10 способов покорить космос, которые могут однажды сработать

Интересно

Люди давно мечтают о путешествиях на далекие планеты; та же проблема рассматривается в научной фантастике более века. На самом деле, есть много проблем, которые нам мешают, в том числе отсутствие адекватных технологий. Но это не мешает ученым теоретизировать возможные способы покорения космоса, которые однажды могут стать вполне реальными.

Ионные двигатели

ионные двигатели вряд ли будут чем-то новым для поклонников «Звездных войн», поскольку они пилотировались СИД-истребителями. Это также устоявшаяся технология, используемая космическим кораблем Dawn, запущенным в сентябре 1997 года, для изучения карликовых планет Веста и Церера.

Ионные двигатели работают, когда атомы ксенона бомбардируются электронами с образованием ионов. В задней части двигателя расположены проволочные сетки, заряженные до 1000 вольт, которые выбрасывают ионы с огромной скоростью. Тяга довольно мала, но поскольку космос – это среда без трения и невесомости, она постоянно увеличивается. Dawn развивает максимальную скорость 38 600 км / ч.

Ионные двигатели требуют минимального расхода топлива. Они в 10 раз эффективнее химических двигателей. Они получают энергию от больших солнечных панелей, поэтому нет необходимости строить хранилище топлива. Теоретически он также обеспечивает ионные двигатели – неиссякаемый источник энергии.

Текущая проблема ионных двигателей заключается в том, что они слишком медленные, чтобы нести людей. Их можно было использовать, например, для перевозки оборудования и припасов в марсианские колонии.

Bussard Ramjet

Как упоминалось выше, одна из самых больших проблем для космических путешествий – это количество необходимого топлива. Для решения этой проблемы в 1960-х годах было предложено создать так называемый Bussard Interstellar Ramjet.

10 способов покорить космос, которые однажды могут сработать

Идея состоит в том, что космический корабль улавливает протоны, рассеянные по Вселенной, когда он путешествует. Если эти протоны могут быть синтезированы, космический корабль, по сути, пилотирует ядерную ракету.

правда, с концепцией Ramjet есть ряд проблем. Вы можете поднять только определенное количество протонов, и по мере того, как протоны собираются, также будет возникать значительное сопротивление. Кроме того, возникает небольшой вопрос о создании стабильно работающего устройства ядерного синтеза.

Движение на ядерном импульсе

Идея использования ядерной энергии для запуска космических кораблей возникла в 1950-х годах. Проект Orion был инициативой НАСА, решившего построить корабль размером с хороший небоскреб, запущенный взрывом ядерной бомбы внизу. Вы уже начинаете догадываться о проблемах, связанных с проектом. Для начала, после этого проекта должно остаться огромное количество радиации, а сами космонавты получат радиационное отравление.

Читайте также:  «Власти скрывают»: кто и почему верит в теории заговора

Когда бомба взорвется, она создаст электромагнитный импульс, который разрушит бортовую электронику. И это в том случае, если запуск все же будет успешным и не приведет к летальным потерям. Проект Орион рассматривался в основном потому, что он мог доставить нас на Марс за три месяца. Нормальному кораблю понадобится восемнадцать.

Очевидно, что Проект Орион мертв, но идея, стоящая за ним, сохранилась. «Вояджер-1», «Вояджер-2» и «Кассини» использовали в своих полетах форму ядерной энергии, основанную на распаде плутония, превращая его в электричество. К сожалению, запасы необходимого плутония на нашей планете исчерпаны и начать воспроизводство достаточно сложно, так как это побочный продукт создания ядерных бомб.

Движение на лазерных лучах

Аэрокосмический инженер Лейк Мирабо придумал использовать лазерное движение в 1988 году, когда работал над проектом противоракетной обороны «Звездных войн». Аппарат Мирабо должен был быть коническим. Мощный лазерный луч будет испускаться из узкого конца конуса, содержащего параболический отражатель.

Это нагреет воздух внутри до 30 000 градусов, что приведет к взрывам, создающим тягу. Мирабо считал, что такое устройство появится в ближайшие 20 лет, но его коллеги отнеслись к этой идее скептически.

Межзвездный аппарат «Дедал»

Британское межпланетное общество проводило исследования в течение пяти лет, начиная с 1973 года, изучая возможность отправки людей на Звезду Барнарда, которая находится в шести световых годах от нас. Их решением стал межпланетный космический корабль «Дедал». Дедал был гигантским космическим кораблем, размером с хороший небоскреб, и, несомненно, был собран на орбите Земли.

10 способов покорить космос, которые однажды могут сработать

Как и Project Orion, он должен был использовать термоядерные двигатели. Топливные таблетки будут впрыскиваться с высокой скоростью в реакционную камеру, где пучки электронов высокой энергии воспламенит их. Первая ступень должна была поднять с Земли 46 тысяч тонн топлива, вторая – небольшую часть корабля с 4 тысячами тонн топлива. В качестве топлива должен был использоваться гелий-3.

Гелий-3 невероятно редок на Земле, но считается, что его гораздо больше на Луне; также можно найти в космических облаках. На сбор необходимой суммы уйдет 20 лет. Гелий-3 также очень трудно воспламенить в качестве топлива, так как он требует много тепла. Но если бы проект закончился, устройство разогналось бы до 12,2% скорости света и достигло бы звезды Барнарда через 50 лет.

Читайте также:  Математики работают над теорией, которая может доказать, что у Вселенной есть сознание

В 2009 году начались исследования в рамках проекта «Икар», который должен показать, какими могут стать межзвездные путешествия после стольких лет научного прогресса.

Верхом на астероиде

Одной из самых больших проблем космических путешествий остается воздействие космических лучей. Если человеку потребуется 1000 дней, чтобы добраться до Марса, он получит такое излучение, что вероятность развития рака увеличится от 1 до 19 процентов.

Космический корабль сделан из легких материалов, а радиационные экраны слишком тяжелые. Поэтому профессор физики Массачусетского технологического института считает, что лучший способ путешествовать на большие расстояния – это приземлиться на астероид и создать туннель под его поверхностью.

Чтобы план сработал, астероид должен иметь ширину 10 метров и находиться в пределах нескольких миллионов километров от Земли и Марса. На данный момент известно пять из этих астероидов, и все они пройдут близко к Земле к 2100 году. Путешествие будет односторонним, поскольку нет астероидов, летающих вперед и назад. Однако новые открытия происходят постоянно, поэтому, возможно, мы найдем астероид, летящий с Марса к нам в нужное время.

Солнечный парус

Хотя по сегодняшним меркам паруса вряд ли являются высокотехнологичными, они получили хорошее обновление в космическом контексте. Вместо использования ветра эти паруса будут использовать энергию солнца. Солнечные паруса придадут космическому кораблю небольшую тягу, но поскольку в космосе нет трения, эти паруса будут постепенно увеличивать скорость.

10 способов покорить космос, которые однажды могут сработать

Например, солнечный парус шириной 400 метров может преодолевать более двух миллиардов километров в год. Это быстрее, чем может пройти корабль с химическим двигателем. Тоже было бы дешевле.

Конструкции солнечных парусов также не редкость. Один из НАСА называется Санджаммер в честь рассказа Артура Кларка. Парус Sunjammer может быть изготовлен из каптона, иметь толщину пять микрон, вес менее 20 килограммов, а в упаковке он может быть размером со стиральную машину.

Другой вариант, созданный в честь Карла Сагана, как ожидается, скоро выйдет на орбиту. Существует также теория, что солнечный парус может доставить космический корабль в другую солнечную систему. Такой парус будет размером с большой город, а его активным центром будет мощный лазер.

Читайте также:  Откуда масса у тёмной материи?

Магнитный парус

Большая часть протонов и электронов, испускаемых Солнцем, колеблется от 400 до 600 километров в секунду. Магнитный планер мог использовать их энергию и отскакивать от них. Кольцо из проводящего материала может создавать магнитное поле, перпендикулярное солнечному ветру, и это будет двигать лодку в желаемом направлении.

10 способов покорить космос, которые однажды могут сработать

Проблема в том, что магнитный парус должен быть длиной 100 километров. Технологии, которые позволят сделать парус из сверхпроводящего материала такого размера и поддерживать необходимую температуру, сейчас просто недоступны. Магнитные паруса остаются теорией до развития технологий.

Червоточина

Кротовые норы, зародившиеся в научной фантастике, вдохновляли людей с момента их появления в теории в 1921 году. Хотя их существование было признано, прямых доказательств этого пока не найдено. По сути, червоточины – это туннели в космосе, через которые теоретически может пройти объект. В то же время червоточины нестабильны: если кто-то захочет пройти через одну, ее стены могут рухнуть.

Чтобы безопасно пройти через червоточину, космический корабль должен использовать силу антигравитации. Физики считают, что мы просто не соберем достаточно энергии. Если есть червоточина, через которую люди могут пройти, то это определенно не в природе; однако достаточно развитая цивилизация могла его построить. Так что, пока мы не встретимся или не построим ее, червоточина останется научной фантастикой.

Варп-двигатель

Популяризованная Star Trek, идея варп-двигателя позволяет вам буквально путешествовать со скоростью, превышающей скорость света, не нарушая законов физики. Однако ученые верят в возможность его реализации. Физику Мигелю Алькубьерру впервые пришла в голову идея: создать космический корабль в форме мяча для регби с плоским кольцом вокруг него. Правда, чтобы корабль мог летать, вам понадобится сфера антивещества размером с Юпитер.

10 способов покорить космос, которые однажды могут сработать

Чтобы сделать такой космический корабль возможным, Гарольд Уайт из НАСА внес изменения в конструкцию. Теоретически его модифицированный корабль потребует гораздо меньше антивещества, порядка 500 килограммов. Он сможет искривлять пространство-время и достигать 10-кратной скорости света. Путь к ближайшей звезде займет четыре-пять месяцев.

К сожалению, антивещество крайне нестабильно. Только треть грамма антивещества может высвободить столько энергии, сколько было высвобождено при бомбардировке Хиросимы. Антивещество в проекте Уайта будет извлечено из 1,5 миллионов Хиросимы, чего будет достаточно, чтобы уничтожить Землю.

Один источник

Оцените статью
Добавить комментарий