Александр Багров - Каравеллы для звездоплавателей

Аннигиляционный подход столь популярен из-за того, что обещает перемещение в космосе с релятивистскими скоростями. А ведь только при больших скоростях человечество вправе рассчитывать на быструю отдачу от межзвездных полетов. В противном случае они вовсе бессмысленны. Покидающий Солнечную систему, «Вояджер-2» летит слишком медленно для того, чтобы долететь хотя бы до ближайшей звезды раньше специально посланного к ней корабля, пусть даже и стартующего столетия спустя.

Какова та минимальная скорость «межзвездных сообщений», при которой они будут иметь смысл для земной цивилизации? Мы считаем, что полет к другой звездной системе будет оправдан, если займет примерно столько же времени, сколько понадобится для того, чтобы получить тот же объем новой информации об интересующем нас объекте, но иными средствами, т. е. — без осуществления данного конкретного полета. Нынешние темпы развития нашей цивилизации таковы, что создавать стоило бы лишь межзвездный зонд, который доберется до окрестностей соседней звезды за 100–150 лет. Высокоскоростные аннигиляционные ракеты всем хороши, только вот едва ли их проекты станут технически осуществимы в ближайшие полвека.

В 1975 г. на суд Космической подкомиссии Палаты представителей США (в рамках выработки долгосрочных космических программ для Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства) Р. Форвардом (Forward) был представлен дерзкий план подготовки межзвездных полетов со стартом пилотируемой экспедиции к одной из ближайших звезд в 2025 г. А три года спустя группа ученых Британского межпланетного общества обнародовала тщательно разработанный проект «Дедал» (рис. 9, 10). В его создании приняло участие около 120человек, но главная тяжесть легла на плечи (читай: головы) 13ученых. Всего затрачено было около 100 000человеко-часов высококвалифицированного труда.

В качестве исходного принципа принималась осуществимость решений в рамках известных в настоящее время технологий. Поэтому, почти все упомянутые выше, концепции исключались из рассмотрения. Оставлена была лишь идея импульсного термоядерного двигателя, где заряд поджигается мощным электронным пучком. Из всех термоядерных реакций (а рассматривались только те, в которых не образуются сверхопасные свободные нейтроны) был выбран синтез дейтерия с гелием-3, поскольку энергию, необходимую для его инициации, способен дать ускоритель электронов.

Конструкция магнитных камеры сгорания и сопла примерно такая же, как показанная на рис. 7, только вдоль самого большого витка с током в звездолете «Дедал» должна быть размещена цепочка смотрящих внутрь инициирующих электронных пушек. Микрозаряды диаметром 4см в тонкой оболочке из сверхпроводника должны подаваться в зону взрыва 250раз в секунду специальным электромагнитным ускорителем.

У «Дедала» две ступени, очень похожие друг на друга и различающиеся по сути лишь размерами. Вместе с цилиндрическим контейнером для научной аппаратуры (диаметр 50м) высота корабля составит около 200м, а габаритные диаметры первой и второй ступеней — 200и 80м.

В гигантских шарах-баллонах (диаметром 60м на первой ступени и 40м на второй) во время полета хранятся чрезвычайно летучие компоненты топлива при температуре 3К. Предусматривается, что баки по мере их опустошения сбрасываются, Первая ступень примет 46 000т топлива, и еще 4000т — вторая. 50тыс. т дейтерия и гелия-3 добыть чрезвычайно трудно. Предполагается, что это удастся сделать в атмосфере Юпитера, для чего туда потребуется запустить около 300воздушных шаров с необходимым оборудованием.

Огромный начальный вес корабля заставляет отнести место его старта как можно дальше от Солнца, — видимо, на один из спутников того же Юпитера.

За четыре года полета аппарат наберет скорость порядка 12% от скорости света, пройдя при этом 0,21св. года. Дальнейший путь до одной из ближайших к Солнцу звезд займет около 45лет. Конечно, все это время будут вестись ценнейшие астрономические наблюдения. Для защиты от столкновении с частицами межзвездной среды после разгона перед аппаратом на расстоянии 200км полетит 50-тонный бериллиевый щит, а размещенные на нем датчики сообщат нам точнейшие сведения об окружающей обстановке. На огромной скорости «Дедал» за несколько суток промчится мимо планетной системы вокруг звезды, к которой стремился. Наименьшее расстояние составит 0,05св. года — Плутон находится в 700раз ближе к Солнцу.

Даже сами авторы проекта считают, что его осуществление может стать реальным не ранее конца следующего века. Хотя принципиальных трудностей как будто бы нет, тем не менее технические и финансовые проблемы надо характеризовать как грандиозные.

Пожалуй, еще более спорными выглядят проекты, где используется идея «светового паруса». Она восходит к знаменитым опытам нашего соотечественника П. Н. Лебедева, который продемонстрировал, что свет оказывает давление на легкие крылышки. Давление солнечного излучения давно вымело из ближайших окрестностей пыль и газ, оставшиеся там от протозвездного облака, из которого родились и само Солнце, и планеты. Большой бы парус из тонкой зеркальной пленки — вот и весь двигатель для полета за пределы Солнечной системы! Правда, давление это и возле Земли-то мало, а чем дальше от Солнца, тем оно меньше. Неутомимый на выдумки Р. Форвард предложил прибегнуть к мощному лазеру: узким лазерным пучком можно годами освещать парус, что позволит разогнать его, по уверениям автора, до субсветовых скоростей. Но не надо забывать про столкновения с частицами межзвездной среды, которые разрушат такой корабль раньше, чем ему удастся достичь скорости, оправдывающей подобную экспедицию. Кроме того, физические свойства нашей Вселенной не позволят при освещении паруса поддерживать ориентацию лазерного луча с нужной точностью на расстояниях в сотни астрономических единиц.

В 1985 г. на XX Чтениях К. Э. Циолковского авторами этой статьи был предложен свой «академический» проект межзвездного корабля основанный на использовании фокусирующих свойств магнитного поля, возникающего вокруг полого витка с током (рис. 12, 13).