa misija izskatās pilnīgi absurda. Marks Millis, bijušais NASA Advanced Engine Technologies Project vadītājs un Tau Zero fonda dibinātājs, uzskata, ka cilvēcei ir jāiet garš un metodisks ceļš, lai radītu jauna veida dzinēju. Mūsdienās jau ir ļoti daudz teoriju par to, kāds būs šis dzinējs, taču mēs nezinām, kura teorija darbosies. Tāpēc Millis uzskata, ka ir bezjēdzīgi koncentrēties tikai uz vienu tehnoloģiju.

Šodien zinātnieki ir secinājuši, ka nākotnes kosmosa kuģi spēs lidot, izmantojot kodolsintēzes piedziņu, saules buru, antimateriālu piedziņu vai telpas-laika velku piedziņu (jeb velku piedziņu, kas ir labi zināma seriāla Star Trek faniem). Teorētiski jaunākajam dzinējam vajadzētu ļaut lidot ātrāk par gaismas ātrumu un līdz ar to maza mēroga ceļošanu laikā.

Tajā pašā laikā visas uzskaitītās tehnoloģijas ir tikai aprakstītas, kā tās ieviest praksē. Tā paša iemesla dēļ nav skaidrs, kuras tehnoloģijas ieviešanai ir vislielākās cerības. Tiesa, vairākas saules buras jau paspējušas izlidot kosmosā, taču, lai veiktu starpzvaigžņu lidojumu pilotējamo misiju, būs nepieciešama milzīga bura Arhangeļskas apgabala lielumā. Saules buras darbības princips praktiski neatšķiras no vēja buras, vienīgi gaisa plūsmu vietā tā uztver hiperfokusētus gaismas starus, ko izstaro jaudīga ap Zemi rotējoša lāzerinstalācija.

Mūsdienās visā pasaulē ir daudz entuziastu, kuri tic un ir pārliecināti, ka nākotne ir jāveido jau tagad. Ričards Obūzijs, Icarus Interstellar prezidents un līdzdibinātājs, atzīmē: “Starpzvaigžņu ceļojumi ir starptautisks, vairāku paaudžu darbs, kas prasa milzīgus intelektuālus un finansiālus ieguldījumus. Jau šodien mums ir jāuzsāk nepieciešamās programmas, lai pēc simts gadiem cilvēce spētu izkļūt ārpus mūsu Saules sistēmas robežām.

Šī gada augustā kompānija Icarus Interstellar gatavojas rīkot zinātnisku konferenci Starship Congress, kurā pasaules vadošie jomas eksperti apspriedīs ne tikai starpzvaigžņu lidojumu iespējas, bet arī sekas. Organizatori atzīmē, ka konferencē būs arī praktiskā daļa, kurā tiks aplūkotas gan īstermiņa, gan ilgtermiņa perspektīvas cilvēka dziļā kosmosa izpētei.

Līdz šim ir atklātas un apstiprinātas aptuveni 850 eksoplanetu, no kurām daudzas ir superzemes, tas ir, planētas, kuru masa ir salīdzināma ar Zemes masu. Speciālisti uzskata, ka nav tālu diena, kad astronomi varēs apstiprināt eksoplanetas klātbūtni, kas būtu kā divi zirņi pākstī, kā mūsu pašu. Šajā gadījumā ievērojami palielinātos finansējums jaunu raķešu dzinēju radīšanas projektiem. Kosmosa izpētē vajadzētu būt arī ieguvei no asteroīdiem, kas tagad neizklausās tik neparasti kā starpzvaigžņu lidojumi. Cilvēcei jāiemācās izmantot ne tikai Zemes, bet visas Saules sistēmas resursus, uzskata eksperti.

Zinātnieki un inženieri no Amerikas kosmosa aģentūras NASA, kā arī ASV Aizsardzības progresīvo pētījumu projektu aģentūras DARPA ir pievienojušies starpzvaigžņu lidojumu problēmai. Viņi ir gatavi apvienot spēkus projekta “100-gadu Starship” ietvaros, un tas pat nav projekts, bet gan projekta projekts. 100 gadu Starship ir kosmosa kuģis, kas varētu veikt starpzvaigžņu lidojumus. Pašreizējā pētījumu posma uzdevums ir izveidot “tehnoloģiju summu”, kas nepieciešama, lai starpzvaigžņu ceļojumi kļūtu par realitāti. Papildus tiek veidots biznesa modelis, kas piesaistītu investīcijas projektā.

Pēc DARPA pārstāvja Pāvela Eremenko teiktā, šim projektam būs nepieciešami “stabili ieguldījumi finanšu un intelektuālajā kapitālā” no dažādiem avotiem. Eremenko arī uzsvēra, ka “100-gadu zvaigžņu kuģa” projekta mērķis nav tikai zvaigžņu kuģa izstrāde un tai sekojoša būvniecība. "Mēs smagi strādājam, lai iedvesmotu vairāku paaudžu interesi par inovācijām un revolucionārām tehnoloģijām vairākās disciplīnās."

DARPA eksperti cer, ka rezultātus, kas tiks iegūti, strādājot pie šī projekta, ASV Aizsardzības ministrija varēs izmantot dažādās jomās, piemēram, dzīvības uzturēšanas sistēmās, enerģētikā un datortehnoloģijās.

Informācijas avoti:
-http://www.vesti.ru/doc.html?id=1100469
-http://rnd.cnews.ru/reviews/index_science.shtml?2011/10/11/459501
-http://www.nkj.ru/news/18905

Mūsu lasītājs Ņikita Agejevs jautā: kāda ir starpzvaigžņu ceļojumu galvenā problēma? Atbildei, piemēram, būs nepieciešams garš raksts, lai gan uz jautājumu var atbildēt ar vienu simbolu: c .

Gaismas ātrums vakuumā c ir aptuveni trīssimt tūkstoši kilometru sekundē, un to nav iespējams pārsniegt. Līdz ar to nav iespējams sasniegt zvaigznes ātrāk kā dažu gadu laikā (gaisma uz Proxima Centauri ceļo 4,243 gadus, tāpēc kosmosa kuģis nevar ierasties vēl ātrāk). Ja pievienojat paātrinājuma un palēninājuma laiku ar paātrinājumu, kas vairāk vai mazāk ir pieņemams cilvēkiem, jūs iegūstat apmēram desmit gadus līdz tuvākajai zvaigznei.

Kādi ir nosacījumi, lai lidotu?

Un šis periods jau pats par sevi ir būtisks šķērslis, pat ja ignorējam jautājumu “kā paātrināties līdz ātrumam, kas tuvs gaismas ātrumam”. Tagad vairs nav tādu kosmosa kuģu, kas ļautu apkalpei tik ilgi dzīvot autonomi kosmosā – astronautiem no Zemes tiek vests nemitīgi svaigas rezerves. Parasti sarunas par starpzvaigžņu ceļojumu problēmām sākas ar fundamentālākiem jautājumiem, bet mēs sāksim ar tīri lietišķām problēmām.

Pat pusgadsimtu pēc Gagarina lidojuma inženieri nespēja izveidot veļas mašīnu un pietiekami praktisku dušu kosmosa kuģiem, un uz SKS ar apskaužamu regularitāti sabojājas tualetes, kas paredzētas bezsvara stāvoklim. Lidojums uz vismaz Marsu (22 gaismas minūtes 4 gaismas gadu vietā) santehnikas projektētājiem jau ir nenozīmīgs uzdevums: tāpēc ceļojumam uz zvaigznēm būs nepieciešams vismaz izgudrot kosmosa tualeti ar divdesmit gadu. garantija un tā pati veļas mašīna.

Arī ūdens mazgāšanai, mazgāšanai un dzeršanai būs jāņem līdzi vai jāizmanto atkārtoti. Tāpat kā gaiss un pārtika arī jāuzglabā vai jāaudzē uz kuģa. Eksperimenti slēgtas ekosistēmas izveidošanai uz Zemes jau ir veikti, taču to apstākļi joprojām ļoti atšķīrās no kosmosa apstākļiem, vismaz gravitācijas klātbūtnē. Cilvēce zina, kā kameras katla saturu pārvērst tīrā dzeramajā ūdenī, taču šajā gadījumā tas ir jāspēj izdarīt bez gravitācijas, ar absolūtu uzticamību un bez kravas ar palīgmateriāliem: līdzi jāņem kravas filtra kasetnes. zvaigznes ir pārāk dārgas.

Zeķu mazgāšana un aizsardzība pret zarnu infekcijām var šķist pārāk banāli, “nefiziski” ierobežojumi starpzvaigžņu lidojumos – tomēr ikviens pieredzējis ceļotājs apstiprinās, ka “sīkumi”, piemēram, neērti apavi vai kuņģa darbības traucējumi no nepazīstama ēdiena autonomā ekspedīcijā var apgriezties. apdraudēt dzīvību.

Pat elementāru ikdienas problēmu risināšanai ir nepieciešama tikpat nopietna tehnoloģiskā bāze kā principiāli jaunu kosmosa dzinēju izstrāde. Ja uz Zemes tualetes cisternas nolietotu blīvi var nopirkt tuvākajā veikalā par diviem rubļiem, tad uz Marsa kuģa ir jānodrošina vai nu rezerve. visi līdzīgas detaļas, vai trīsdimensiju printeris rezerves daļu ražošanai no universālām plastmasas izejvielām.

ASV flotē 2013. gadā nopietni sāka 3D drukāšanu pēc tam, kad novērtējām laiku un naudu, kas iztērēta militārā aprīkojuma remontam, izmantojot tradicionālās metodes šajā jomā. Militārpersonas sprieda, ka izdrukāt kādu retu blīvi helikoptera komponentam, kura ražošana tika pārtraukta pirms desmit gadiem, ir vieglāk nekā pasūtīt detaļu no noliktavas citā kontinentā.

Viens no tuvākajiem Koroļeva līdzgaitniekiem Boriss Čertoks savos memuāros “Raķetes un cilvēki” rakstīja, ka kādā brīdī padomju kosmosa programma saskārās ar spraudkontaktu trūkumu. Uzticami savienotāji daudzdzīslu kabeļiem bija jāizstrādā atsevišķi.

Papildus aprīkojuma, pārtikas, ūdens un gaisa rezerves daļām astronautiem būs nepieciešama enerģija. Dzinējam un borta aprīkojumam būs nepieciešama enerģija, tāpēc jaudīga un uzticama avota problēma būs jārisina atsevišķi. Saules baterijas nav piemērotas, ja nu vienīgi attāluma no zvaigznēm dēļ lidojuma laikā, radioizotopu ģeneratori (tie darbina Voyagers un New Horizons) nenodrošina lielam pilotējamam kosmosa kuģim nepieciešamo jaudu, un viņi vēl nav iemācījušies veikt pilnu. -izveidoti kodolreaktori kosmosam.

Padomju kodolenerģijas satelītu programmu sabojāja starptautisks skandāls pēc Cosmos 954 avārijas Kanādā, kā arī virkne neveiksmju ar mazāk dramatiskām sekām; līdzīgs darbs ASV tika pārtraukts vēl agrāk. Tagad Rosatom un Roscosmos plāno izveidot kosmosa atomelektrostaciju, taču tās joprojām ir iekārtas neliela attāluma lidojumiem, nevis vairāku gadu ceļojumam uz citu zvaigžņu sistēmu.

Varbūt kodolreaktora vietā nākotnes starpzvaigžņu kosmosa kuģi izmantos tokamakus. Par to, cik grūti ir vismaz pareizi noteikt termonukleārās plazmas parametrus, šovasar MIPT. Starp citu, ITER projekts uz Zemes norit veiksmīgi: pat tiem, kas šodien iestājās pirmajā kursā, ir visas iespējas pievienoties darbam pie pirmā eksperimentālā kodoltermiskā reaktora ar pozitīvu enerģijas bilanci.

Ko lidot?

Parastie raķešu dzinēji nav piemēroti starpzvaigžņu kuģa paātrināšanai un palēnināšanai. Tie, kas pārzina MIPT pirmajā semestrī mācīto mehānikas kursu, var patstāvīgi aprēķināt, cik daudz degvielas vajadzēs raķetei, lai sasniegtu vismaz simts tūkstošus kilometru sekundē. Tiem, kuri vēl nav iepazinušies ar Ciolkovska vienādojumu, nekavējoties paziņosim rezultātu – degvielas tvertņu masa izrādās ievērojami lielāka par Saules sistēmas masu.

Degvielas padevi var samazināt, palielinot ātrumu, ar kādu dzinējs izdala darba šķidrumu, gāzi, plazmu vai ko citu, līdz pat elementārdaļiņu kūlim. Pašlaik plazmas un jonu dzinēji tiek aktīvi izmantoti automātisko starpplanētu staciju lidojumiem Saules sistēmā vai ģeostacionāro satelītu orbītas korekcijai, taču tiem ir virkne citu trūkumu. Jo īpaši visi šādi dzinēji nodrošina pārāk mazu vilci, tie vēl nevar dot kuģim paātrinājumu par vairākiem metriem kvadrātā.

MIPT prorektors Oļegs Gorškovs ir viens no atzītajiem ekspertiem plazmas dzinēju jomā. SPD sērijas dzinēji tiek ražoti Fakel Design Bureau, tie ir sērijveida produkti sakaru satelītu orbītas korekcijai.

Piecdesmitajos gados tika izstrādāts dzinēju projekts, kas izmantotu kodolsprādziena impulsu (Orion projekts), taču tas ne tuvu nebija kļuvis par gatavu risinājumu starpzvaigžņu lidojumiem. Vēl mazāk attīstīta ir tāda dzinēja konstrukcija, kas izmanto magnetohidrodinamisko efektu, tas ir, paātrina mijiedarbību ar starpzvaigžņu plazmu. Teorētiski kosmosa kuģis varētu “iesūkt” plazmu iekšā un izmest to atpakaļ, lai radītu strūklas vilci, taču tas rada vēl vienu problēmu.

Kā izdzīvot?

Starpzvaigžņu plazmu galvenokārt veido protoni un hēlija kodoli, ja ņemam vērā smagās daļiņas. Pārvietojoties ar ātrumu simtiem tūkstošu kilometru sekundē, visas šīs daļiņas iegūst megaelektronvoltu vai pat desmitiem megaelektronvoltu enerģiju - tādu pašu daudzumu kā kodolreakciju produkti. Starpzvaigžņu vides blīvums ir aptuveni simts tūkstoši jonu uz kubikmetru, kas nozīmē, ka sekundē kuģa korpusa kvadrātmetrs saņems aptuveni 10 13 protonus ar desmitiem MeV enerģijām.

Viens elektronvolts, eV,― Šī ir enerģija, ko elektrons iegūst, lidojot no viena elektroda uz otru ar viena volta potenciālu starpību. Gaismas kvantiem ir šī enerģija, un ultravioletie kvanti ar lielāku enerģiju jau spēj bojāt DNS molekulas. Radiācija vai daļiņas ar megaelektronvoltu enerģiju pavada kodolreakcijas un turklāt spēj tās izraisīt.

Šāda apstarošana atbilst absorbētajai enerģijai (pieņemot, ka visu enerģiju absorbē āda) desmitiem džoulu. Turklāt šī enerģija nenāks tikai siltuma veidā, bet to var daļēji izmantot kodolreakciju ierosināšanai kuģa materiālā, veidojot īslaicīgus izotopus: citiem vārdiem sakot, oderējums kļūs radioaktīvs.

Dažus krītošos protonus un hēlija kodolus var novirzīt malā ar magnētisko lauku, un sekundāro starojumu var aizsargāt ar sarežģītu daudzu slāņu apvalku, taču arī šīm problēmām vēl nav risinājuma. Turklāt pamatproblēmas formā “kuru materiālu vismazāk iznīcinās apstarošana” kuģa apkalpošanas posmā lidojuma laikā pārvērtīsies par īpašām problēmām - “kā atskrūvēt četras 25 skrūves nodalījumā ar fonu piecdesmit milizīverti uz vienu. stunda."

Atgādināsim, ka pēdējā Habla teleskopa remonta laikā astronautiem sākotnēji neizdevās atskrūvēt četras skrūves, kas nostiprināja vienu no kamerām. Pēc konsultācijām ar Zemi viņi nomainīja griezes momenta ierobežojošo atslēgu pret parasto un pielietoja brutālu spēku. Skrūves izkustējās no vietas, kamera tika veiksmīgi nomainīta. Ja iestrēgušā skrūve būtu noņemta, otrā ekspedīcija izmaksātu pusmiljardu ASV dolāru. Vai arī tas nebūtu noticis vispār.

Vai ir kādi risinājumi?

Zinātniskajā fantastikā (bieži vairāk fantāzijas nekā zinātnes) starpzvaigžņu ceļojumi tiek veikti, izmantojot “apakštelpas tuneļus”. Formāli Einšteina vienādojumi, kas apraksta telpas laika ģeometriju atkarībā no šajā laiktelpā sadalītās masas un enerģijas, pieļauj kaut ko līdzīgu - tikai aplēstās enerģijas izmaksas ir vēl nomācošākas nekā aplēses par raķešu degvielas daudzumu. lidojums uz Proksimu Kentauri. Nepieciešams ne tikai daudz enerģijas, bet arī enerģijas blīvumam jābūt negatīvam.

Jautājums par to, vai ir iespējams izveidot stabilu, lielu un enerģētiski iespējamu “tārpu caurumu”, ir saistīts ar fundamentāliem jautājumiem par Visuma uzbūvi kopumā. Viena no neatrisinātajām fizikas problēmām ir gravitācijas neesamība tā sauktajā standarta modelī, teorijā, kas apraksta elementārdaļiņu uzvedību un trīs no četrām fundamentālajām fiziskajām mijiedarbībām. Lielākā daļa fiziķu ir diezgan skeptiski, ka gravitācijas kvantu teorijā būs vieta starpzvaigžņu “lēcieniem pa hipertelpu”, taču, stingri ņemot, neviens neliedz mēģināt meklēt risinājumu lidojumiem uz zvaigznēm.