Долететь до звёзд

{"document":[{"text":[{"type":"attachment","attributes":{"presentation":"gallery"},"attachment":{"caption":"","contentType":"image/jpeg","filename":"IMG_20220218_055607.jpg","filesize":145942,"height":650,"pic_id":16256,"url":"https://storage.yandexcloud.net/pabliko.files/article_cloud_image/2022/02/18/IMG_20220218_055607_5eULxx8.jpeg","width":1539}},{"type":"string","attributes":{"blockBreak":true},"string":"\n"}],"attributes":[]},{"text":[{"type":"string","attributes":{},"string":"В 1957 году, с запуском первого искусственного спутника Земли, для человечества наступила новая эра.\n\n\n\nЭто послужило мощным толчком старым мечтам человечества о полётах к другим планета, к другим звёздам.\n\nХлынула целая лавина научно-фантастических произведений, в которых ближайшие планеты Солнечной системы были обитаемый и земляне их посещали без особого труда.\n\nВ этих произведениях полетав немного к Венере и Марсу, освоив Солнечную систему, герои книг стали запросто летать к звёздам.\n\nНо в жизни не всё так просто...\n\nСейчас все более или менее знакомы и с устройством Солнечной системы, и с масштаба и космоса, и с небесной механикой, и с возможностями ракетной техники.\n\n\n\nСовременные наши ракеты, работающие на химическом топливе, хороши только для \"местных полётов\" в пределах Солнечной системы. Да и то не всей.\n\nИз ракетных двигателей инженеры \"выжали\" уже почти всё, что они способны дать. Из конструкций ракет - тоже. Они делаются многоступенчатыми, без чего вообще невозможно выйти даже на около земную орбиту. Освоена стыковка на орбитах около Земли и около других небесных тел, которая позволяет обходиться ракетами меньшего размера. Используется всё, что может облегчить ракету и космический корабль, - самые лёгкие и самые прочные материалы, самая портативная аппаратура. Для дальних полётов разработаны системы, позволяющие очищать и многократно использовать воду и воздух, выращивать в пути продукты питания. Широко применяются солнечные батареи - источник \"даровой\" электроэнергии в пути. Одним словом, применено всё, что в состоянии дать наука и техника сегодняшнего дня. Учёные и инженеры поработали настолько добросовестно, что в ближайшем будущем как-то трудно ожидать уж очень стремительно го прогресса в этих областях.\n\nИ всё же, несмотря на такое совершенство ракетой техники, пределом наших мечтаний является всего лишь полёт на Марс или полёт к Венере.\n\n\nХимическое топливо весит слишком много, а расходуется слишком быстро. И так современная ракета похожа на бидон с тонкими стенками. Пустая она весит в десять раз меньше, чем заправленная. Девять десятых её веса при старте с Земли приходится на топливо. А хватает его лишь на самое необходимое : нв разгон до второй космической скорости - одиннадцать с небольшим километров в секунду, - чтобы преодолеть земное притяжение и выйти на орбиту к другой планете, на необходимые манёвры у цели да на то, чтобы потом оторваться от планеты и уйти обратно к Земле. На торможение у Земли топлива не остаётся. Приходится \"хитрить\" - врезаться в атмосферу \"вкось\" и, постепенно углубляясь в неё, тормозиться сопротивление воздуха.\n\n\nТопливо - одина из основных проблем космонавтики.\n\nПолёт человека на Марс, например, потребует колоссальный расходов. Но дело не только в этом. Он будет очень долго продолжаться. Например земные автоматические межпланетные станции, которые уже летали к Марсу, тратили на дорогу в один конец до полугода. Чуть-чуть быстрее лететь можно, но сильно возрастёт расход топлива, нет смысла.\n\n\nНадо учитывать ещё, что полёты к другим планета возможны не в любое время. Требуется определённое взаимное положение планет. Для Марса это бывает, например, только раз в два года. То же самое и для обратного полёта. Поэтому на Марсе нужно ждать возможности стартовать к Земле. В результате путешествие на планету может длиться и полтора и даже два года.\n\nИ даже орбитальные запуски космических кораблей не намного улучшает ситуацию.\n\n\nИ всё же полёты в пределах Солнечной системы реальны. Но здесь у нас нет надежды встретить разумные существа. Есть шансы найти их только в других планетных системах, около других звёзд...\n\n\nНа современной ракете, работающей на химическом топливе, можно развить третью космическую скорость - около семнадцати километров в секунду. С такой скоростью ракета сможет преодолеть притяжение Солнца и уйти к звёздам. Скорость, её, правда, будет постепенно падать. Ценой дополнительного расхода топлива мы сможем поддержать скорость, чтобы всю дорогу \"шагать\" по семнадцать километров в секунду. Но и при такой \"сумасшедшей\" скорости наш полёт даже до самой ближайшей звезды - Альфа Центавра - будет длиться восемьдесят тысяч лет!\n\n\n\nКак-то не очень и хочется...\n\nТаким образом, о полётах к звёздам на современных ракета говорить бессмысленно.\n\nНо можно об этом помечтать. Пока... Конечно, в рамках некоторых непреложных законов физики.\n\nВ будущем, скорее всего, будут делать ракеты с двигателями термоядерными и ионными. Впрочем, уже сейчас ведутся работы в этом направлении. Есть опытные образцы. Эти двигатели позволят разгонять ракету до скорости в тысячи и даже десятки тысяч километров в секунду.\n\n\n\nЭто, например, позволит сократить время полёта к звезде Альфа Центавра до нескольких сотен, в лучшем случае - нескольких десятков лет. Всё равно - долго... Но если научиться вводить космонавтов на время полёта в состояние спячки, в своеобразный анабиоз, это, пожалуй, терпимо.\n\n\n\nНо Альфа Центавра - это самая ближайшая к Земле звезда. До неё всего четыре и три десятых светлого года, или сорок тысяч миллиардов километров. Но вся Галактика имеет в поперечнике девяносто тысяч световых лет, в двадцать тысяч раз больше!\n\n\n\nМожно не посягать на всю Галактику, но уж на десятки-то световых лет надо летать!..\n\n\nНовые ракетные двигатели, термоядерные и ионные, позволят нам летать на десятки световых лет.\n\nНо и тут полёт будет длиться сотни и тысячи лет только в одну сторону! На ракете сменится много поколений космонавтов пока наконец родятся и вырастут счастливчики, которым удастся достигнуть цели. А каково будет возвращение на Землю, где к тому времени всё изменилось до неузнаваемости. Где кругом чужие люди, другая жизнь и результаты полёта уже никого не интересуют.\n\nСамая большая скорость, которая вообще возможна в природе и известна нам на сегодняшний день, это скорость света - триста тысяч километров в секунду.\n\nНельзя ли летать с этой световой скоростью? Или хотя бы со скоростью, близкой к световой, с субсветовой скоростью?\n\nВ принципе можно. Нужно создать фотонную ракету, у которой вместо огненной струи раскалённых газов из дюз двигателя будет бить струя света ли какого либо другого излучения. Но струя настолько плотная, луч настолько мощный, что, вырываясь назад, он будет, подобно струн газов обычной ракеты, с силой толкать фотонную ракету вперёд. Это в принципе. А практически никто пока не знает, как к этой задаче поступиться.\n\nВ фотонной ракете топливом должно служить вещество и антивещество. Например водород и антиводород. Иначе говоря, водород с ядром, заряженным положительным электричеством, и водород с ядром, заряженным отрицательным электричеством. У первого вокруг ядра вращается электрон - частичка, заряженная отрицательным электричеством. У второго - протон - частичка, заряженная положительным электричеством.\n\nВесь окружающий нас мир состоит их вещества. Но физики предполагают, что должен быть и мир, состоящий из антивещества.\n\nПри соприкосновении вещество и антивещество должны мгновенно исчезать с выделением огромного количества энергии. Что для нас, пытающихся осуществить полёт к звёздам на фотонной ракете, крайне важно.\n\nТоплива надо брать с собой в полёт во много раз меньше, чем даже обычного ядерного горючего. Но проблема в том, что никто пока не знает ни как изготовить антивещество в нашей среде, где кругом обычное вещество, с которым оно не имеет права до поры соприкасаться, ни как его хранить.\n\nНикто не знает пока и как должен выглядеть \"двигатель\", в котором вещество и антивещество должны встречаться. Ведь встречаться они должны постепенно, малыми дозами, чтобы чудовищный взрыв не развёл в пыль весь космический корабль.\n\n\nНо теоретически, если удалось бы изготовить антивещество, научиться его хранить и изобрести соответствующий двигатель, то, соприкасясь друг с другом, вещество и антивещество мгновенно исчезли бы - и на их месте возникало бы чудовищно мощности излучение. Не только света, но в основном гамма-квантов. Конечно, они будут разлетаться во все стороны, и надо ещё научиться собрать их и направить в одну сторону.\n\nИтак, если бы нам удалось всё сделать: научиться производить и хранить антивещество, научиться направлять в нужную сторону излучение получаемые при реакции вещества и антивещества, подобно тому как в пржекторе собирается и направляется узким лучом в одну сторону свет, то можно было бы построить фотонную ракету.\n\nПравда попутно пришлось бы решать и многие инженерные задачи, которые мы пока ещё тоже не знаем, как решить. Ведь ракета должна быть колоссальный размеров, необычайно прочная, в одних частях жароупорная, в других - не проницаемая для смертельно опасных излучений. И при всём этом настолько лёгкая, чтобы можно было взять с собой топлива, вещества и антивещества, в сотни раз больше, чем весит пустая ракета.\n\nДопустим, что мы смогли решить все технические вопросы и у нас есть фотонная ракета. Можно ли на ней летать к звёздам?\n\nМожно. Но надо учесть некоторые особенности полётов с такими скоростями.\n\nНа опыте сегодняшних космических полётов мы знаем, что разгон ракеты сопровождается перегрузками космонавтов. Их вес возрастает.\n\nВо время полёта по орбите с постоянной скоростью, по инерции, космонавт испытывает невесомости. Но когда после этого ракета начинает разгоняться, появляется вес. И этот вес зависит нет от самой скорости, а от того, с какой быстротой она возрастает. Вес этот может сравняться с обычным, земным весом космонавта, и он будет чувствовать себя вполне комфортно. Но если наращивание скорости пойдёт быстрее, вес увеличится. Может возрасти вдвое - человек будет ощущать, что вместо, скажем, семидесяти килограммов он стал весить сто сорок. При трёх кратно перегрузки вес увеличивается втрое. В течении нескольких секунд космонавт может выдержать даже десятикратную перегрузку - он будет весить при этом почти три четверти тонны! Чтобы не рисковать жизнью космонавтов, ракеты разгоняет и тормозят, по возможности, мягко, постепенно, не допуска перегрузок больше двух -, трёхкратных. И то если они продолжаются не более нескольких минут.\n\nНапример, для полёта к ближайшей звезда Альфа Центавра фотонную ракету придётся разгонять не минуты, не часы, даже не дни и недели, а месяцы и больше. Поэтому заставлять космонавтов месяцами жить с перегрузками - немыслимо. Надо разгонять ракету в таком темпе, чтобы космонавты вместо невесомости лишь ощущал свой нормальный земной вес. Но при этом на разгон фотонной ракеты до субсветовой скорости уйдёт... целый год! За это время ракета пройдёт одну десятую часть пути до Альфа Центавра. Потом можно три года лететь спокойно, по инерции, с постоянной скоростью, \"отдыха\" в состоянии невесомости. А за год до финиша снова начать торможение, чтобы подойти к цели медленно. Таким образом, до ближайшей звезды, расстояние до которой всего четыре и три десятых светового года, ракета пройдёт за пять лет.\n\nПочти на год дольше, чем идёт свет, потому что тот всю дорогу мчится с постоянной скоростью, а ракета вынуждена сперва разгоняться, а потом тормозить.\n\nКое что можно попытаться улучшить. Можно сделать ракету автоматической, а людей научиться как-то на время полёта замораживать, чтобы им не страшны были большие перегрузки.\n\nКонечно, и ракету в этом случае надо делать более прочной, чтобы она не сплющивалась, не ломалась при больших перегрузка. Тогда можно разгоняться гораздо быстрее. И тормозиться более резко. И общее время полёта с пяти лет сократится до четырёх с половиной. Разница небольшая, но всё же что-то подобное применять стоит.\n\nТак всё же, решает ли фотонная ракета полностью задачу межзвёздных перелётов?\n\nНет. Не решает. По той простой причине, что достичь ближайшей звезды - это одно, а летать по Галактике, к звёздам более далёким - это другое. На ближайших к нам планетных системах мало надежды встретить разумную жизнь. Поэтому надо рассчитывать на полёты к более далёким звёздам. Удалённым от нас на сотни, а лучше - и на тысячи световых лет. Но и полёты к ним даже на самых лучших фотонных ракета займут в лучшем случае тоже сотни и тысячи лет.\n\nНо человек живёт всего несколько десятков лет! Так что до цели долетят потомки..\n\nНо не стоит забывать о так называемом \"эффекте близнецов\".\n\nНа ракете, летящей с субсветовой скоростью, время течёт значительно медленнее обычного. Если, скажем, из двух братьев-близнецов один отправился в полёт, а второй остался на Земле, то по возвращении из полёта первый брат, космонавт, будет ещё молодым человеком, тогда как второй, оставшийся на Земле, будет уже глубоким стариком.\n\nПри далёких полётах в тысячи световых лет, космонавт на ракете проживёт всего пару десятков лет, тогда как на Земле за это время пройдут тысячелетия. В какой-то мере это - удобно. На ракетах, летающих с субсветовыми склростями, межзвёздные путешествия могут укладываться в одну человеческую жизнь. Сам полетел, сам долетел, сам вернулся. Но всё равно это - ничего не меняет в том смысле, что, возвратмвшись, космонавт встретит на земле новую, чуждую ему и совершенно непонятную, цивилизацию, для которой он будет \"ископаемых динозавром\". Ему будет крайне тяжело отчитываться о своём полёте, а им будет трудно его понять.\n\nИ потому целесообразность таких полётов сомнительна...\n\nА если учесть, что многие учёные вообще сомневаются в возможности постройки фотонной ракеты. Слишком велики, а может быть, и непреодолимы трудности их создания.\n\nЕсть и ещё один вариант межзвёндных путешествий. Он не требует большой скорости, а значит, не требуется и фотонная ракета. И космонавта не горит участь когда-нибудь стать \"ископаемыми динозаврами\".\n\nЭто - полёт без возвращения.\n\nСтроится огромный корабль - маленькая копия Земли, поскольку на нём создан собственный круговорот вещества, обеспечивающий пассажирам сколь угодно долгое существование. Люди, отправляющиеся в полёт, поселяются на таком корабле навсегда.\n\n\n\nПолёт такого корабля будет длиться столетиями, тысячелетиями. На нём будут смеяться поколения людей. Миры, попавшиеся на пути корабля, будут изучаться, а если можно, то и заселяться. Если будут встречены другие цивилизации, то с ними, по возможности, будут устанавливаться контакты.\n\nТакой летящий самостоятельный \"мир\" может в принципе уйти сколь угодно далеко.\n\nНо и тут не всё просто.\n\nПостроить такой корабль едва ли легче, чем фотонную ракету. Далее, чем дальше в космос будет уходить корабль тем всё меньше будет смысла в связи корабля с Землёй. Наконец наступит момент, когда эта связь вообще станет невозможной.\n\nКорабль станет сам по себе. И он уже не будет являться посланник ом земной науки, разведчиком дальних миров. Это будет просто \"семечко разума\" брошенной на ветер, в надежде, что оно упадёт на благодатную почву и даст росток \"земной породы\". Но земной ли? За тысячи лет полёта это \"семечко\" может выродится во что-то ужасное, не имеющего ничего общего с земной цивилизацией, с людьми...\n\nТак что и этот способ - не решение проблемы.\n\nЧто же, путь к звёздам для нас - закрыт?\n\nПока, на данном этапе развития земной цивилизации, увы - да.\n\nНо, не стоит отчаиваться!\n\nУчёными планеты ведутся активные исследования в этой области. Есть интересные предложения. Например, так называемый, \"двигатель Алькубьерре\".\n\nЭта идея, основанная на решении уравнений Эйнштейна , предложенная мексиканским физиком-теоретиком Мигелем Алькубьерре , в которой космический аппарат может достичь сверх световой скорости. Движение выше скорости света невозможно для объектов с действительной ненулевой массой в нормальном пространстве-времени. Однако вместо перемещения выше скорости света в пределах локальной системы координат космический корабль может двигаться, сжимая пространство перед собой и расширяя его позади, что позволяет ему фактически перемещаться с любой скоростью, в том числе быстрее света.\n\n\nУже был проведён ряд экспериментов.\n\nТак что, возможно, нам осталось не так долго ждать, когда мы полетим к звёздам!"},{"type":"string","attributes":{"blockBreak":true},"string":"\n"}],"attributes":[]}],"selectedRange":[15780,15780]}