Putra dan putri planet biru
Melambung ke atas, mengganggu bintang-bintang perdamaian.
Jalan menuju ruang antarbintang telah ditetapkan
Untuk satelit, roket, stasiun ilmiah.
Seorang pria Rusia terbang dengan roket, Saya melihat seluruh bumi dari atas.
Gagarin adalah yang pertama di luar angkasa.
Bagaimana kabarmu?
Pada tahun 1973, sebuah kelompok kerja dari British Interplanetary Society mulai merancang penampilan pesawat ruang angkasa antarbintang yang mampu melakukan perjalanan 6 tahun cahaya dalam mode tak berawak dan melakukan eksplorasi singkat di sekitar Barnard's Star.
Perbedaan mendasar antara proyek Inggris dan karya-karya fiksi ilmiah adalah kondisi desain aslinya: dalam pekerjaan mereka, para ilmuwan Inggris secara eksklusif mengandalkan teknologi atau teknologi kehidupan nyata dalam waktu dekat, yang penampilannya tidak diragukan lagi. "Anti-gravitasi" yang fantastis, "teleportasi" yang tidak diketahui, dan "mesin superluminal" dianggap sebagai ide yang eksotis dan sangat mustahil.
Menurut ketentuan proyek, para pengembang harus meninggalkan bahkan "mesin foton" yang populer saat itu. Terlepas dari kemungkinan teoritis adanya reaksi pemusnahan zat, bahkan fisikawan paling berani yang secara teratur bereksperimen dengan cannabinoid halusinogen tidak dapat menjelaskan bagaimana mempraktikkan penyimpanan "antimateri" dan bagaimana mengumpulkan energi yang dilepaskan.
Proyek ini menerima nama simbolis "Daedalus" - untuk menghormati pahlawan eponim dari mitos Yunani, yang berhasil terbang di atas laut, berbeda dengan Icarus, yang terbang terlalu tinggi.
Pesawat ruang angkasa antarbintang otomatis Daedalus memiliki desain dua tahap.
Arti dari proyek Daedalus:
Bukti kemungkinan penciptaan oleh Manusia dari pesawat ruang angkasa tak berawak untuk mempelajari sistem bintang yang paling dekat dengan Matahari.
Sisi teknis proyek:
Investigasi dari lintasan terbang sistem bintang Barnard (katai merah tipe spektral M5V pada jarak 5, 91 tahun cahaya, salah satu yang paling dekat dengan Matahari dan, pada saat yang sama, bintang "tercepat" di langit bumi Komponen tegak lurus dari kecepatan bintang ke arah pandangan pengamat terestrial adalah 90 km / s, yang, ditambah dengan jarak yang relatif "dekat", mengubah "Terbang Terbang" menjadi "komet" nyata. Pilihan target ditentukan oleh teori keberadaan sistem planet di bintang Barnard (teori itu kemudian dibantah). Di zaman kita, "target referensi" adalah bintang terdekat dengan Matahari, Proxima Centauri (jarak 4, 22 tahun cahaya).
Memindahkan Bintang Barnard di Langit Bumi
Kondisi proyek:
Pesawat luar angkasa tak berawak. Hanya teknologi realistis dalam waktu dekat. Waktu penerbangan maksimum ke bintang adalah 49 tahun! Menurut ketentuan Proyek Daedalus, mereka yang menciptakan kapal antarbintang seharusnya dapat mengetahui hasil misi selama masa hidup mereka. Dengan kata lain, untuk mencapai Barnard's Star dalam 49 tahun, pesawat ruang angkasa akan membutuhkan kecepatan jelajah orde 0,1 kali kecepatan cahaya.
Data awal:
Ilmuwan Inggris memiliki "set" yang cukup mengesankan dari semua pencapaian modern peradaban Manusia: teknologi nuklir, reaksi termonuklir yang tidak terkendali, laser, fisika plasma, peluncuran luar angkasa berawak ke orbit dekat bumi,teknologi untuk menggabungkan dan melakukan pekerjaan perakitan benda berukuran besar di luar angkasa, sistem komunikasi ruang jarak jauh, mikroelektronika, otomatisasi, dan rekayasa presisi. Apakah ini cukup untuk "menyentuh tanganmu" ke bintang-bintang?
Tidak jauh dari sini - satu pemberhentian taksi
Dipenuhi dengan mimpi indah dan kebanggaan atas pencapaian Pikiran Manusia, pembaca sudah berlari untuk membeli tiket kapal antarbintang. Sayangnya, kegembiraannya terlalu dini. Alam semesta telah mempersiapkan responsnya yang mengerikan terhadap upaya menyedihkan manusia untuk mencapai bintang-bintang terdekat.
Jika Anda mengurangi ukuran bintang seperti Matahari menjadi seukuran bola tenis, seluruh tata surya akan muat di Lapangan Merah. Dimensi Bumi, dalam hal ini, umumnya akan direduksi menjadi seukuran sebutir pasir.
Pada saat yang sama, "bola tenis" terdekat (Proxima Centauri) akan terletak di tengah Alexanderplatz di Berlin, dan bintang Barnard yang sedikit lebih jauh - di Piccadilly Circus di London!
Posisi Voyager 1 pada 8 Februari 2012. Jarak 17 jam cahaya dari Matahari.
Jarak yang sangat jauh menimbulkan keraguan pada gagasan perjalanan antarbintang. Stasiun tak berawak Voyager 1, diluncurkan pada 1977, membutuhkan waktu 35 tahun untuk melintasi tata surya (penyelidikan melampauinya pada 25 Agustus 2012 - pada hari itu gema terakhir "angin matahari" meleleh di belakang buritan stasiun, sementara intensitas radiasi galaksi). Butuh waktu 35 tahun untuk menerbangkan "Red Square". Berapa lama waktu yang dibutuhkan Voyager untuk terbang “dari Moskow ke London”?
Di sekitar kita ada kuadriliun kilometer jurang hitam - apakah kita memiliki kesempatan untuk terbang ke bintang terdekat setidaknya dalam setengah abad di bumi?
Saya akan mengirim kapal untuk Anda …
Tidak ada yang meragukan bahwa Daedalus akan memiliki dimensi yang mengerikan - hanya "muatan" yang bisa mencapai ratusan ton. Selain instrumen astrofisika yang relatif ringan, detektor dan kamera televisi, kompartemen yang agak besar untuk mengendalikan sistem kapal, pusat komputasi, dan, yang paling penting, sistem komunikasi dengan Bumi diperlukan di atas kapal.
Teleskop radio modern memiliki sensitivitas yang luar biasa: pemancar Voyager 1, yang terletak pada jarak 124 unit astronomi (124 kali lebih jauh dari Bumi ke Matahari), memiliki kekuatan hanya 23 watt - kurang dari bola lampu di lemari es Anda. Anehnya, ini ternyata cukup untuk memastikan komunikasi tanpa gangguan dengan perangkat pada jarak 18,5 miliar kilometer! (prasyarat - posisi Voyager di luar angkasa diketahui dengan akurasi 200 meter)
Bintang Barnard berjarak 5,96 tahun cahaya dari Matahari - 3.000 kali lebih jauh dari Voyager. Jelas, dalam hal ini, pencegat 23 watt tidak dapat diabaikan - jarak yang luar biasa dan kesalahan signifikan dalam menentukan posisi kapal luar angkasa di ruang angkasa akan membutuhkan daya radiasi ratusan kilowatt. Dengan semua persyaratan berikutnya untuk dimensi antena.
Ilmuwan Inggris telah menyebutkan angka yang sangat pasti: muatan pesawat ruang angkasa Daedalus (massa kompartemen kontrol, instrumen ilmiah, dan sistem komunikasi) akan menjadi sekitar 450 ton. Sebagai perbandingan, massa Stasiun Luar Angkasa Internasional hingga saat ini telah melampaui 417 ton.
Muatan kapal luar angkasa yang dibutuhkan berada dalam batas yang realistis. Selain itu, mengingat kemajuan mikroelektronika dan teknologi luar angkasa selama 40 tahun terakhir, angka ini mungkin sedikit menurun.
Mesin dan bahan bakar. Konsumsi energi yang ekstrem dari perjalanan antarbintang menjadi penghalang utama untuk ekspedisi semacam itu.
Ilmuwan Inggris menganut logika sederhana: Manakah dari metode yang diketahui untuk memperoleh energi yang paling produktif? Jawabannya jelas - fusi termonuklir. Apakah kita mampu membuat "reaktor termonuklir" yang stabil hari ini? Sayangnya, tidak, semua upaya untuk membuat "inti termonuklir terkendali" berakhir dengan kegagalan. Keluaran? Kita harus menggunakan reaksi eksplosif. Pesawat ruang angkasa "Daedalus" berubah menjadi "meledak" dengan mesin roket termonuklir berdenyut.
Prinsip operasi dalam teori sederhana: "target" dari campuran beku deuterium dan helium-3 dimasukkan ke dalam ruang kerja. Target dipanaskan oleh pulsa laser - ledakan termonuklir kecil mengikuti - dan, voila, pelepasan energi untuk mempercepat kapal!
Perhitungan menunjukkan bahwa untuk akselerasi efektif Daedalus, perlu untuk menghasilkan 250 ledakan per detik - oleh karena itu, target harus dimasukkan ke dalam ruang bakar mesin termonuklir berdenyut dengan kecepatan 10 km / s!
Ini adalah fantasi murni - pada kenyataannya tidak ada satu pun sampel yang bisa diterapkan dari mesin termonuklir berdenyut. Selain itu, karakteristik unik dari mesin dan persyaratan tinggi untuk keandalannya (mesin kapal luar angkasa harus beroperasi terus menerus selama 4 tahun) mengubah pembicaraan tentang kapal luar angkasa menjadi cerita yang tidak berarti.
Di sisi lain, tidak ada satu elemen pun dalam desain mesin termonuklir berdenyut yang belum diuji dalam praktiknya - solenoida superkonduktor, laser berdaya tinggi, senjata elektron … sering dibawa ke produksi massal. Kami memiliki teori yang berkembang dengan baik dan perkembangan praktis yang kaya di bidang fisika plasma - ini hanya masalah membuat mesin berdenyut berdasarkan sistem ini.
Perkiraan massa struktur pesawat ruang angkasa (mesin, tangki, rangka pendukung) adalah 6170 ton, tidak termasuk bahan bakar. Pada dasarnya, angka itu terdengar realistis. Tidak ada sepersepuluh derajat dan nol yang tak terhitung jumlahnya. Untuk mengirimkan sejumlah struktur logam ke orbit rendah bumi, dibutuhkan "hanya" 44 peluncuran roket Saturn-5 yang perkasa (muatan 140 ton dengan berat peluncuran 3000 ton).
Kendaraan peluncuran super berat H-1, bobot peluncuran 2735 … 2950 ton
Sampai saat ini, angka-angka ini secara teoritis sesuai dengan kemampuan industri modern, meskipun mereka membutuhkan beberapa pengembangan teknologi modern. Saatnya mengajukan pertanyaan utama: berapa massa bahan bakar yang dibutuhkan untuk mempercepat kapal luar angkasa hingga 0, 1 kecepatan cahaya? Jawabannya terdengar menakutkan dan, pada saat yang sama, mendorong - 50.000 ton bahan bakar nuklir. Terlepas dari ketidakmungkinan yang tampak dari angka ini, itu "hanya" setengah dari perpindahan kapal induk nuklir Amerika. Hal lain adalah bahwa kosmonotika modern belum siap untuk bekerja dengan struktur besar seperti itu.
Tetapi masalah utamanya berbeda: komponen utama bahan bakar untuk mesin termonuklir berdenyut adalah isotop Helium-3 yang langka dan mahal. Volume produksi helium-3 saat ini tidak melebihi 500 kg per tahun. Pada saat yang sama, 30.000 ton zat khusus ini perlu dituangkan ke dalam tangki Daedalus.
Komentar berlebihan - tidak ada jumlah helium-3 di Bumi. "Ilmuwan Inggris" (kali ini Anda sepatutnya dapat mengambil ekspresi dalam tanda kutip) menyarankan membangun "Daedalus" di orbit Jupiter dan mengisi bahan bakar di sana, mengekstraksi bahan bakar dari lapisan awan atas planet raksasa.
Futurisme murni dikalikan dengan absurditas.
Terlepas dari gambaran keseluruhan yang mengecewakan, proyek Daedalus menunjukkan bahwa pengetahuan ilmiah yang ada cukup untuk mengirim ekspedisi ke bintang-bintang terdekat. Masalahnya terletak pada skala pekerjaan - kami memiliki sampel kerja "Tokamaks", elektromagnet superkonduktor, kriostat, dan bejana Dewar dalam kondisi laboratorium yang ideal, tetapi kami sama sekali tidak tahu bagaimana salinan hipertrofi mereka dengan berat ratusan ton akan bekerja. Bagaimana memastikan operasi berkelanjutan dari struktur fantastis ini selama bertahun-tahun - semua ini dalam kondisi luar angkasa yang keras, tanpa kemungkinan perbaikan dan pemeliharaan oleh manusia.
Saat mengerjakan penampilan kapal luar angkasa "Daedalus", para ilmuwan menghadapi banyak masalah kecil, tetapi tidak kalah pentingnya. Selain keraguan yang telah disebutkan tentang keandalan mesin termonuklir berdenyut, pencipta pesawat ruang angkasa antarbintang menghadapi masalah menyeimbangkan kapal raksasa, akselerasi dan orientasi yang benar di ruang angkasa. Ada juga momen positif - selama 40 tahun yang telah berlalu sejak dimulainya pekerjaan pada proyek Daedalus, masalah dengan kompleks komputasi digital di atas kapal telah berhasil diselesaikan. Kemajuan kolosal dalam mikroelektronika, nanoteknologi, munculnya zat dengan karakteristik unik - semua ini secara signifikan menyederhanakan kondisi untuk membuat kapal luar angkasa. Juga, masalah komunikasi luar angkasa berhasil diselesaikan.
Tetapi sampai sekarang tidak ada solusi yang ditemukan untuk masalah klasik - keamanan ekspedisi antarbintang. Pada kecepatan 0, 1 kecepatan cahaya, setitik debu apa pun menjadi penghalang berbahaya bagi kapal, dan meteorit kecil seukuran flash drive dapat menjadi akhir dari seluruh ekspedisi. Dengan kata lain, kapal memiliki setiap kesempatan untuk terbakar sebelum mencapai targetnya. Teori ini mengusulkan dua solusi: "garis pertahanan" pertama - awan pelindung partikel mikro yang ditahan oleh medan magnet seratus kilometer di depan jalur kapal. "Garis pertahanan" kedua adalah perisai logam, keramik, atau komposit untuk memantulkan pecahan meteorit yang membusuk. Jika semuanya kurang lebih jelas tentang desain perisai, maka bahkan pemenang Hadiah Nobel dalam fisika tidak tahu bagaimana menerapkan dalam praktiknya "awan pelindung partikel mikro" pada jarak yang cukup jauh dari kapal. Jelas bahwa dengan bantuan medan magnet, tetapi inilah cara tepatnya …
… Kapal itu berlayar dalam kekosongan es. Sudah 50 tahun sejak dia meninggalkan tata surya dan perjalanan panjang terbentang di belakang "Daedalus" selama enam tahun cahaya. Sabuk Kuiper yang berbahaya dan awan Oort yang misterius telah dilintasi dengan aman, instrumen rapuh telah bertahan dari aliran sinar galaksi dan dinginnya ruang terbuka yang kejam … Pertemuan yang segera direncanakan dengan sistem bintang Barnard … tetapi apa peluang ini? bertemu di tengah lautan bintang yang tak berujung menjanjikan utusan Bumi yang jauh? Bahaya baru dari bertabrakan dengan meteorit besar? Medan magnet dan sabuk radiasi mematikan di sekitar "Running Barnard"? Ledakan tak terduga dari protruberans? Waktu akan memberi tahu … "Daedalus" dalam dua hari akan bergegas melewati bintang dan menghilang selamanya di luasnya Kosmos.
Daedalus versus Empire State Building 102 lantai
Empire State Building, tengara utama di cakrawala New York. Tinggi tanpa menara 381 m, tinggi dengan menara 441 meter
Daedalus versus kendaraan peluncuran super berat Saturn V
Saturn V di landasan peluncuran
