ลูกชายและลูกสาวของดาวเคราะห์สีฟ้า
ทะยานขึ้นไปรบกวนดวงดาวแห่งสันติ
เส้นทางสู่อวกาศระหว่างดวงดาวได้รับการจัดตั้งขึ้นแล้ว
สำหรับดาวเทียม จรวด สถานีวิทยาศาสตร์
ชายชาวรัสเซียคนหนึ่งกำลังบินอยู่ในจรวด
ฉันเห็นโลกทั้งใบจากเบื้องบน
กาการินเป็นคนแรกในอวกาศ
คุณจะเป็นยังไง?
ในปีพ.ศ. 2516 คณะทำงานของ British Interplanetary Society ได้เริ่มออกแบบรูปลักษณ์ของยานอวกาศระหว่างดวงดาวที่สามารถเดินทางได้ 6 ปีแสงในโหมดไร้คนขับ และทำการสำรวจพื้นที่ใกล้เคียงของ Barnard's Star โดยสังเขป
ความแตกต่างพื้นฐานระหว่างโครงการของอังกฤษกับผลงานของนิยายวิทยาศาสตร์คือเงื่อนไขการออกแบบดั้งเดิม: ในงานของพวกเขา นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษพึ่งพาเทคโนโลยีในชีวิตจริงหรือเทคโนโลยีในอนาคตอันใกล้เท่านั้น ซึ่งลักษณะที่ปรากฏที่จะเกิดขึ้นนั้นไม่ต้องสงสัยเลย "ต่อต้านแรงโน้มถ่วง" ที่ยอดเยี่ยม "เทเลพอร์ต" ที่ไม่รู้จักและ "เครื่องยนต์ superluminal" ถูกมองว่าเป็นแนวคิดที่แปลกใหม่และเป็นไปไม่ได้อย่างฉาวโฉ่
ตามเงื่อนไขของโครงการ นักพัฒนาต้องละทิ้ง "โฟตอนเอ็นจิ้น" ที่เป็นที่นิยมในขณะนั้น แม้จะมีความเป็นไปได้ทางทฤษฎีของการมีอยู่ของปฏิกิริยาการทำลายล้างของสาร แม้แต่นักฟิสิกส์ที่กล้าหาญที่สุดที่ทดลองกับ cannabinoids ที่ทำให้เกิดอาการประสาทหลอนเป็นประจำก็ไม่สามารถอธิบายวิธีนำไปใช้ในการจัดเก็บ "ปฏิสสาร" และวิธีรวบรวมพลังงานที่ปล่อยออกมาได้
โครงการนี้ได้รับชื่อสัญลักษณ์ "เดดาลัส" - เพื่อเป็นเกียรติแก่ฮีโร่ในตำนานกรีกที่สามารถบินข้ามทะเลได้ซึ่งตรงกันข้ามกับอิคารัสที่บินสูงเกินไป
ยานอวกาศระหว่างดวงดาวอัตโนมัติ Daedalus มีการออกแบบสองขั้นตอน
ความหมายของโครงการเดดาลัส:
หลักฐานของความเป็นไปได้ของการสร้างโดยมนุษยชาติของยานอวกาศไร้คนขับสำหรับการศึกษาระบบดาวที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด
ด้านเทคนิคของโครงการ:
การสำรวจจากวิถีโคจรผ่านระบบดาวของบาร์นาร์ด (ดาวแคระแดงประเภทสเปกตรัม M5V ที่ระยะ 5, 91 ปีแสง ซึ่งเป็นดาวที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดดวงหนึ่ง และในขณะเดียวกัน ดวงดาวที่ "เร็วที่สุด" ใน ท้องฟ้าของโลก องค์ประกอบตั้งฉากของความเร็วของดาวฤกษ์กับทิศทางการมองของผู้สังเกตการณ์บนบกคือ 90 กม. / วินาทีซึ่งเมื่อประกอบกับระยะทางที่ค่อนข้าง "ใกล้" ทำให้ "Flying Barnard" กลายเป็น "ดาวหาง" ที่แท้จริง) การเลือกเป้าหมายถูกกำหนดโดยทฤษฎีการมีอยู่ของระบบดาวเคราะห์ที่ดาวของบาร์นาร์ด (ทฤษฎีนี้ถูกหักล้างในภายหลัง) ในยุคของเรา "เป้าหมายอ้างอิง" เป็นดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด Proxima Centauri (ระยะทาง 4, 22 ปีแสง)
ย้ายดาวของ Barnard ในท้องฟ้าโลก
เงื่อนไขโครงการ:
ยานอวกาศไร้คนขับ. เฉพาะเทคโนโลยีที่สมจริงในอนาคตอันใกล้ เวลาบินสูงสุดสู่ดาวคือ 49 ปี! ตามเงื่อนไขของ Project Daedalus ผู้ที่สร้างเรือระหว่างดวงดาวควรจะสามารถค้นพบผลลัพธ์ของภารกิจในช่วงชีวิตของพวกเขาได้ กล่าวอีกนัยหนึ่งในการไปถึง Barnard's Star ใน 49 ปี ยานอวกาศจะต้องมีความเร็วในการล่องเรือที่ 0.1 เท่าของความเร็วแสง
ข้อมูลเบื้องต้น:
นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษมี "ชุด" ที่ค่อนข้างน่าประทับใจของความสำเร็จสมัยใหม่ทั้งหมดของอารยธรรมมนุษย์: เทคโนโลยีนิวเคลียร์, ปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ที่ไม่สามารถควบคุมได้, เลเซอร์, ฟิสิกส์พลาสมา, พื้นที่บรรจุคนเปิดตัวสู่วงโคจรใกล้โลก,เทคโนโลยีสำหรับการเข้าร่วมและดำเนินการประกอบของวัตถุขนาดใหญ่ในอวกาศ ระบบการสื่อสารในอวกาศระยะไกล ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ ระบบอัตโนมัติ และวิศวกรรมความแม่นยำ แค่นี้พอ "เอามือแตะดาว" ได้ไหม?
ไม่ไกลจากที่นี่ - ป้ายแท็กซี่หนึ่งป้าย
ด้วยความฝันอันแสนหวานและความภาคภูมิใจในความสำเร็จของ Human Mind ผู้อ่านจึงรีบวิ่งไปซื้อตั๋วบนเรือระหว่างดวงดาว อนิจจาความสุขของเขาเร็วเกินไป เอกภพได้เตรียมการตอบสนองที่น่าสะพรึงกลัวต่อความพยายามอันน่าสมเพชของมนุษย์ในการเข้าถึงดาวฤกษ์ที่ใกล้ที่สุด
หากคุณลดขนาดของดาวอย่างดวงอาทิตย์ให้เท่ากับลูกเทนนิส ระบบสุริยะทั้งหมดจะพอดีกับจัตุรัสแดง ในกรณีนี้ มิติของโลกโดยทั่วไปจะลดลงเหลือเท่าเม็ดทราย
ในเวลาเดียวกัน "ลูกเทนนิส" ที่ใกล้ที่สุด (Proxima Centauri) จะตั้งอยู่กลาง Alexanderplatz ในเบอร์ลินและดาวของ Barnard ที่ห่างไกลออกไปอีกเล็กน้อย - บน Piccadilly Circus ในลอนดอน!
ตำแหน่งยานโวเอเจอร์ 1 เมื่อวันที่ 8 กุมภาพันธ์ 2555 ระยะทาง 17 ชั่วโมงแสงจากดวงอาทิตย์
ระยะทางมหึมาทำให้เกิดความสงสัยในแนวคิดเรื่องการเดินทางระหว่างดวงดาว สถานีไร้คนขับโวเอเจอร์ 1 ซึ่งเปิดตัวในปี 2520 ใช้เวลา 35 ปีในการข้ามระบบสุริยะ (ยานสำรวจไปไกลกว่านั้นเมื่อวันที่ 25 สิงหาคม 2555 - ในวันนั้นเสียงสะท้อนสุดท้ายของ "ลมสุริยะ" ละลายหลังท้ายเรือของสถานีในขณะที่ ความเข้มของรังสีกาแล็กซี่) ใช้เวลา 35 ปีในการบิน "จัตุรัสแดง" ยานโวเอเจอร์ในการบิน “จากมอสโกไปลอนดอน” ใช้เวลานานเท่าไหร่?
รอบๆ ตัวเรานั้นมีขุมนรกสีดำอยู่หลายพันล้านกิโลเมตร - เรามีโอกาสบินไปยังดาวฤกษ์ที่ใกล้ที่สุดในเวลาอย่างน้อยครึ่งศตวรรษไหม?
ฉันจะส่งเรือให้คุณ …
ไม่มีใครสงสัยว่า Daedalus จะมีขนาดมหึมา - เฉพาะ "น้ำหนักบรรทุก" เท่านั้นที่สามารถเข้าถึงหลายร้อยตัน นอกจากเครื่องมือทางดาราศาสตร์ฟิสิกส์ เครื่องตรวจจับและกล้องโทรทัศน์ที่ค่อนข้างเบาแล้ว ช่องที่ค่อนข้างใหญ่สำหรับควบคุมระบบของเรือ ศูนย์คอมพิวเตอร์ และที่สำคัญที่สุดคือต้องมีระบบสื่อสารกับโลกบนเรือ
กล้องโทรทรรศน์วิทยุสมัยใหม่มีความไวสูง: เครื่องส่งยานโวเอเจอร์ 1 ซึ่งอยู่ในระยะห่าง 124 หน่วยดาราศาสตร์ (ห่างจากโลกถึงดวงอาทิตย์ 124 เท่า) มีกำลังเพียง 23 วัตต์ ซึ่งน้อยกว่าหลอดไฟในตู้เย็นของคุณ น่าแปลกที่สิ่งนี้เพียงพอที่จะทำให้แน่ใจว่าสามารถสื่อสารกับอุปกรณ์ได้อย่างต่อเนื่องในระยะทาง 18.5 พันล้านกิโลเมตร! (ข้อกำหนดเบื้องต้น - ทราบตำแหน่งของยานโวเอเจอร์ในอวกาศด้วยความแม่นยำ 200 เมตร)
Barnard's Star อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ 5.96 ปีแสง ซึ่งมากกว่ายานโวเอเจอร์ 3,000 เท่า เห็นได้ชัดว่าในกรณีนี้ไม่สามารถจ่ายเครื่องสกัดกั้น 23 วัตต์ได้ - ระยะทางที่เหลือเชื่อและข้อผิดพลาดที่สำคัญในการกำหนดตำแหน่งของยานอวกาศในอวกาศจะต้องใช้พลังงานหลายร้อยกิโลวัตต์ ด้วยข้อกำหนดที่ตามมาทั้งหมดสำหรับขนาดของเสาอากาศ
นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษได้ตั้งชื่อตัวเลขที่ชัดเจน: น้ำหนักบรรทุกของยานอวกาศ Daedalus (มวลของห้องควบคุม เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ และระบบสื่อสาร) จะอยู่ที่ประมาณ 450 ตัน ในการเปรียบเทียบมวลของสถานีอวกาศนานาชาติจนถึงปัจจุบันมีมากกว่า 417 ตัน
น้ำหนักบรรทุกที่ต้องการของยานอวกาศนั้นอยู่ในขอบเขตที่สมจริง นอกจากนี้ จากความก้าวหน้าของไมโครอิเล็กทรอนิกส์และเทคโนโลยีอวกาศในช่วง 40 ปีที่ผ่านมา ตัวเลขนี้อาจลดลงเล็กน้อย
เครื่องยนต์และเชื้อเพลิง การใช้พลังงานอย่างสุดขั้วของการเดินทางระหว่างดวงดาวกำลังกลายเป็นอุปสรรคสำคัญต่อการสำรวจดังกล่าว
นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษยึดหลักตรรกะง่ายๆ: วิธีใดที่ทราบกันดีในการรับพลังงานที่ให้ผลผลิตมากที่สุด คำตอบนั้นชัดเจน - เทอร์โมนิวเคลียร์ฟิวชันวันนี้เราสามารถสร้าง "เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์นิวเคลียร์" ที่เสถียรได้หรือไม่? อนิจจา ไม่ ความพยายามทั้งหมดในการสร้าง "แกนเทอร์โมนิวเคลียร์ที่ควบคุมได้" จบลงด้วยความล้มเหลว เอาท์พุต? เราจะต้องใช้ปฏิกิริยาระเบิด ยานอวกาศ "เดดาลัส" กลายเป็น "ระเบิด" ด้วยเครื่องยนต์จรวดเทอร์โมนิวเคลียร์แบบพัลซิ่ง
หลักการของการดำเนินการในทางทฤษฎีนั้นง่ายมาก: "เป้าหมาย" จากส่วนผสมของดิวเทอเรียมและฮีเลียม-3 ที่แช่แข็งถูกป้อนเข้าไปในห้องทำงาน เป้าหมายได้รับความร้อนจากชีพจรของเลเซอร์ - การระเบิดเทอร์โมนิวเคลียร์ขนาดเล็กตามมา - และ voila การปล่อยพลังงานเพื่อเร่งเรือ!
การคำนวณแสดงให้เห็นว่าสำหรับการเร่งความเร็วที่มีประสิทธิภาพของ Daedalus จำเป็นต้องสร้างการระเบิด 250 ครั้งต่อวินาที - ดังนั้นเป้าหมายจะต้องป้อนเข้าไปในห้องเผาไหม้ของเครื่องยนต์เทอร์โมนิวเคลียร์แบบพัลซิ่งด้วยความเร็ว 10 กม. / วินาที!
นี่คือจินตนาการล้วนๆ - ในความเป็นจริง ไม่มีตัวอย่างที่ใช้ได้ของเครื่องยนต์เทอร์โมนิวเคลียร์แบบพัลซิ่ง ยิ่งไปกว่านั้น ลักษณะเฉพาะของเครื่องยนต์และความต้องการสูงสำหรับความน่าเชื่อถือ (เครื่องยนต์ของยานอวกาศต้องทำงานอย่างต่อเนื่องเป็นเวลา 4 ปี) ทำให้การสนทนาเกี่ยวกับยานอวกาศกลายเป็นเรื่องราวที่ไร้ความหมาย
ในทางกลับกัน ไม่มีองค์ประกอบเดียวในการออกแบบเครื่องยนต์เทอร์โมนิวเคลียร์แบบพัลซิ่งที่ไม่ได้รับการทดสอบในทางปฏิบัติ - โซลินอยด์ตัวนำยิ่งยวด เลเซอร์กำลังสูง ปืนอิเล็กตรอน … ทั้งหมดนี้ได้รับการยอมรับจากอุตสาหกรรมมาช้านานและเป็น มักนำไปผลิตเป็นจำนวนมาก เรามีทฤษฎีที่ได้รับการพัฒนามาอย่างดีและการพัฒนาเชิงปฏิบัติมากมายในด้านฟิสิกส์พลาสมา เป็นเพียงเรื่องของการสร้างเอ็นจิ้นพัลซิ่งตามระบบเหล่านี้
มวลโดยประมาณของโครงสร้างยานอวกาศ (เครื่องยนต์ แท็งก์ โครงค้ำยัน) คือ 6170 ตัน ไม่รวมเชื้อเพลิง โดยพื้นฐานแล้วร่างนั้นฟังดูสมจริง ไม่มีสิบองศาและศูนย์นับไม่ถ้วน ในการส่งโครงสร้างโลหะจำนวนดังกล่าวไปยังวงโคจรระดับพื้นโลก ต้องใช้ "เพียง" 44 การเปิดตัวของจรวด Saturn-5 อันทรงพลัง (บรรทุกได้ 140 ตันที่มีน้ำหนักเปิดตัว 3,000 ตัน)
รถลากซุปเปอร์เฮฟวี่ H-1 น้ำหนักเปิดตัว 2735 … 2950 ตัน
จนถึงปัจจุบัน ตัวเลขเหล่านี้สอดคล้องกับความสามารถของอุตสาหกรรมสมัยใหม่ในทางทฤษฎี ถึงแม้ว่าจะต้องพัฒนาเทคโนโลยีสมัยใหม่บ้างก็ตาม ถึงเวลาถามคำถามหลัก: มวลเชื้อเพลิงที่จำเป็นในการเร่งยานอวกาศเป็น 0, 1 ความเร็วแสงคืออะไร? คำตอบฟังดูน่ากลัวและในขณะเดียวกันก็ให้กำลังใจ - เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ 50,000 ตัน แม้จะมีความไม่น่าจะเป็นไปได้ของตัวเลขนี้ แต่ก็เป็น "เพียง" ครึ่งหนึ่งของการกระจัดของเรือบรรทุกเครื่องบินนิวเคลียร์ของอเมริกา อีกสิ่งหนึ่งคือจักรวาลวิทยาสมัยใหม่ยังไม่พร้อมที่จะทำงานกับโครงสร้างขนาดใหญ่เช่นนี้
แต่ปัญหาหลักต่างกัน: องค์ประกอบหลักของเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์เทอร์โมนิวเคลียร์แบบพัลซิ่งคือไอโซโทปฮีเลียม-3 ที่หายากและมีราคาแพง ปริมาณการผลิตฮีเลียม-3 ปัจจุบันไม่เกิน 500 กิโลกรัมต่อปี ในเวลาเดียวกัน จะต้องเทสารเฉพาะนี้จำนวน 30,000 ตันลงในถังเดดาลัส
ความคิดเห็นฟุ่มเฟือย - ไม่มีฮีเลียม -3 จำนวนดังกล่าวบนโลก "นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ" (คราวนี้คุณสามารถใช้นิพจน์ในเครื่องหมายคำพูดได้) แนะนำให้สร้าง "เดดาลัส" ในวงโคจรของดาวพฤหัสบดีและเติมเชื้อเพลิงที่นั่น โดยแยกเชื้อเพลิงจากชั้นเมฆบนของดาวเคราะห์ยักษ์
ลัทธิแห่งอนาคตที่บริสุทธิ์คูณด้วยความไร้สาระ
แม้จะมีภาพที่น่าผิดหวังโดยรวม แต่โครงการ Daedalus แสดงให้เห็นว่าความรู้ทางวิทยาศาสตร์ที่มีอยู่เพียงพอที่จะส่งการสำรวจไปยังดาวฤกษ์ที่ใกล้ที่สุด ปัญหาอยู่ที่ขนาดของงาน - เรามีตัวอย่างการทำงานของ "Tokamaks", แม่เหล็กไฟฟ้ายิ่งยวด, เครื่องแช่แข็ง และภาชนะ Dewar ในสภาพห้องปฏิบัติการในอุดมคติ แต่เราไม่รู้เลยจริงๆ ว่าสำเนาไฮเปอร์โทรฟีที่มีน้ำหนักหลายร้อยตันจะทำงานอย่างไรวิธีการรับประกันการทำงานอย่างต่อเนื่องของโครงสร้างที่น่าอัศจรรย์เหล่านี้เป็นเวลาหลายปี - ทั้งหมดนี้ในสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยของอวกาศโดยไม่มีการซ่อมแซมและบำรุงรักษาโดยมนุษย์
ในขณะที่ทำงานเกี่ยวกับการปรากฏตัวของยานอวกาศ "เดดาลัส" นักวิทยาศาสตร์ต้องเผชิญกับปัญหาเล็กน้อยมากมาย แต่ก็ไม่มีปัญหาที่สำคัญน้อยกว่านี้ นอกเหนือจากข้อสงสัยที่กล่าวถึงแล้วเกี่ยวกับความน่าเชื่อถือของเครื่องยนต์เทอร์โมนิวเคลียร์แบบพัลซิ่ง ผู้สร้างยานอวกาศระหว่างดวงดาวยังประสบปัญหาในการทรงตัวของเรือยักษ์ การเร่งความเร็วและทิศทางที่ถูกต้องในอวกาศ นอกจากนี้ยังมีช่วงเวลาดีๆ ในช่วงเวลา 40 ปีที่ผ่านไปตั้งแต่เริ่มงานในโครงการ Daedalus ปัญหาเกี่ยวกับระบบคอมพิวเตอร์ดิจิทัลบนเรือได้รับการแก้ไขเรียบร้อยแล้ว ความก้าวหน้ามหาศาลในไมโครอิเล็กทรอนิกส์ นาโนเทคโนโลยี การเกิดขึ้นของสารที่มีลักษณะเฉพาะ ทั้งหมดนี้ทำให้เงื่อนไขสำหรับการสร้างยานอวกาศลดความซับซ้อนลงอย่างมาก นอกจากนี้ ปัญหาการสื่อสารในห้วงอวกาศก็ได้รับการแก้ไขด้วยดี
แต่จนถึงขณะนี้ ยังไม่พบวิธีแก้ปัญหาแบบคลาสสิก นั่นคือ ความปลอดภัยของการสำรวจอวกาศ ด้วยความเร็ว 0, 1 ของความเร็วแสง ฝุ่นละอองใดๆ จะกลายเป็นอุปสรรคที่อันตรายสำหรับเรือ และอุกกาบาตขนาดเล็กขนาดเท่าแฟลชไดรฟ์อาจเป็นจุดสิ้นสุดของการสำรวจทั้งหมด กล่าวอีกนัยหนึ่ง เรือมีโอกาสถูกเผาก่อนที่จะถึงเป้าหมายทุกครั้ง ทฤษฎีเสนอวิธีแก้ปัญหาสองวิธี: "แนวป้องกัน" แรก - เมฆป้องกันของอนุภาคขนาดเล็กที่ถือโดยสนามแม่เหล็กหนึ่งร้อยกิโลเมตรก่อนเส้นทางของเรือ "แนวป้องกัน" ที่สองคือเกราะโลหะ เซรามิก หรือคอมโพสิตเพื่อสะท้อนเศษอุกกาบาตที่ผุพัง หากทุกอย่างชัดเจนมากหรือน้อยเกี่ยวกับการออกแบบโล่ แม้แต่ผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ก็ไม่รู้วิธีนำ "เมฆป้องกันอนุภาคขนาดเล็ก" ไปใช้ในทางปฏิบัติในระยะห่างพอสมควรจากเรือ เป็นที่ชัดเจนว่าด้วยความช่วยเหลือของสนามแม่เหล็ก แต่นี่เป็นวิธีที่ …
… เรือกำลังแล่นอยู่ในความว่างเปล่าอันเยือกเย็น เป็นเวลา 50 ปีแล้วที่เขาออกจากระบบสุริยะและการเดินทางที่ยาวนานเบื้องหลัง "เดดาลัส" เป็นเวลาหกปีแสง แถบไคเปอร์ที่อันตรายและเมฆออร์ตลึกลับได้ข้ามผ่านอย่างปลอดภัย เครื่องมือที่เปราะบางได้ต้านทานกระแสของรังสีกาแล็กซี่และความหนาวเย็นที่โหดร้ายของพื้นที่เปิดโล่ง … การนัดพบที่วางแผนไว้ในไม่ช้าด้วยระบบดาวของบาร์นาร์ด … แต่โอกาสนี้จะเป็นอย่างไร การพบกันกลางมหาสมุทรที่ไม่มีที่สิ้นสุดสัญญาผู้ส่งสารของโลกอันไกลโพ้น? อันตรายใหม่จากการชนกับอุกกาบาตขนาดใหญ่? สนามแม่เหล็กและแถบรังสีอันตรายในบริเวณใกล้เคียง "บาร์นาร์ดที่กำลังวิ่ง"? การระเบิดที่ไม่คาดคิดของ protruberans? เวลาจะบอก … "เดดาลัส" ในสองวันจะรีบวิ่งผ่านดาวฤกษ์และหายไปตลอดกาลในความกว้างใหญ่ของจักรวาล
เดดาลัสกับตึกเอ็มไพร์สเตท 102 ชั้น
ตึกเอ็มไพร์สเตท แลนด์มาร์คสำคัญบนเส้นขอบฟ้าของนิวยอร์ก สูงไม่รวมยอด 381 เมตร สูงรวมยอด 441 เมตร
Daedalus กับ Saturn V ยานยิงที่มีน้ำหนักมากเป็นพิเศษ
ดาวเสาร์ V บนแท่นปล่อยจรวด