Tarpžvaigždinių skrydžių kinematika

Tegul skrydis ten ir skrydis atgal susideda iš trijų fazių: tolygiai pagreitintas pagreitis, skrydis su pastovus greitis ir tolygiai pagreitintas stabdymas.

Tinkamas bet kurio laikrodžio laikas turi tokią formą:

kur yra šio laikrodžio greitis. Žemės laikrodžiai nejuda (), o jų tinkamas laikas yra lygus koordinačių laikui. Astronautų laikrodžiai turi kintamą greitį. Kadangi integralo šaknis visą laiką išlieka mažesnė už vienetą, šių laikrodžių laikas, nepaisant aiškios funkcijos formos, visada pasirodo mažesnis. Kaip rezultatas.

Jei pagreitis ir lėtėjimas reliatyvistiškai tolygiai pagreitinamas (su savaiminio pagreičio parametru) per , o tolygus judėjimas yra , tai pagal laivo laikrodį praeis laikas:

, kur yra hiperbolinis arcsinusas

Apsvarstykite hipotetinį skrydį į Alfa Kentauro žvaigždžių sistemą, nutolusią nuo Žemės 4,3 šviesmečio atstumu. Jei laikas matuojamas metais, o atstumai – šviesmečiais, tai šviesos greitis lygus vienetui, o vieneto pagreitis per metus/metus yra artimas gravitacijos pagreičiui ir yra maždaug lygus 9,5 m/s².

Leiskite erdvėlaiviui pajudėti pusę kelio vienetiniu pagreičiu, o antrąją pusę leiskite sulėtinti tokiu pat pagreičiu (). Tada laivas apsisuka ir kartoja greitėjimo ir lėtėjimo etapus. Šioje situacijoje skrydžio laikas yra žemės sistema atgalinis skaičiavimas bus maždaug 12 metų, o pagal laikrodį laive praeis 7,3 metų. Didžiausias laivo greitis sieks 0,95 šviesos greičio.

Per 64 savo laiko metus erdvėlaivis su vienetiniu pagreičiu potencialiai galėtų nukeliauti (grįžti į Žemę) į Andromedos galaktiką, esančią už 2,5 mln. šviesmečių. metų . Tokio skrydžio metu Žemėje praeis apie 5 mln. Išvystant dvigubai didesnį pagreitį (prie kurio apmokytas žmogus gali nesunkiai priprasti, jei tenkinamos kelios sąlygos ir naudojami keli įrenginiai, pavyzdžiui, sustabdyta animacija), galima net pagalvoti apie ekspediciją į matomą Visatos kraštą. (apie 14 mlrd. šviesmečių), o tai kosmonautams užtruks apie 50 metų; Tačiau grįžę iš tokios ekspedicijos (po 28 milijardų metų pagal Žemės laikrodį), jos dalyviai rizikuoja nerasti gyvos ne tik Žemės ir Saulės, bet net mūsų Galaktikos. Remiantis šiais skaičiavimais, kad astronautai ateityje išvengtų šoko grįžę į Žemę, pagrįstas tarpžvaigždinių grįžimo ekspedicijų pasiekiamumo spindulys neturėtų viršyti kelių dešimčių šviesmečių, nebent, žinoma, būtų taikomi kokie nors iš esmės nauji fiziniai judėjimo erdvėje principai. - Atrandamas laikas. Tačiau daugybės egzoplanetų atradimas suteikia pagrindo manyti, kad planetų sistemos yra šalia pakankamai didelės žvaigždžių dalies, todėl astronautai turės ką tyrinėti šiame spinduliu (pavyzdžiui, planetų sistemos ε Eridani ir Gliese 581).

Įvairių tipų variklių tinkamumas tarpžvaigždiniams skrydžiams

Tinkamumas įvairių tipų tarpžvaigždiniams skrydžiams skirtus variklius 1973 m. Britanijos tarpplanetinės draugijos susirinkime svarstė Tony Martin. Elektrinis raketinis variklis su branduoliniu reaktoriumi turi mažą pagreitį, todėl jį pasiekti prireiks šimtmečių reikiamo greičio, kuris leidžia jį naudoti tik kartos laivuose. NERVA tipo šiluminiai branduoliniai varikliai turi pakankamą traukos jėgą, tačiau mažą darbinės masės išmetimo greitį, apie 5-10 km/sek, todėl norint įsibėgėti iki reikiamo greičio reikės puiki suma kuro. Taigi laivas su tokiu varikliu bus keliomis eilėmis lėtesnis nei laivas su elektriniu varikliu. Skrydis į kaimyninę žvaigždę tokiu laivu užtruks dešimtis ir šimtus tūkstančių tūkstančių metų (skrydis į Alfa Kentaurį 30 km/sek. greičiu užtruks 40 tūkst. metų). Reaktyviniam varikliui reikia didžiulio skersmens piltuvo, kad būtų galima surinkti išretėjusį tarpžvaigždinį vandenilį, kurio tankis yra 1 atomas kubiniame centimetre. Jei tarpžvaigždiniam vandeniliui surinkti naudojamas itin galingas elektromagnetinis laukas, generuojančios ritės jėgos apkrovos bus tokios didelės, kad jas įveikti atrodo mažai tikėtina net ateities technologijoms.

Tarpžvaigždinių ekspedicijų projektai

Žvaigždžių laivų-raketų projektai

Projektas "Orion"

Projekto „Daedalus“ raketinis laivas pasirodė toks didžiulis, kad jį teks statyti kosmose. Jis turėjo sverti 54 000 tonų (beveik visas svoris yra raketų kuras) ir galėjo įsibėgėti iki 7,1% šviesos greičio, gabendamas 450 tonų naudingą krovinį. Skirtingai nuo projekto „Orion“, skirto naudoti mažas atomines bombas, „Daedalus“ projektas buvo naudojamos miniatiūrinės vandenilinės bombos su deuterio ir helio-3 mišiniu bei uždegimo sistema, naudojanti elektronų pluoštus. Bet didžiulis techninių problemų ir susirūpinimą branduolinis variklis, lėmė tai, kad Daedalus projektas taip pat buvo atidėtas neribotam laikui.

Dedalo technologinės idėjos buvo panaudotos termobranduolinio žvaigždėlaivio Icarus projekte.

Žvaigždžių laivų projektai, kurių varomoji jėga yra elektromagnetinių bangų slėgis.

1971 metais G. Marxo pranešime Biurakano mieste vykusiame simpoziume buvo pasiūlyta tarpžvaigždinėms kelionėms panaudoti rentgeno lazerius. Vėliau NASA ištyrė galimybę panaudoti tokio tipo varomąją jėgą. Dėl to jis buvo pagamintas sekantis išėjimas: „Jei bus rasta galimybė sukurti lazerį, veikiantį rentgeno bangų ilgių diapazone, tuomet galime kalbėti apie realią orlaivio kūrimą (tokio lazerio spinduliu pagreitintą), kuris galės įveikti atstumus iki artimiausios žvaigždės daug greičiau nei visos šiuo metu žinomos sistemos su raketų varikliais. Skaičiavimai rodo, kad naudojant šiame darbe nagrinėjamą kosmoso sistemą, žvaigždę Alfa Kentauro galima pasiekti... per maždaug 10 metų“.

1985 metais R. Forwardas pasiūlė sukurti tarpžvaigždinį zondą, pagreitintą mikrobangų energija. Projekte buvo numatyta, kad artimiausias žvaigždes zondas pasieks per 21 metus.

36-ajame tarptautiniame astronomijos kongrese buvo pasiūlytas lazerinio žvaigždėlaivio projektas, kurio judėjimą užtikrina optinių lazerių, esančių orbitoje aplink Merkurijų, energija. Remiantis skaičiavimais, tokios konstrukcijos žvaigždėlaivio kelias iki žvaigždės Epsilon Eridani (10,8 šviesmečio) ir atgal truktų 51 metus.

Saulės burlaivio privalumas – laive nėra kuro. Jo trūkumas yra tai, kad negalima naudoti burės keliaujant į Žemę, todėl ji tinka automatiniams zondams, stotims ir krovininiams laivams paleisti, bet mažai naudinga pilotuojamiems skrydžiams atgal (arba astronautams reikės pasiimti antrą lazerį su kuro rezervas įrengimui paskirties vietoje, o tai iš tikrųjų paneigia visus burlaivio privalumus).

Naikinimo varikliai

Amerikiečių fizikų Ronano Keane'o ir Wei-mingo Zhango teoriniai skaičiavimai rodo, kad remiantis šiuolaikinėmis technologijomis galima sukurti naikinimo variklį, galintį pagreitinti erdvėlaivį iki 70% šviesos greičio. Jų pasiūlytas variklis yra greitesnis nei kiti teoriniai patobulinimai dėl specialios purkštuko konstrukcijos. Tačiau pagrindinės problemos kuriant naikinimo raketas ( Anglų) su panašiais varikliais gauna reikalingas kiekis antimedžiaga, taip pat jos saugojimas. 2011 m. gegužės mėn. rekordinis antivandenilio atomų saugojimo laikas buvo 1000 sekundžių (~16,5 minutės). 2006 m. NASA skaičiavimais, pagaminti miligramą pozitronų kainuoja maždaug 25 mln. Vienas gramas antivandenilio kainuotų 62,5 trilijonus dolerių, remiantis 1999 m.

Ramjet varikliai, varomi tarpžvaigždiniu vandeniliu

Pagrindinis šiuolaikinių raketų masės komponentas yra degalų masė, reikalinga raketai įsibėgėti. Jei galime kaip nors panaudoti aplinką supančią raketą kaip darbinį skystį ir kurą, galime žymiai sumažinti raketos masę ir taip pasiekti didelį greitį.

Kitas termobranduolinio reaktyvinio variklio trūkumas yra ribotas greitis, kurį gali pasiekti laivas su juo (ne daugiau kaip 0,119). c= 35,7 tūkst. km/s). Taip yra dėl to, kad gaudydamas kiekvieną vandenilio atomą (kuris, iš pirmo žvilgsnio, gali būti laikomas nejudančiu žvaigždžių atžvilgiu), laivas praranda tam tikrą impulsą, kurį galima kompensuoti variklio trauka tik tuo atveju, jei greitis nesumažėja. viršyti tam tikrą ribą. Norint įveikti šį apribojimą, būtina kuo geriau panaudoti užfiksuotų atomų kinetinę energiją, o tai atrodo gana sudėtinga užduotis.

Tarkime, ekranas užfiksavo 4 vandenilio atomus. Dirbant termo branduolinis reaktorius keturi protonai virsta viena alfa dalele, dviem pozitronais ir dviem neutrinais. Paprastumo dėlei neutrinus nepaisysime (atsižvelgiant į neutrinus reikės tiksliai apskaičiuoti visus reakcijos etapus, o nuostoliai dėl neutrinų siekia apie procentą), o pozitronus sunaikinsime, kai iš vandenilio atomų lieka 2 elektronai, pašalinus iš jų protonus. . Dar 2 elektronai bus panaudoti alfa dalelei paversti neutraliu helio atomu, kuris dėl reakcijos gaunamos energijos paspartės variklio antgalyje.

Galutinė reakcijos lygtis neatsižvelgiant į neutrinus:

4 redaguoti] Fotonų variklis ant magnetinių monopolių

Jei galioja kai kurie Grand Unified teorijų variantai, pavyzdžiui, Hoofto-Polyakovo modelis, tada galima sukurti fotonų variklį, kuris nenaudoja antimedžiagos, nes magnetinis monopolis gali hipotetiškai katalizuoti protono skilimą į pozitroną ir π 0 mezonas:

π 0 greitai suyra į 2 fotonus, o pozitronas anihiliuojasi su elektronu, ko pasekoje vandenilio atomas virsta 4 fotonais ir lieka neišspręsta tik veidrodžio problema.

Fotonų variklis, pagrįstas magnetiniais monopoliais, taip pat galėtų veikti tiesioginio srauto grandinėje.

Tuo pačiu metu dauguma šiuolaikinių Grand Unified teorijų neapima magnetinių monopolių, o tai verčia abejoti šia patrauklia idėja.

Tarpžvaigždinės laivų stabdymo sistemos

Buvo pasiūlyti keli metodai:

1. Stabdymas ant vidinių šaltinių – raketa

2. Stabdymas dėl lazerio spindulio, siunčiamo iš Saulės sistemos.

3. Stabdymas magnetinis laukas naudojant Zubrino magnetinę burę ant superlaidininkų.

Kartos laivai

Tarpžvaigždinės kelionės taip pat galimos naudojant žvaigždžių laivus, kurie įgyvendina „laivų kartos“ koncepciją (pavyzdžiui, kaip O'Neillo kolonijos). Tokiuose erdvėlaiviuose sukuriama ir palaikoma uždara biosfera, galinti išsilaikyti ir daugintis kelis tūkstančius metų. Skrydis vyksta mažu greičiu ir trunka labai ilgai. ilgam laikui, kurio metu spėja pasikeisti ne viena astronautų karta.

Pavojai aplinkai

Šią problemą išsamiai išnagrinėjo Ivanas Korznikovas straipsnyje „Tarpžvaigždinių skrydžių tikrovė“. Susidūrimas su tarpžvaigždinėmis dulkėmis įvyks beveik šviesos greičiu, o fizinis poveikis bus panašus į mikrosprogimus. Esant didesniam nei 0,1 C greičiui, apsauginio ekrano storis turi būti dešimtys metrų, o masė - šimtai tūkstančių tonų. Tačiau šis ekranas patikimai apsaugos tik nuo tarpžvaigždinių dulkių. Susidūrimas su meteoritu turės mirtinų pasekmių. Ivanas Korznikovas pateikia skaičiavimus, kad didesniu nei 0,1 C greičiu erdvėlaivis nespės pakeisti skrydžio trajektorijos ir išvengti susidūrimo. Ivanas Korznikovas mano, kad esant silpnam šviesos greičiui, erdvėlaivis subyrės nepasiekęs tikslo. Jo nuomone, tarpžvaigždinės kelionės įmanomos tik ženkliai mažesniu greičiu (iki 0,01 C).

Energija ir ištekliai

Tarpžvaigždinis skrydis pareikalaus didelių energijos ir išteklių atsargų, kuriuos teks nešiotis su savimi. Tai viena iš mažai ištirtų tarpžvaigždinės astronautikos problemų.

Pavyzdžiui, iki šiol labiausiai išplėtotas projektas „Daedalus“ su impulsiniu termobranduoliniu varikliu Barnardo žvaigždę (šešerius šviesmečius) pasiektų per pusę amžiaus, išleisdamas 50 tūkst. tonų termobranduolinio kuro (deuterio ir helio-3 mišinio). ir pristačius naudingąją masę į tikslines tonas 4 tūkst

Vien mūsų galaktikoje atstumai tarp žvaigždžių sistemų yra neįsivaizduojamai dideli. Jei ateiviai iš kosmoso tikrai lankosi Žemėje, jų lygis techninė plėtra turi būti šimtą kartų didesnis nei dabartinis mūsų lygis žemėje.

Už kelių šviesmečių

Norėdami nurodyti atstumus tarp žvaigždžių, astronomai pristatė „šviesmečio“ sąvoką. Šviesos greitis yra didžiausias Visatoje: 300 000 km/s!

Mūsų galaktikos plotis yra 100 000 šviesmečių. Norint įveikti tokį didžiulį atstumą, ateiviams iš kitų planetų reikia pastatyti erdvėlaivį, kurio greitis būtų lygus šviesos greičiui ar net jį viršytų.

Mokslininkai mano, kad materialus objektas negali judėti greičiau nei šviesos greitis. Tačiau anksčiau jie manė, kad viršgarsinio greičio išvystyti neįmanoma, tačiau 1947 metais „Bell X-1“ modelis sėkmingai įveikė garso barjerą.

Galbūt ateityje, kai žmonija sukaups daugiau žinių apie fizinius Visatos dėsnius, žemiečiai galės sukurti erdvėlaivį, kuris judės šviesos greičiu ir dar greičiau.

Puikios kelionės

Net jei ateiviai galėtų keliauti per erdvę šviesos greičiu, tokia kelionė užtruktų daug metų. Žemiečiams, kurių vidutinė gyvenimo trukmė yra 80 metų, tai būtų neįmanoma. Tačiau kiekviena gyvų būtybių rūšis turi savo gyvavimo ciklą. Pavyzdžiui, Kalifornijoje, JAV, auga šerinių pušų, kurioms jau 5000 metų.

Kas žino, kiek metų gyvena ateiviai? Gal kelis tūkstančius? Tuomet jiems įprasti šimtus metų trunkantys tarpžvaigždiniai skrydžiai.

Trumpiausi keliai

Tikėtina, kad ateiviai rado nuorodas erdvė- gravitacinės „skylės“ arba gravitacijos suformuoti erdvės iškraipymai. Tokios vietos Visatoje galėtų tapti savotiškais tiltais – trumpiausius maršrutus tarp dangaus kūnų, esančių skirtinguose Visatos galuose.

Kategorijos

• • . Kitaip tariant, horoskopas yra astrologinė diagrama, sudaryta atsižvelgiant į vietą ir laiką, atsižvelgiant į planetų padėtį horizonto atžvilgiu. Sukurti asmenybę gimdymo horoskopas Būtina maksimaliai tiksliai žinoti žmogaus gimimo laiką ir vietą. Tai reikalinga norint išsiaiškinti, kaip dangaus kūnai buvo išsidėstę tam tikru laiku ir vietoje. Ekliptika horoskope vaizduojama kaip apskritimas, padalintas į 12 sektorių (zodiako ženklai. Atsigręžę į gimdymo astrologiją, galite geriau suprasti save ir kitus. Horoskopas – savęs pažinimo įrankis. Jo pagalba galite ne tik ištirti savo potencialą, bet ir suprasti santykius su kitais ir net priimti svarbius sprendimus.">Horoskopas73
• . Jų pagalba jie sužino atsakymus į konkrečius klausimus ir nuspėja ateitį.Ateitį galite sužinoti naudodamiesi domino kauliukais – tai viena iš labai retų ateities spėjimo rūšių. Jie pasakoja laimę naudodami arbatos ir kavos tirščius, iš delno ir iš Kinijos pokyčių knygos. Kiekvienas iš šių metodų skirtas numatyti ateitį.Jei norite sužinoti, kas jūsų laukia artimiausiu metu, pasirinkite jums labiausiai patinkančią ateities spėjimą. Tačiau atminkite: kad ir kokie įvykiai jums būtų prognozuojami, priimkite juos ne kaip nekintamą tiesą, o kaip įspėjimą. Naudodami ateities spėjimą nuspėjate savo likimą, tačiau įdėję šiek tiek pastangų galite jį pakeisti.">Spėjimas60

Mūsų skaitytojas Nikita Agejevas klausia: kokia yra pagrindinė tarpžvaigždinių kelionių problema? Atsakymui, kaip ir , reikės ilgo straipsnio, nors į klausimą galima atsakyti vienu simboliu: c .

Šviesos greitis vakuume c yra maždaug trys šimtai tūkstančių kilometrų per sekundę ir jo viršyti neįmanoma. Todėl pasiekti žvaigždes greičiau nei per kelerius metus neįmanoma (šviesa į Proxima Centauri nukeliauja 4,243 metus, todėl erdvėlaivis negali atvykti dar greičiau). Jei pagreičio ir lėtėjimo laiką pridėsite prie žmonėms daugmaž priimtino pagreičio, gausite apie dešimt metų iki artimiausios žvaigždės.

Kokiomis sąlygomis galima skristi?

Ir šis laikotarpis jau pats savaime yra reikšminga kliūtis, net jei ignoruojame klausimą „kaip įsibėgėti iki greičio, artimo šviesos greičiui“. Dabar nėra erdvėlaivių, kurie leistų įgulai tiek ilgai gyventi autonomiškai kosmose – astronautams nuolat atgabenamos šviežios atsargos iš Žemės. Paprastai pokalbiai apie tarpžvaigždinių kelionių problemas prasideda nuo fundamentalesnių klausimų, bet pradėsime nuo grynai taikomųjų problemų.

Net ir praėjus pusei amžiaus po Gagarino skrydžio, inžinieriai nesugebėjo sukurti skalbimo mašinos ir pakankamai praktiško dušo erdvėlaiviams, o tualetai, sukurti nesvarumui, TKS genda pavydėtinai reguliariai. Skrydis bent į Marsą (22 šviesos minutės, o ne 4 šviesmečiai) santechnikos dizaineriams jau kelia nereikšmingą užduotį: tad kelionei į žvaigždes teks sugalvoti bent kosminį tualetą su dvidešimties metų garantija ir tas pats Skalbimo mašina.

Vanduo skalbimui, skalbimui ir gėrimui taip pat turės būti paimtas su savimi arba panaudotas pakartotinai. Taip pat orą ir maistą taip pat reikia laikyti arba auginti laive. Uždarosios ekosistemos Žemėje kūrimo eksperimentai jau buvo atlikti, tačiau jų sąlygos vis dar labai skyrėsi nuo kosminių, bent jau esant gravitacijai. Žmonija žino, kaip kamerinio puodo turinį paversti švariu geriamas vanduo, bet viduje tokiu atveju Jūs turite sugebėti tai padaryti be gravitacijos, visiškai patikimai ir be sunkvežimio Prekės: Nuvežti sunkvežimį filtrų kasečių į žvaigždes yra per brangu.

Skalbti kojines ir apsaugoti nuo žarnyno infekcijos gali atrodyti per daug banalūs, „nefiziniai“ tarpžvaigždinių skrydžių apribojimai – tačiau bet kuris patyręs keliautojas patvirtins, kad „smulkmenos“, tokios kaip nepatogūs batai ar skrandžio sutrikimas nuo nepažįstamo maisto savarankiškoje ekspedicijoje, gali virsti grėsme gyvybei.

Norint išspręsti net pagrindines kasdienes problemas, reikia vienodai rimtai technologinė bazė, taip pat iš esmės naujų kosminių variklių kūrimas. Jei Žemėje susidėvėjusią tualeto cisternos tarpinę galima nusipirkti artimiausioje parduotuvėje už du rublius, tai Marso laive būtina pasirūpinti arba rezervu. Visi panašias detales, arba trimatį spausdintuvą atsarginių dalių gamybai iš universalių plastiko žaliavų.

JAV kariniame jūrų laivyne rimtai 2013 m pradėjo 3D spausdinimą po to, kai įvertinome laiką ir pinigus, išleistus karinės technikos remontui naudojant tradicinius lauko metodus. Kariškiai samprotavo, kad atspausdinti kokią nors retą tarpinę sraigtasparnio komponentui, kuris buvo nutrauktas prieš dešimt metų, buvo lengviau nei užsisakyti detalę iš sandėlio kitame žemyne.

Vienas artimiausių Korolevo bendražygių Borisas Čertokas savo atsiminimuose „Raketos ir žmonės“ rašė, kad tam tikru momentu sovietų kosminė programa susidūrė su kištukinių kontaktų trūkumu. Atskirai reikėjo sukurti patikimas daugiagyslių kabelių jungtis.

Be atsarginių įrangos dalių, maisto, vandens ir oro, astronautams reikės energijos. Varikliui ir borto įrangai reikės energijos, todėl galingo ir patikimo šaltinio problemą teks spręsti atskirai. Saulės elementai netinka, jei tik dėl atstumo nuo žvaigždžių skrendant, radioizotopų generatoriai (jie maitina Voyagers ir New Horizons) neužtikrina dideliam pilotuojamam erdvėlaiviui reikalingos galios ir dar neišmoko padaryti visaverčio. kosmosui skirti branduoliniai reaktoriai.

Sovietų branduolinės energijos palydovų programą aptemdė tarptautinis skandalas po Cosmos 954 katastrofos Kanadoje, taip pat daugybė ne tokių dramatiškų nesėkmių; panašių darbų JAV jie sustojo dar anksčiau. Dabar „Rosatom“ ir „Roscosmos“ ketina sukurti kosminę atominę elektrinę, tačiau tai vis tiek yra įrenginiai, skirti trumpo nuotolio skrydžiams, o ne kelių metų kelionei į kitą žvaigždžių sistemą.

Galbūt ateityje vietoj branduolinio reaktoriaus tarpžvaigždiniai laivai Tokamaks bus naudojamas. Apie tai, kaip sunku bent jau teisingai nustatyti termobranduolinės plazmos parametrus, šią vasarą MIPT. Beje, ITER projektas Žemėje vystosi sėkmingai: net ir tie, kurie šiandien įstojo į pirmuosius metus, turi visas galimybes prisijungti prie pirmojo eksperimentinio termobranduolinio reaktoriaus, turinčio teigiamą energijos balansą, kūrimo.

Kuo skristi?

Pagreitinti ir sulėtinti tarpžvaigždinį laivą, įprasta raketų varikliai ne gerai. Tie, kurie yra susipažinę su MIPT pirmą semestrą dėstomu mechanikos kursu, gali savarankiškai apskaičiuoti, kiek kuro reikės raketai, kad ji pasiektų bent šimtą tūkstančių kilometrų per sekundę. Tiems, kurie dar nėra susipažinę su Ciolkovskio lygtimi, iškart paskelbsime rezultatą – degalų bakų masė pasirodo gerokai didesnė už Saulės sistemos masę.

Degalų tiekimą galima sumažinti padidinus greitį, kuriuo variklis išmeta darbinį skystį, dujas, plazmą ar dar ką nors iki sijos elementariosios dalelės. Šiuo metu automatiniai skrydžiai tarpplanetinės stotys Plazminiai ir jonų varikliai aktyviai naudojami Saulės sistemoje arba geostacionarių palydovų orbitai koreguoti, tačiau jie turi nemažai kitų trūkumų. Visų pirma, visi tokie varikliai suteikia per mažą trauką; jie dar negali suteikti laivui kelių metrų per sekundę kvadratu pagreičio.

MIPT prorektorius Olegas Gorškovas yra vienas iš pripažintų ekspertų plazminių variklių srityje. SPD serijos varikliai gaminami Fakel Design Bureau, tai serijiniai gaminiai, skirti ryšio palydovų orbitos korekcijai.

1950-aisiais buvo sukurta variklio konstrukcija, kuri naudotų impulsą branduolinis sprogimas(„Orion“ projektas), tačiau juo toli gražu netapo paruoštas sprendimas tarpžvaigždiniams skrydžiams. Dar mažiau išvystyta yra variklio konstrukcija, kuri naudoja magnetohidrodinaminį efektą, tai yra, pagreitėja dėl sąveikos su tarpžvaigždine plazma. Teoriškai erdvėlaivis galėtų „siurbti“ plazmą viduje ir išmesti ją atgal, kad sukurtų reaktyvinio srauto trauką, tačiau tai kelia dar vieną problemą.

Kaip išgyventi?

Tarpžvaigždinę plazmą pirmiausia sudaro protonai ir helio branduoliai, jei atsižvelgsime į sunkiąsias daleles. Judant šimtų tūkstančių kilometrų per sekundę greičiu, visos šios dalelės įgauna megaelektronvoltų ar net dešimčių megaelektronvoltų energiją – tiek pat, kiek turi gaminiai. branduolinės reakcijos. Tarpžvaigždinės terpės tankis yra apie šimtą tūkstančių jonų kubiniame metre, o tai reiškia, kad per sekundę kvadratinis metras laivo korpuso gaus apie 10 13 protonų, kurių energija siekia dešimtis MeV.

Vienas elektronvoltas, eV,― Tai energija, kurią elektronas įgyja skrisdamas nuo vieno elektrodo prie kito vieno volto potencialų skirtumu. Šviesos kvantai turi šią energiją, o ultravioletiniai kvantai, turintys didesnę energiją, jau gali pažeisti DNR molekules. Radiacija arba dalelės, kurių energija yra megaelektronvoltai, lydi branduolines reakcijas ir, be to, pati gali jas sukelti.

Toks švitinimas atitinka dešimčių džaulių sugertą energiją (darant prielaidą, kad visą energiją sugeria oda). Be to, ši energija ateis ne tik šilumos pavidalu, bet iš dalies gali būti panaudota branduolinėms reakcijoms laivo medžiagoje inicijuoti, kai susidaro trumpalaikiai izotopai: kitaip tariant, pamušalas taps radioaktyvus.

Kai kuriuos krintančius protonus ir helio branduolius gali nukreipti į šalį magnetinis laukas; indukuotą spinduliuotę ir antrinę spinduliuotę gali apsaugoti sudėtingas daugelio sluoksnių apvalkalas, tačiau šios problemos taip pat dar neturi sprendimo. Be to, esminiai sunkumai formos „kurią medžiagą mažiausiai sunaikins švitinimas“ laivo aptarnavimo skrydžio etape pavirs į ypatingomis problemomis – „kaip atsukti keturis 25 varžtus skyriuje, kurio fonas yra penkiasdešimt milisivertų vienam valanda“.

Prisiminkime, kad paskutinio Hablo teleskopo remonto metu astronautams iš pradžių nepavyko atsukti keturių varžtų, kurie tvirtino vieną iš kamerų. Pasitarę su Žeme, jie sukimo momentą ribojantį raktą pakeitė įprastu ir pritaikė žiaurią jėgą. Varžtai pajudėjo iš vietos, kamera sėkmingai pakeista. Jei užstrigęs varžtas būtų pašalintas, antroji ekspedicija būtų kainavusi pusę milijardo JAV dolerių. Arba iš viso to nebūtų įvykę.

Ar yra kokių nors sprendimų?

Mokslinėje fantastikoje (dažnai labiau fantazijoje nei moksle) tarpžvaigždinės kelionės vykdomos „pokosdvės tuneliais“. Formaliai Einšteino lygtys, apibūdinančios erdvėlaikio geometriją, priklausomai nuo masės ir energijos, pasiskirstančios šioje erdvėlaikyje, iš tiesų leidžia kažką panašaus – tik apskaičiuotos energijos sąnaudos dar labiau slegia nei kiekybės įverčiai. raketinis kuras skrydžiui į Proxima Centauri. Ne tik reikia daug energijos, bet ir energijos tankis turi būti neigiamas.

Kyla klausimas, ar įmanoma sukurti stabilų, didelį ir energetiškai įmanomą? kirmgrauža“ – susieta su esminiais klausimais apie visos Visatos sandarą. Vienas iš neišspręstų fizinių problemų yra gravitacijos nebuvimas vadinamajame Standartinis modelis- teorija, apibūdinanti elementariųjų dalelių elgesį ir tris iš keturių pagrindinių fizinės sąveikos. Didžioji dauguma fizikų gana skeptiškai vertina tai, kad kvantinėje gravitacijos teorijoje atsiras vieta tarpžvaigždiniams „šuoliams per hipererdvę“, tačiau, griežtai tariant, niekas nedraudžia ieškoti išeities skrydžiams į žvaigždes.

Ar tikrai galėsime pasiekti nežinomas planetas už Saulės sistemos ribų? Kaip tai netgi įmanoma?

Žinoma, mokslinės fantastikos rašytojai ir filmų kūrėjai yra puikūs, jie atliko gerą darbą. Labai norisi tikėti spalvingomis istorijomis, kai žmonės užkariauja tolimiausius kosmoso kampelius. Deja, kol šis paveikslas taps realybe, turėsime įveikti daugybę apribojimų. Pavyzdžiui, fizikos dėsniai, kaip mes juos matome dabar.

Bet! IN pastaraisiais metais Atsirado kelios savanoriškos ir privačiai finansuojamos organizacijos (Tau Zero Foundation, Icarus Project, Breakthrough Starshot Project), kurių kiekviena siekia sukurti transportą tarpžvaigždiniams skrydžiams ir priartinti žmoniją prie Visatos užkariavimo. Jų viltį ir tikėjimą sėkme sustiprina teigiamos naujienos, pavyzdžiui, Žemės dydžio planeta skrieja aplink žvaigždę Proxima Centauri.

Tarpžvaigždinio erdvėlaivio sukūrimas bus viena iš diskusijų temų lapkritį Sidnėjuje vyksiančiame BBC ateities aukščiausiojo lygio susitikime „Idėjos, kurios keičia pasaulį“. Ar žmogus galės keliauti į kitas galaktikas? Ir jei taip, kokių tipų erdvėlaivių mums reikės?

Kur turėtume eiti?

Kur neapsimoka skristi? Visatoje yra daugiau žvaigždžių nei smėlio grūdelių Žemėje – apie 70 sekstilijonų (tai yra 22 nuliai po septynių) – ir mokslininkai apskaičiavo, kad milijardai jų turi nuo vienos iki trijų planetų orbitoje vadinamojoje „Auksaplaukės“ zonoje. : jie neturi per daug šalto ir ne per karšto. Teisingai .

Nuo pat pradžių iki šiol geriausias kandidatas pirmajam tarpžvaigždiniam skrydžiui buvo mūsų artimiausia kaimynė – trigubų žvaigždžių sistema „Alpha Centauri“. Jis yra 4,37 šviesmečio nuo Žemės. Šiais metais Europos pietinės observatorijos astronomai aptiko Žemės dydžio planetą, skriejančią aplink žvaigždyno raudonąją nykštukę Proksimą Kentaurį. Planeta, pavadinta Proxima b, yra mažiausiai 1,3 karto didesnė už Žemės masę, o orbitos laikotarpis aplink savo žvaigždę yra labai trumpas – vos 11 Žemės dienų. Tačiau ši žinia nepaprastai sujaudino astronomus ir egzoplanetų medžiotojus, nes temperatūros režimas„Proxima b“ tinka skystam vandeniui egzistuoti, ir tai yra rimtas pliusas galimam gyvenimui.

Tačiau yra ir neigiamų pusių: mes nežinome, ar „Proxima b“ turi atmosferą, ir, atsižvelgiant į jos artumą Proxima Centauri (arčiau nei Merkurijus nuo Saulės), ji greičiausiai bus veikiama žvaigždžių plazmos emisijų ir spinduliuotės. Ir jis taip užrakintas potvynio jėgų, kad viena pusė visada atsukta į žvaigždę. Tai, žinoma, gali visiškai pakeisti mūsų idėjas apie dieną ir naktį.

Ir kaip mums ten patekti?

Tai yra 64 trilijonų dolerių klausimas. Net ir toliau Maksimalus greitis, kuri leidžia tobulėti šiuolaikinės technologijos, mes esame 18 tūkstančių metų nuo Proxima B. Ir didelė tikimybė, kad pasiekę tikslą sutiksime ten... mūsų palikuonis Žemėse, kurie jau kolonizavo nauja planeta ir visą šlovę pasiėmė sau. Štai kodėl gilūs protai ir kišenės be dugno išsikelia ambicingą tikslą: rasti greitesnį būdą įveikti didžiulius atstumus.

„Starshot“ proveržis yra kosmoso projektas 100 milijonų dolerių biudžetą finansuoja Rusijos milijardierius Jurijus Milneris. Breakthrough Starshot daugiausia dėmesio skyrė mažyčių nepilotuojamų zondų su lengvomis burėmis, varomomis galingu antžeminiu lazeriu, kūrimui. Idėja tokia erdvėlaivis Pakankamai lengvą burę (vos 1 gramą) galingas šviesos spindulys iš Žemės galėtų reguliariai paspartinti iki maždaug penktadalio šviesos greičio. Tokiu greičiu nanozondai pasieks Alpha Centauri maždaug per 20 metų.

Projekto „Breakthrough Starshot“ kūrėjai tikisi, kad visos technologijos bus miniatiūrizuotos, nes mažytis kosminis zondas turi turėti kamerą, variklius, maitinimo šaltinį, ryšių ir navigacijos įrangą. Viskas tam, kad atvykus pabendrauti: „Žiūrėk, aš čia. Bet ji visai nesisuka“. Milleris tikisi, kad tai veiks ir padės pagrindus kitam, sudėtingesniam tarpžvaigždinių kelionių etapui: žmonių kelionėms.

Ką apie metmenų variklius?

Taip, „Star Trek“ serijoje viskas atrodo labai paprasta: įjunkite metmenų variklį ir skriskite greičiau nei šviesos greitis. Tačiau viskas, ką šiuo metu žinome apie fizikos dėsnius, rodo, kad keliauti greičiau nei šviesos greitis ar net jam lygus yra neįmanoma. Tačiau mokslininkai nepasiduoda: NASA įkvėpė dar vieno įdomaus mokslinės fantastikos variklio ir pradėjo NASA Evolutionary Xenon Thruster (sutrumpintai NEXT) projektą – jonų variklį, galintį pagreitinti erdvėlaivį iki 145 tūkstančių km/h greičio, naudojant tik vieną frakciją. kuro įprastai raketai.

Tačiau net ir tokiu greičiu per vieną žmogaus gyvenimą nepajėgsime nuskristi toli nuo Saulės sistemos. Kol neišsiaiškinsime, kaip dirbti su erdvėlaikiu, tarpžvaigždinės kelionės bus labai, labai lėtos. Galbūt laikas pradėti vertinti laiką, kurį galaktikos klajokliai praleis tarpžvaigždiniame erdvėlaivyje, kaip tiesiog gyvenimą, o ne kaip važiavimą „kosminiu autobusu“ iš taško A į tašką B.

Kaip išgyvensime tarpžvaigždines keliones?

Metmenų varikliai ir jonų varikliai, žinoma, yra labai šaunūs, tačiau visa tai bus mažai naudinga, jei mūsų tarpžvaigždiniai keliautojai mirs nuo bado, šalčio, išsausėjimo ar deguonies trūkumo net nepalikdami saulės sistemos. Tyrinėtoja Rachel Armstrong teigia, kad laikas pagalvoti apie tikros tarpžvaigždinės žmonijos ekosistemos sukūrimą.

„Mes pereiname nuo pramoninio požiūrio prie ekologinės tikrovės vizijos“, – sako Armstrongas.

Niukaslio universiteto (JK) eksperimentinės architektūros profesorius Armstrongas apie „pasaulio“ sąvoką sako: „Kalbama apie gyvenamąją erdvę, o ne tik apie objekto dizainą“. Šiandien erdvėlaivyje ar stotyje viskas sterilu ir atrodo kaip pramoniniame objekte. Armstrongas mano, kad vietoj to turėtume galvoti apie erdvėlaivių aplinkosaugos aspektus: augalus, kuriuos galime auginti laive, ir net dirvožemio tipus, kuriuos pasiimame su savimi. Ji teigia, kad ateityje erdvėlaiviai atrodys kaip milžiniški biomai, pilni organinės gyvybės, o ne kaip šaltos, metalinės šių dienų dėžės.

Ar negalime tiesiog miegoti visą kelią?

Kriomiegas ir žiemos miegas, žinoma, yra geras sprendimas gana nemaloni problema: kaip išlaikyti žmones gyvus kelionėje, kuri trunka daug ilgiau nei ji pati žmogaus gyvenimas. Autorius bent jau Taip jie tai daro filmuose. O kriooptimistų pilnas pasaulis: Alcor Life Extension Foundation saugo daugybę užšaldytų kūnų ir galvų žmonių, kurie tikisi, kad mūsų palikuonys išmoks saugiai atitirpinti žmones ir atsikratyti šiuo metu nepagydomų ligų, tačiau šiuo metu tokios technologijos nepadeda. egzistuoja.

Tokie filmai kaip „Interstellar“ ir tokios knygos kaip Nealo Stephensono „Seveneves“ iškėlė idėją į kosmosą išsiųsti sušaldytus embrionus, kurie galėtų išgyventi net ilgiausią skrydį, nes jiems nereikia valgyti, gerti ar kvėpuoti. Tačiau tai iškelia „vištienos ir kiaušinio“ problemą: kažkas turi prižiūrėti šią besiformuojančią žmoniją nesąmoningame amžiuje.

Taigi ar visa tai tikra?

„Nuo pat žmonijos aušros žiūrėjome į žvaigždes ir nukreipėme į jas savo viltis ir baimes, rūpesčius ir svajones“, – sako Rachel Armstrong..

Pradėjus naujus inžinerinius projektus, tokius kaip Breakthrough Starshot, „svajonė tampa tikru eksperimentu“.

Posakis „Skristi į Mėnulį“ daugeliui iš mūsų sukelia asociacijas, esančias ant fantazijos slenksčio, panašias tik į tokius projektus kaip „Apollo 11“, kuriuo siekiama iškelti žmogų į Mėnulio paviršių. „Breakthrough Starshot Initiative“ nukelia mus daug toliau nei Mėnulis, nes ji siekia keliauti į netoliese esančias saulės sistemas.

Tarpžvaigždinės kelionės:

Jurijaus Milnerio, rusų kilmės milijardieriaus, technonovatoriaus, „Breakthrough Starshot“ sumanymas buvo paskelbė 2016 metų balandžio mėnesį vykusioje spaudos konferencijoje, kurioje dalyvavo tokie garsūs mokslininkai kaip Stephenas Hawkingas ir Freemanas Dysonas. Technologijos esmė tokia: į Žemės orbitą bus patalpinti tūkstančiai plokštelės formos lustų, pritvirtintų prie didelės sidabrinės šviesos burės. Tada ši burė bus tiesiogine prasme nustumta į gilųjį kosmosą lazerio spinduliu, nukreiptu iš žemės.

Vos po dviejų minučių tikslinio lazerio veikimo kosminė burė pasieks 1/5 šviesos greičio – tai 1000 kartų greičiau nei kada nors buvo pasiekti makroskopiniai objektai.

Per dvidešimt metų trunkantį skrydį laivas rinks duomenis apie tarpžvaigždinę erdvę. Pasiekus Alfa Kentauro žvaigždyną borto kamera padarys didelio tikslumo vaizdų seriją ir nusiųs juos į Žemę. Tai suteiks mums galimybę pažvelgti į mūsų artimiausius planetos kaimynus ir suprasti, kaip jie gali būti tinkami kolonizacijai.

„Breakthrough Starshot“ komanda yra tokia pat įspūdinga, kaip ir pati idėja. Direktorių tarybą sudarė Milneris, Hawkingas ir Markas Zuckerbergas. Paskirtas vykdomuoju direktoriumi buvęs vadovas NASA Ames tyrimų centras – Pete'as Wordenas (S. Pete'as Wordenas). Kiti dalyviai – Nobelio premijos laureatai ir kiti projekto Breakthrough patarėjai. Milneris žada investuoti savo 100 milijonų dolerių projektui pradėti ir per ateinančius kelerius metus su kolegų pagalba surinkti dar 10 milijardų.

Iš pirmo žvilgsnio gali atrodyti mokslinė fantastika, nors iš tikrųjų mokslinių kliūčių įgyvendinimui nėra šio projekto. Tai nereiškia, kad viskas įvyks rytoj. Norint, kad proveržis į žvaigždes būtų sėkmingas, būtina padaryti nemažai mokslinių atradimų. Projekto dalyviai ir konsultantai tikisi eksponentinio technologijų augimo, dėl kurio per ateinančius 20 metų bus įmanoma „Breakthrough Starshot“.

Egzoplanetos aptikimas

Egzoplanetai apima visas planetas, esančias už mūsų Saulės sistemos ribų. Nors pirmieji atradimai datuojami 1988 m., 2017 m. gegužės 1 d. buvo aptiktos 3 608 egzoplanetos 2 702 saulės sistemos Oi. Kai kurios planetos labai panašios į mūsiškę, kitos turi nemažai unikalių savybių, pavyzdžiui, žiedai 200 kartų platesni nei mūsų Saturno.

Šio radinių sprogimo priežastis – galingas proveržis tobulinant teleskopines technologijas.

Vos prieš 100 metų didžiausias teleskopas pasaulyje buvo Hooker teleskopas, kurio objektyvas buvo 2,5 metro skersmens. Šiandien Europos pietinė observatorija turi keturių teleskopų kompleksą, kurių kiekvieno skersmuo yra 8,2 metro. Tai laikoma didžiausia antžemine astronomijos studijų struktūra, per dieną išleidžiančia vidutiniškai vieną recenzuojamą mokslinį dokumentą.

Mokslininkai taip pat naudoja MBT () ir specialius įrankius uolėtų planetų paieškai kitų saulės sistemų „gyvenamose“ (leidžiančiose skystą vandenį) zonose. 2016 m. gegužę Čilės mokslininkai, naudodami TRAPPIST (Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope), aptiko septynias Žemės dydžio egzoplanetas gyvenamojoje zonoje.

Tuo tarpu specialiai šiems tikslams sukurtas NASA erdvėlaivis Kepler jau nustatė daugiau nei 2000 egzoplanetų. Kosminis teleskopas Jameso Webbo kosminis teleskopas (JWST), kurį planuojama paleisti 2018 m. spalį, atvers precedento neturinčias galimybes egzoplanetose išbandyti gyvybės buvimą. „Jei šios planetos turi atmosferą, Webb teleskopas bus raktas į jų paslaptis“, – sako NASA egzoplanetų programos mokslininkas Dougas Hudginsas iš jos būstinės Vašingtone.

Paleidimo kaina

„Starshot“ motininis laivas bus pakeltas nuo žemės nešančiosios raketos, o tada išleis į kosmosą tūkstantį mažų plokštelių. Naudingųjų krovinių paleidimo vienkartinėmis raketomis kaina yra per didelė, tačiau tokios kompanijos kaip „SpaceX“ ir „Blue Origin“ rodo realią viltį panaudoti daugkartinio naudojimo raketas, kurios žymiai sumažins paleidimo išlaidas. „SpaceX“ jau sugebėjo sumažinti „Falcon 9“ paleidimo išlaidas 60 mln. Didėjant privačių kosmoso kompanijų daliai pasaulinėje rinkoje, daugkartinio naudojimo raketų paleidimas taps prieinamesnis ir pigesnis.

Žvaigždžių plokštelė

Kiekvienoje 15 mm plokštelėje turės tilpti įvairūs sudėtingi elektroniniai prietaisai, tokie kaip navigatorius, kamera, ryšio lazeris, radioizotopinė baterija, multipleksinė kamera ir sąsajos kamera. Galimybė supakuoti visą erdvėlaivį ant mažos plokštelės paaiškinama eksponentiniu jutiklių ir lustų dydžio sumažėjimu.

1960-aisiais pirmasis kompiuterių lustai susidėjo iš visos saujos tranzistorių. Šiandien, dėka Moore'o dėsnio, į vieną lustą galime sutalpinti milijardus tranzistorių. Pirmasis skaitmeninis fotoaparatas svėrė 8 svarus ir fotografavo 0,01 megapikselio. Dabar skaitmeniniai fotoaparatai, fotografuoti aukštos kokybės 12 megapikselių spalvotus vaizdus, ​​tilpti į išmanųjį telefoną su daugybe kitų jutiklių, tokių kaip GPS, akselerometras ir giroskopas. Atsiradus mažesniems palydovams, teikiantiems geresnius duomenis, matome, kad visi šie patobulinimai taikomi kosmoso tyrinėjimams.

Kad „Starshot“ veiktų sėkmingai, iki 2030 m. lustas turės sverti apie 0,22 gramo. Jei tobulėjimo tempas tęsis, prognozės rodo, kad tai visiškai įmanoma.

Lengva burė

Burė turi būti pagaminta iš medžiagos, kuri gerai atspindi (kad lazeris gautų maksimalų pagreitį), minimaliai sugeriančios (kad nedegtų nuo karščio), taip pat labai lengvos (leidžiančios greitai įsibėgėti). Tai itin sudėtingas derinys ir dar nerasta tinkamos medžiagos.

Dirbtinio intelekto automatizavimo panaudojimas paspartins tokių medžiagų atradimą. Automatizavimo esmė ta, kad mašina galės sugeneruoti dešimčių tūkstančių medžiagų biblioteką testavimui. Tai labai palengvins atrankos užduotį inžinieriams. geriausi variantai moksliniams tyrimams ir plėtrai.

Baterija

Nors Starchip 24 metų kelionei naudos mažytę branduolinio radioizotopo bateriją, mums vis tiek reikės įprastų cheminių lazerių baterijų. Lazeriai per trumpą laiką sunaudos didžiulį energijos kiekį, o tai reiškia, kad galia turi būti kuo arčiau.

Akumuliatoriaus talpa auga vidutiniškai 5-8% per metus; Dažnai to nepastebime, nes proporcingai didėja prietaisų energijos sąnaudos, todėl bendras tarnavimo laikas lieka toks pat. Jei akumuliatorių tobulėjimo dinamika tęsis, po 20 metų jų dabartinė talpa turėtų padidėti 3-5 kartus. Šie lūkesčiai priklauso nuo „Tesla-Solar City“ naujovių, susijusių su investicijomis į akumuliatorių technologijas. Kauai įmonės jau įdiegė apie 55 000 baterijų, kad maitintų didžiąją dalį savo infrastruktūros.

Lazeriai

Burei pagreitinti iki šviesos greičio bus naudojami tūkstančiai galingų lazerių.

Lazerinės technologijos laikėsi Moore'o dėsnio tokiu pat greičiu kaip ir integriniai grandynai, sumažindami savo kainos ir galios santykį per pusę kas 18 mėnesių. Per pastarąjį dešimtmetį ypač išaugo diodinių ir šviesolaidinių lazerių galios mastelis, o pirmieji 2010 m. galėjo išspausti 10 kilovatų iš vienmodio pluošto, o po mėnesių – 100 kilovatų. Kartu su įprastine galia taip pat turime tobulinti fazinio masyvo lazerio sintezės technologijas.

Greitis

Mūsų gebėjimas greitai judėti, greitai judėjo... 1804 metais buvo išrastas pirmasis garvežys, pasiekęs neregėtą 110 km/h greitį. Erdvėlaivis „Helios 2“ šį rekordą sumušė 1976 m., nuo Žemės toldamas 356 040 km/h greičiu. Po 40 metų erdvėlaivis New Horizons pasiekė beveik 45 km/s arba 160 000 km/h heliocentrinį greitį. Tačiau net ir esant tokiam greičiui prireiks labai ilgai, kol nuvyksite į Alfa Kentaurį, esantį už daugiau nei keturių šviesmečių.

Nors dalelių greitintuvuose įprasta pagreitinti subatomines daleles iki šviesos greičio, tai niekada anksčiau nebuvo pasiekta naudojant makroskopinius objektus. Jei „Starshot“ pasiektų tik 20% šviesos greičio, tai reikštų, kad viskas, ką kada nors sukūrė žmogus, pagreitintų 1000 kartų.

Duomenų saugykla

Pagrindas už Kompiuterinė technologija yra galimybė saugoti informaciją. „Starshot“ remiasi tuo, kad ir toliau mažins skaitmeninės atminties sąnaudas ir dydį, siekdama užtikrinti, kad būtų pakankamai talpos programoms ir vaizdams, užfiksuotiems Alpha Centauri sistemoje ir jos planetose, saugoti.

Atminties kaina ištisus dešimtmečius mažėjo eksponentiškai: 1970 m. megabaitas kainavo apie milijoną dolerių; Dabar apie 0,1 cento. Saugyklos dydis taip pat sumažėjo – nuo ​​5 megabaitų kietojo disko, įkrauto su šakiniu krautuvu 1956 m., iki dabar prieinamų 512 gigabaitų USB atmintinių, sveriančių kelis gramus.

Ryšys

Kai bus gauti pirmieji vaizdai, Starchip išsiųs juos į Žemę apdoroti.

Nuo tada, kai 1876 m. Aleksandras Grahamas Bellas išrado telefoną, telekomunikacijos nuėjo ilgą kelią. Vidutinis interneto greitis Jungtinėse Valstijose šiandien yra apie 11 megabitų per sekundę. „Starshot“ siuntimui reikalingas kanalo plotis ir greitis skaitmeniniai vaizdai keturių šviesmečių (arba 20 trilijonų mylių) atstumu reikės naudoti naujausius ryšių pokyčius.

Viena iš perspektyvių technologijų yra Li-Fi, bevielis ryšys 100 kartų greitesnis „Wi-Fi“. Antrasis yra optinės skaidulos, kurios dabar leidžia perduoti 1,125 terabito per sekundę greičiu. Be to, kvantinių ryšių srityje yra pokyčių, kurie yra ne tik itin greiti, bet ir visiškai saugūs.

Duomenų apdorojimas

Paskutinis Starshot projekto žingsnis – iš erdvėlaivio gautų duomenų analizė. Tikimasi, kad per ateinančius 60 metų eksponentiškai padidės skaičiavimo galia, kuri padidės trilijoną kartų.

Spartus šio momento sąnaudų sumažėjimas daugiausia susijęs su debesų kompiuterijos plėtra. Žvelgiant į ateitį, kvantinės informacijos apdorojimo metodai žada tūkstantį kartų padidinti galią, kol bus gauti pirmieji duomenys iš Starshot. Tokie pažangūs procesoriai leis atlikti sudėtingus netoliese esančių žvaigždžių sistemų mokslinius modeliavimus ir analizes.

Prenumeruokite kosminio turizmo naujienas ir sužinokite viską apie tai, kaip skristi į kosmosą dabar! Elonas Muskas pritaria.