вторник, 17 мая 2016 г.

Как построить звездолет?

Журнал Popular Mechanics проектирует корабль, способный доставить экипаж к отдаленной звезде. Дата запуска — 2112 год. Не так давно, в 2012 году, в Хьюстоне собрались ученые, исследователи и просто оптимисты, чтобы принять участие во втором ежегодном симпозиуме 100 Year Starship («Звездолет через сто лет»). Такие симпозиумы проводятся при поддержке Пентагона и NASA, их цель — обсуждение технологий, на основе которых может быть создан межзвездный космический корабль. Вдохновленная смелым проектом редакция Popular Mechanics набросала собственный эскиз космического аппарата. На нем 200 пассажирам предстоит путешествие длиною в 90 лет до Проксимы Центавра, красного карлика, находящегося на расстоянии 4,24 световых года от Земли. Астрономы постоянно открывают во Вселенной подходящие для обитания планеты. Нам лишь остается найти способы до них добраться.


Создание экосистемы

Межзвездные путешествия требуют революционного скачка в развитии пищевой отрасли. В космическом пространстве отсутствует одна деталь — солнечный свет. Ученые Космического центра им. Кеннеди тщательно подбирают длину волны светодиодов для вызревания определенных культур. Сельское хозяйство в космосе требует основательного изучения микроорганизмов, которые поддерживают растения. «Как вы будете обновлять почву?» — спрашивает бывший астронавт NASA Мэй Джемисон, чей фонд руководит правительственным проектом 100 Year Starship. Чтобы это выяснить, астронавты используют специальную камеру на МКС с целью определения наиболее комфортных условий для растений, микроорганизмов и насекомых.

Общие сведения

«Все те знания, которые потребуются для полета к звездам, пригодятся нам и для выживания на Земле». Мэй Джемисон, бывший астронавт NASA
Определить пункт назначения

Какая же цель будет у этого грандиозного приключения? С использованием мощных орбитальных телескопов астрономы каждый год обнаруживают сотни экзопланет. Подсчитано, что половина из всех 150 000 звезд, исследованных космическим телескопом Kepler, имеет планеты, размером равные Земле или чуть больше.

Однако ученые все еще не выяснили, вращаются ли подобные планеты вокруг красного карлика Проксимы Центавра, ближайшей к нашей Солнечной системе звезды. Возможно, найти ответ на этот вопрос удастся после запуска на орбиту в 2018 году принадлежащего NASA космического телескопа James Webb. Этот аппарат сможет уловить малейшие изменения в интенсивности света звезды, указывающие на наличие планет.

Двигатель

Hof оборудован плазменным двигателем с термоядерным реактором. На плазменные двигатели возлагаются большие надежды. В прошлом году техасская компания Ad Astra подписала соглашение с NASA о тестировании образца такого двигателя, работающего на солнечной энергии. Испытания запланированы на 2015 год на МКС. В надежде на освоение в будущем энергии термоядерного синтеза мы включаем термоядерный реактор в конструкцию звездолета. (О перспективах термоядерной энергии для межзвездных путешествий читайте в статье «Звездные корабли», «ПМ» № 4‘2013.)

Принцип работы плазменного двигателя
Микроволны  нагревают изотопы водорода до 600 млн кельвинов, создавая при этом плазму. Мощные магниты  удерживают сверхгорячую плазму и сжимают ее так, что начинается реакция термоядерного синтеза. При этом высвобождается колоссальное количество энергии. Магнитные поля направляют могучий поток продуктов синтеза к магнитным соплам , разгоняя корабль до невероятных 12% от скорости света.
Высадка на чужой планете

Команда корабля запускает маленькие скоростные исследовательские зонды для выяснения деталей о планетах Проксимы Центавра. Обмен данными идет с помощью лазеров, функционирующих на частотах видимой области спектра. Ключевой вопрос состоит в том, есть ли жизнь в этой планетной системе. Издавна ученые полагали, что красные карлики и планеты, пригодные для жизни, несовместимы, поскольку первые испускают смертоносное рентгеновское излучение, разрушающее атмосферу.

И все же в 2012 году с помощью европейского спектрографа HARPS было изучено 102 красных карлика и выяснено, что 41% из них может обладать годными для жизни планетами. А спутники больших планет, вращающихся вокруг красных карликов, могут иметь достаточные размеры для удержания атмосферы. Кто знает, возможно, люди не будут обречены на исчезновение, когда иссякнут ресурсы нашего Солнца. Нам выпадет шанс стать постоянными обитателями Вселенной.

Что носить?

На звездолете даже пустяковые по земным меркам проблемы могут стать трудноразрешимой задачей. Карл Аспелунд, ассистент-профессор Университета штата Род-Айленд, участвующий в симпозиуме 100YSS, обращает внимание на вопросы одежды во время длительной космической миссии. «Астронавты на МКС просто выбрасывают старую одежду. Для длительных полетов этот способ не подходит, — заявляет он. — Вероятно, нам необходимо переосмыслить, что значит для нас быть одетыми. Может быть, нам придется не одеваться, а покрывать себя чем-то? Пока это звучит дико, но если мы соберемся покидать Землю, то придется подумать и о таком варианте».

Безопасность Основной риск для команды корабля — космическая радиация. Она может стать угрозой и для следующих поколений, нарушив структуры ДНК. Компания Advanced Magnet Lab, производящая томографы, получила грант NASA на исследование использования магнитных полей для отталкивания опасных частиц. Другая опасность — слабая гравитация, влияющая на обмен веществ и замедляющая заживление ран. Ронке Олабиси, профессор биоинженерии Университета Ратгерса, разрабатывает сыворотку, ускоряющую процессы заживления ран и регенерации внутренних органов. Результаты этой работы помогут не только астронавтам, но и миллионам пациентов с хроническими ранами.

Комментариев нет:

Отправить комментарий