Hijos e hijas del planeta azul
Vuela hacia arriba, perturbando las estrellas de la paz.
Se ha establecido el camino al espacio interestelar
Para satélites, cohetes, estaciones científicas.
Un tipo ruso volaba en un cohete
Vi toda la tierra desde arriba.
Gagarin fue el primero en llegar al espacio.
Como vas a estar
En 1973, un grupo de trabajo de la Sociedad Interplanetaria Británica comenzó a diseñar la apariencia de una nave espacial interestelar capaz de viajar 6 años luz en modo no tripulado y realizar una breve exploración de las cercanías de la estrella de Barnard.
La diferencia fundamental entre el proyecto británico y las obras de ciencia ficción fueron las condiciones de diseño originales: en su trabajo, los científicos británicos se basaron exclusivamente en tecnologías de la vida real o tecnologías del futuro cercano, cuya inminente aparición está fuera de toda duda. La fantástica "antigravedad", la "teletransportación" desconocida y los "motores superlumínicos" fueron descartados como ideas exóticas y notoriamente imposibles.
Según los términos del proyecto, los desarrolladores tuvieron que abandonar incluso el entonces popular "motor de fotones". A pesar de la posibilidad teórica de la existencia de una reacción de aniquilación de sustancias, incluso los físicos más atrevidos que experimentan regularmente con cannabinoides alucinógenos son incapaces de explicar cómo poner en práctica el almacenamiento de "antimateria" y cómo recolectar la energía liberada.
El proyecto recibió el nombre simbólico "Dédalo", en honor al héroe epónimo del mito griego, que logró volar sobre el mar, en contraste con Ícaro, que voló demasiado alto.
La nave espacial interestelar automática Daedalus tenía un diseño de dos etapas.
El significado del proyecto Daedalus:
Prueba de la posibilidad de creación por parte de la Humanidad de una nave espacial no tripulada para el estudio de los sistemas estelares más cercanos al Sol.
Lado técnico del proyecto:
Investigación a partir de la trayectoria de sobrevuelo del sistema estelar de Barnard (una enana roja de tipo espectral M5V a una distancia de 5, 91 años luz, una de las más cercanas al Sol y, al mismo tiempo, la "más rápida" de las estrellas en La componente perpendicular de la velocidad de la estrella a la dirección de visión del observador terrestre es de 90 km / s, lo que, junto con una distancia relativamente "cercana", convierte a "Flying Barnard" en un "cometa" real). La elección del objetivo fue dictada por la teoría de la existencia de un sistema planetario en la estrella de Barnard (la teoría fue refutada más tarde). En nuestro tiempo, el "objetivo de referencia" es la estrella más cercana al Sol, Proxima Centauri (distancia 4, 22 años luz).
Moviendo la estrella de Barnard en los cielos terrestres
Condiciones del proyecto:
Nave espacial no tripulada. Solo tecnologías realistas del futuro cercano. ¡El tiempo máximo de vuelo a la estrella es de 49 años! De acuerdo con los términos del Proyecto Daedalus, aquellos que crearon la nave interestelar deberían haber podido descubrir los resultados de la misión durante su vida. En otras palabras, para alcanzar la estrella de Barnard en 49 años, la nave espacial necesitaría una velocidad de crucero del orden de 0,1 veces la velocidad de la luz.
Datos iniciales:
Los científicos británicos tenían un "conjunto" bastante impresionante de todos los logros modernos de la civilización humana: tecnología nuclear, reacción termonuclear incontrolada, láseres, física del plasma, lanzamientos espaciales tripulados en órbita cercana a la Tierra,tecnologías para unir y realizar trabajos de montaje de objetos de gran tamaño en el espacio exterior, sistemas de comunicación espacial de largo alcance, microelectrónica, automatización e ingeniería de precisión. ¿Es esto suficiente para "tocar tu mano" con las estrellas?
No muy lejos de aquí - una parada de taxi
Rebosante de dulces sueños y orgulloso de los logros de la Mente Humana, el lector ya está corriendo para comprar un boleto en una nave interestelar. Por desgracia, su alegría es prematura. El universo ha preparado su aterradora respuesta a los patéticos intentos de los humanos por llegar a las estrellas más cercanas.
Si reduce el tamaño de una estrella como el Sol al tamaño de una pelota de tenis, todo el sistema solar encajará en la Plaza Roja. Las dimensiones de la Tierra, en este caso, generalmente se reducirán al tamaño de un grano de arena.
Al mismo tiempo, la "pelota de tenis" más cercana (Proxima Centauri) estará en medio de Alexanderplatz en Berlín, y la estrella de Barnard un poco más distante - ¡en Piccadilly Circus en Londres!
Posición de la Voyager 1 el 8 de febrero de 2012. Distancia 17 horas luz del sol.
Las monstruosas distancias arrojan dudas sobre la idea misma de los viajes interestelares. La estación no tripulada Voyager 1, lanzada en 1977, tardó 35 años en cruzar el sistema solar (la sonda fue más allá de él el 25 de agosto de 2012; ese día los últimos ecos del "viento solar" se derritieron detrás de la popa de la estación, mientras que el intensidad de la radiación galáctica). Se necesitaron 35 años para volar "Plaza Roja". ¿Cuánto tiempo tardará la Voyager en volar “de Moscú a Londres”?
A nuestro alrededor hay billones de kilómetros de abismo negro: ¿tenemos la oportunidad de volar a la estrella más cercana en al menos medio siglo terrestre?
Te enviaré un barco …
Nadie dudaba de que el Dédalo tendría unas dimensiones monstruosas, sólo la "carga útil" podría alcanzar cientos de toneladas. Además de instrumentos astrofísicos, detectores y cámaras de televisión comparativamente ligeros, se necesita un compartimento bastante grande para controlar los sistemas de la nave, un centro informático y, lo que es más importante, un sistema de comunicación con la Tierra a bordo de la nave.
Los radiotelescopios modernos tienen una sensibilidad tremenda: el transmisor de la Voyager 1, ubicado a una distancia de 124 unidades astronómicas (124 veces más lejos de la Tierra al Sol), tiene una potencia de solo 23 vatios, menos que una bombilla en su refrigerador. Sorprendentemente, esto resultó ser suficiente para garantizar una comunicación ininterrumpida con el dispositivo a una distancia de 18.5 mil millones de kilómetros. (un requisito previo: la posición de la Voyager en el espacio se conoce con una precisión de 200 metros)
La estrella de Barnard está a 5,96 años luz del Sol, 3.000 veces más lejos que la Voyager. Obviamente, en este caso, no se puede prescindir de un interceptor de 23 vatios: la distancia increíble y el error significativo al determinar la posición de la nave espacial en el espacio requerirán una potencia de radiación de cientos de kilovatios. Con todos los requisitos consiguientes para las dimensiones de la antena.
Los científicos británicos han nombrado una cifra muy definida: la carga útil de la nave espacial Daedalus (la masa del compartimento de control, los instrumentos científicos y el sistema de comunicación) será de unas 450 toneladas. A modo de comparación, la masa de la Estación Espacial Internacional hasta la fecha ha superado las 417 toneladas.
La carga útil requerida de la nave estelar está dentro de límites realistas. Además, dado el progreso en microelectrónica y tecnología espacial durante los últimos 40 años, esta cifra puede disminuir levemente.
Motor y combustible. El consumo de energía extremo de los viajes interestelares se está convirtiendo en una barrera clave para tales expediciones.
Los científicos británicos se adhirieron a una lógica simple: ¿Cuál de los métodos conocidos para obtener energía es el más productivo? La respuesta es obvia: fusión termonuclear.¿Podemos crear hoy un "reactor termonuclear" estable? Por desgracia, no, todos los intentos de crear un "núcleo termonuclear controlado" terminan en fracaso. ¿Producción? Tendremos que usar una reacción explosiva. La nave espacial "Daedalus" se convierte en "explotar" con un motor de cohete termonuclear pulsado.
El principio de funcionamiento en teoría es simple: "objetivos" de una mezcla congelada de deuterio y helio-3 se introducen en la cámara de trabajo. El objetivo es calentado por un pulso de láseres - sigue una pequeña explosión termonuclear - y, listo, ¡la liberación de energía para acelerar la nave!
El cálculo mostró que para la aceleración efectiva del Daedalus, sería necesario producir 250 explosiones por segundo; por lo tanto, los objetivos deben introducirse en la cámara de combustión de un motor termonuclear pulsado a una velocidad de 10 km / s.
Esto es pura fantasía; en realidad, no hay una sola muestra viable de un motor termonuclear pulsado. Además, las características únicas del motor y los altos requisitos para su confiabilidad (el motor de una nave espacial debe funcionar continuamente durante 4 años) convierten la conversación sobre la nave espacial en una historia sin sentido.
Por otro lado, no hay un solo elemento en el diseño de un motor termonuclear pulsado que no haya sido probado en la práctica: solenoides superconductores, láseres de alta potencia, cañones de electrones … todo esto ha sido dominado por la industria durante mucho tiempo y es a menudo se lleva a la producción en masa. Tenemos una teoría bien desarrollada y ricos desarrollos prácticos en el campo de la física del plasma; es solo cuestión de crear un motor de impulsos basado en estos sistemas.
La masa estimada de la estructura de la nave espacial (motor, tanques, armaduras de soporte) es de 6170 toneladas, sin incluir el combustible. Básicamente, la figura suena realista. Sin décimas de grados e incontables ceros. Para llevar tal cantidad de estructuras metálicas a la órbita terrestre baja, se necesitarían "sólo" 44 lanzamientos del poderoso cohete Saturno-5 (carga útil de 140 toneladas con un peso de lanzamiento de 3000 toneladas).
Vehículo de lanzamiento superpesado H-1, peso de lanzamiento 2735 … 2950 toneladas
Hasta ahora, estas cifras se ajustan teóricamente a las capacidades de la industria moderna, aunque requerían cierto desarrollo de tecnologías modernas. Es hora de hacer la pregunta principal: ¿cuál es la masa de combustible requerida para acelerar la nave estelar a 0, 1 la velocidad de la luz? La respuesta suena aterradora y, al mismo tiempo, alentadora: 50.000 toneladas de combustible nuclear. A pesar de la aparente improbabilidad de esta cifra, es "sólo" la mitad del desplazamiento del portaaviones nuclear estadounidense. Otra cosa es que la cosmonáutica moderna aún no está preparada para trabajar con estructuras tan voluminosas.
Pero el problema principal era diferente: el componente principal del combustible para un motor termonuclear pulsado es el raro y costoso isótopo Helio-3. El volumen de producción actual de helio-3 no supera los 500 kg por año. Al mismo tiempo, será necesario verter 30.000 toneladas de esta sustancia específica en los tanques de Daedalus.
Los comentarios son superfluos: no existe tal cantidad de helio-3 en la Tierra. Los "científicos británicos" (esta vez se puede tomar la expresión entre comillas) sugirieron construir "Dédalo" en la órbita de Júpiter y repostar allí, extrayendo combustible de la capa superior de nubes del planeta gigante.
Futurismo puro multiplicado por absurdo.
A pesar de la decepcionante imagen general, el proyecto Daedalus demostró que el conocimiento científico existente es suficiente para enviar una expedición a las estrellas más cercanas. El problema radica en la escala del trabajo: tenemos muestras de trabajo de "Tokamaks", electroimanes superconductores, criostatos y recipientes Dewar en condiciones ideales de laboratorio, pero no tenemos la menor idea de cómo funcionarán sus copias hipertrofiadas que pesan cientos de toneladas. Cómo garantizar el funcionamiento continuo de estas fantásticas estructuras durante muchos años, todo esto en las duras condiciones del espacio exterior, sin ninguna posibilidad de reparación y mantenimiento por parte de los humanos.
Mientras trabajaban en la aparición de la nave estelar "Daedalus", los científicos se enfrentaron a muchos problemas menores, pero no menos importantes. Además de las dudas ya mencionadas sobre la fiabilidad del motor termonuclear pulsado, los creadores de la nave interestelar se enfrentaron al problema de equilibrar la nave gigante, su correcta aceleración y orientación en el espacio. También hubo momentos positivos: durante los 40 años que han pasado desde el inicio de los trabajos en el proyecto Daedalus, el problema con el complejo de computación digital a bordo del barco se ha resuelto con éxito. El progreso colosal en microelectrónica, nanotecnología, la aparición de sustancias con características únicas, todo esto simplificó significativamente las condiciones para crear una nave estelar. Además, el problema de la comunicación en el espacio profundo se resolvió con éxito.
Pero hasta ahora no se ha encontrado ninguna solución al problema clásico: la seguridad de una expedición interestelar. A una velocidad de 0, 1 de la velocidad de la luz, cualquier mota de polvo se convierte en un obstáculo peligroso para la nave, y un pequeño meteorito del tamaño de una memoria USB puede ser el final de toda la expedición. En otras palabras, el barco tiene todas las posibilidades de quemarse antes de alcanzar su objetivo. La teoría propone dos soluciones: la primera "línea de defensa": una nube protectora de micropartículas sostenida por un campo magnético cien kilómetros por delante del rumbo de la nave. La segunda "línea de defensa" es un escudo de metal, cerámica o compuesto para reflejar fragmentos de meteoritos en descomposición. Si todo está más o menos claro sobre el diseño del escudo, entonces incluso los ganadores del Premio Nobel de Física no saben cómo implementar en la práctica una "nube protectora de micropartículas" a una distancia considerable de la nave. Está claro que con la ayuda de un campo magnético, pero así es exactamente cómo …
… El barco navega en un vacío helado. Han pasado 50 años desde que dejó el sistema solar y un largo viaje se extiende detrás del "Dédalo" durante seis años luz. El peligroso cinturón de Kuiper y la misteriosa nube de Oort se han cruzado con seguridad, los frágiles instrumentos han resistido las corrientes de rayos galácticos y el cruel frío del espacio abierto … El encuentro pronto planeado con el sistema estelar de Barnard … pero ¿qué significa esta oportunidad? reunirse en medio del interminable océano estelar promete el mensajero de la lejana Tierra? ¿Nuevos peligros al chocar con grandes meteoritos? ¿Campos magnéticos y cinturones de radiación mortales en las cercanías de "Barnard corriendo"? ¿Estallidos inesperados de protruberanos? El tiempo lo dirá … "Dédalo" en dos días pasará junto a la estrella y desaparecerá para siempre en la inmensidad del Cosmos.
Dédalo contra el Empire State Building de 102 pisos
El Empire State Building, un hito clave en el horizonte de Nueva York. Altura sin aguja 381 m, altura con aguja 441 metros
Dédalo contra el vehículo de lanzamiento superpesado Saturn V
Saturno V en la plataforma de lanzamiento
