السفر بين النجوم ليس خيالا علميا. إيفان كورزنيكوف: حقائق الرحلات الجوية بين النجوم اتصال الطيران بين النجوم بالأرض

حركيات الرحلات بين النجوم

دع الرحلة إلى هناك ورحلة العودة تتكون من ثلاث مراحل: تسارع متسارع بشكل منتظم، طيران بسرعة ثابتة وتباطؤ متسارع بشكل منتظم.

الوقت المناسب لأي ساعة له الشكل:

أين هي سرعة هذه الساعة. الساعات الأرضية ثابتة ()، وتوقيتها الصحيح يساوي التوقيت الإحداثي. ساعات رواد الفضاء لها سرعات متغيرة. نظرًا لأن جذر التكامل يظل أقل من الوحدة طوال الوقت، فإن وقت هذه الساعات، بغض النظر عن الشكل الصريح للدالة، دائمًا ما يكون أقل. نتيجة ل.

إذا تم تسريع التسارع والتباطؤ بشكل موحد نسبيًا (مع معلمة التسارع الذاتي) أثناء ، وكانت الحركة المنتظمة ، فسوف يمر الوقت وفقًا لساعة السفينة:

فكر في رحلة افتراضية إلى النظام النجمي Alpha Centauri، البعيد عن الأرض على مسافة 4.3 سنة ضوئية. إذا تم قياس الزمن بالسنوات والمسافات بالسنوات الضوئية، فإن سرعة الضوء تساوي الوحدة، ووحدة التسارع في السنة/السنة² قريبة من تسارع الجاذبية وتساوي تقريبًا 9.5 م/ث².

دع المركبة الفضائية تتحرك في منتصف الطريق بوحدة التسارع، ودعها تبطئ النصف الثاني بنفس التسارع (). ثم تستدير السفينة وتكرر مرحلتي التسارع والتباطؤ. في هذه الحالة، ستكون مدة الرحلة في الإطار المرجعي للأرض حوالي 12 عامًا، بينما ستمر 7.3 سنوات وفقًا للساعة الموجودة على السفينة. وستصل السرعة القصوى للسفينة إلى 0.95 من سرعة الضوء.

خلال 64 عامًا من وقتها، يمكن لمركبة فضائية ذات وحدة تسارع أن تسافر (تعود إلى الأرض) إلى مجرة ​​المرأة المسلسلة، التي تبعد 2.5 مليون سنة ضوئية. سنين . سوف تمر على الأرض حوالي 5 ملايين سنة خلال هذه الرحلة. تطوير تسارع مضاعف (وهو ما يمكن أن يعتاد عليه الشخص المدرب بسهولة إذا تم استيفاء عدد من الشروط واستخدام عدد من الأجهزة، على سبيل المثال، الرسوم المتحركة المعلقة)، ويمكن للمرء حتى التفكير في رحلة استكشافية إلى الحافة المرئية للكون (حوالي 14 مليار سنة ضوئية)، وهو ما سيستغرق رواد الفضاء حوالي 50 سنة؛ ومع ذلك، بعد العودة من هذه البعثة (بعد 28 مليار سنة على مدار الساعة الأرضية)، يخاطر المشاركون بعدم العثور على قيد الحياة ليس فقط الأرض والشمس، ولكن حتى مجرتنا. بناءً على هذه الحسابات، لكي يتجنب رواد الفضاء الصدمات المستقبلية عند عودتهم إلى الأرض، يجب ألا يتجاوز نصف القطر المعقول لإمكانية الوصول لبعثات العودة بين النجوم عدة عشرات من السنين الضوئية، ما لم يكن هناك بالطبع أي مبادئ فيزيائية جديدة بشكل أساسي للحركة في الفضاء. -يتم اكتشاف الوقت. ومع ذلك، فإن اكتشاف العديد من الكواكب الخارجية يعطي سببًا للاعتقاد بأن أنظمة الكواكب توجد بالقرب من نسبة كبيرة بما فيه الكفاية من النجوم، لذلك سيكون لدى رواد الفضاء ما يمكنهم استكشافه في هذا نصف القطر (على سبيل المثال، أنظمة الكواكب ε Eridani وGliese 581).

مدى ملاءمة أنواع مختلفة من المحركات للرحلات بين النجوم

تم النظر في مدى ملاءمة أنواع مختلفة من المحركات للطيران بين النجوم في اجتماع لجمعية الكواكب البريطانية في عام 1973 من قبل توني مارتن. يتميز المحرك الصاروخي الكهربائي الذي يعمل بالطاقة النووية بتسارع قليل، لذا سيستغرق الأمر قرونًا للوصول إلى السرعة المطلوبة، مما يسمح باستخدامه فقط في سفن التوليد. تتمتع المحركات النووية الحرارية من نوع نيرفا بكمية كافية من الدفع، ولكن سرعة عادم الكتلة العاملة منخفضة، حوالي 5-10 كم/ثانية، لذا فإن التسارع إلى السرعة المطلوبة سيتطلب كمية هائلة من الوقود. وبالتالي، فإن السفينة التي تحتوي على مثل هذا المحرك ستكون أبطأ بعدة مرات من السفينة ذات المحرك الكهربائي. ستستغرق الرحلة إلى نجم مجاور على مثل هذه السفينة عشرات ومئات الآلاف من الآلاف من السنين (الرحلة إلى Alpha Centauri بسرعة 30 كم / ثانية ستستغرق 40 ألف سنة). سيتطلب المحرك النفاث التضاغطي قمعًا بقطر كبير لتجميع الهيدروجين المخلخل بين النجوم، والذي تبلغ كثافته ذرة واحدة لكل سنتيمتر مكعب. إذا تم استخدام مجال كهرومغناطيسي فائق القوة لتجميع الهيدروجين بين النجوم، فإن أحمال القوة على ملف التوليد ستكون كبيرة جدًا بحيث يبدو التغلب عليها غير مرجح حتى بالنسبة للتكنولوجيا المستقبلية.

مشاريع الرحلات بين النجوم

مشاريع الصواريخ الفضائية

مشروع "أوريون"

تبين أن سفينة الصواريخ التابعة لمشروع ديدالوس ضخمة جدًا لدرجة أنه يتعين بناؤها في الفضاء الخارجي. كان من المفترض أن يبلغ وزنه 54 ألف طن (كل الوزن تقريبًا عبارة عن وقود صاروخي) ويمكن أن يتسارع إلى 7.1٪ من سرعة الضوء، ويحمل حمولة تزن 450 طنًا، على عكس مشروع أوريون المصمم لاستخدام القنابل الذرية الصغيرة، مشروع ديدالوس تضمنت استخدام قنابل هيدروجينية مصغرة بمزيج من الديوتيريوم والهيليوم -3 ونظام إشعال يستخدم أشعة الإلكترون. لكن المشاكل التقنية الضخمة والمخاوف بشأن الدفع النووي كانت تعني تأجيل مشروع ديدالوس أيضًا إلى أجل غير مسمى.

تم استخدام الأفكار التكنولوجية لديدالوس في مشروع المركبة الفضائية النووية الحرارية إيكاروس.

مشاريع السفن الفضائية التي يكون دفعها هو ضغط الموجات الكهرومغناطيسية.

في عام 1971، في تقرير لماركس في ندوة في بيوراكان، تم اقتراح استخدام أشعة الليزر السينية للسفر بين النجوم. تم التحقيق في إمكانية استخدام هذا النوع من الدفع لاحقًا بواسطة وكالة ناسا. ونتيجة لذلك، تم التوصل إلى الاستنتاج التالي: "إذا تم العثور على إمكانية إنشاء ليزر يعمل في نطاق الطول الموجي للأشعة السينية، فيمكننا التحدث عن التطور الحقيقي للطائرة (التي يتم تسريعها بواسطة شعاع مثل هذا الليزر)" والتي ستكون قادرة على تغطية المسافات إلى أقرب النجوم بشكل أسرع بكثير من جميع الأنظمة المعروفة حاليًا التي تعمل بالطاقة الصاروخية. وتظهر الحسابات أنه باستخدام النظام الفضائي الذي تناولناه في هذا العمل، من الممكن الوصول إلى النجم ألفا سنتوري... في حوالي 10 سنوات."

في عام 1985، اقترح ر. فوروارد تصميم مسبار بين النجوم يتم تسريعه بواسطة طاقة الموجات الدقيقة. ويتصور المشروع أن المسبار سيصل إلى أقرب النجوم خلال 21 عاما.

في المؤتمر الفلكي الدولي السادس والثلاثين، تم اقتراح مشروع لمركبة فضائية ليزر، يتم توفير حركتها بواسطة طاقة الليزر الضوئية الموجودة في مدار حول عطارد. ووفقا للحسابات، فإن طريق مركبة فضائية بهذا التصميم إلى النجم إبسيلون إريداني (10.8 سنة ضوئية) والعودة سيستغرق 51 عاما.

ميزة المراكب الشراعية الشمسية هي عدم وجود وقود على متنها. عيبه هو عدم القدرة على استخدام الشراع للعودة إلى الأرض، لذلك فهو جيد لإطلاق مجسات ومحطات وسفن شحن أوتوماتيكية، ولكنه قليل الفائدة لرحلات العودة المأهولة (أو سيحتاج رواد الفضاء إلى استخدام ليزر ثانٍ مع احتياطي الوقود للتركيب في الوجهة، وهو ما ينفي في الواقع جميع مزايا المراكب الشراعية).

محركات الإبادة

تظهر الحسابات النظرية التي أجراها الفيزيائيان الأمريكيان رونان كين ووي مينغ تشانغ أنه استنادا إلى التقنيات الحديثة، من الممكن إنشاء محرك إبادة قادر على تسريع مركبة فضائية إلى 70٪ من سرعة الضوء. المحرك الذي اقترحوه أسرع من التطورات النظرية الأخرى بسبب تصميم الفوهة الخاص. لكن المشاكل الرئيسية في صنع صواريخ التدمير ( إنجليزي) مع هذه المحركات يتم إنتاج الكمية المطلوبة من المادة المضادة، وكذلك تخزينها. اعتبارًا من مايو 2011، كان وقت التخزين القياسي لذرات الهيدروجين المضاد 1000 ثانية (~ 16.5 دقيقة). قدرت وكالة ناسا في عام 2006 أن تكلفة إنتاج مليجرام من البوزيترونات تبلغ حوالي 25 مليون دولار أمريكي. غرام واحد من الهيدروجين المضاد سيكلف 62.5 تريليون دولار، وفقا لتقديرات عام 1999.

المحركات النفاثة النفاثة التي تعمل بالهيدروجين بين النجوم

المكون الرئيسي لكتلة الصواريخ الحديثة هو كتلة الوقود التي يحتاجها الصاروخ للتسارع. إذا تمكنا بطريقة أو بأخرى من استخدام البيئة المحيطة بالصاروخ كسوائل عمل ووقود، فيمكننا تقليل كتلة الصاروخ بشكل كبير وبالتالي تحقيق سرعات عالية.

عيب آخر للمحرك النفاث النووي الحراري هو السرعة المحدودة التي يمكن أن تصل إليها السفينة المجهزة به (لا تزيد عن 0.119 ج= 35.7 ألف كم/ث). ويرجع ذلك إلى حقيقة أنه عند التقاط كل ذرة هيدروجين (والتي يمكن اعتبارها، كتقريب أولي، ثابتة بالنسبة للنجوم)، تفقد السفينة زخمًا معينًا، والذي لا يمكن تعويضه عن طريق دفع المحرك إلا إذا لم تنخفض السرعة. تتجاوز حدا معينا. للتغلب على هذا القيد، من الضروري الاستفادة من الطاقة الحركية للذرات المحتجزة على أكمل وجه قدر الإمكان، والتي تبدو مهمة صعبة إلى حد ما.

لنفترض أن الشاشة التقطت 4 ذرات هيدروجين. عندما يعمل مفاعل الاندماج النووي، يتم تحويل أربعة بروتونات إلى جسيم ألفا واحد، واثنين من البوزيترونات، واثنين من النيوترينوات. للتبسيط، سنهمل النيوترينوات (مع الأخذ في الاعتبار أن النيوترينوات ستتطلب حسابًا دقيقًا لجميع مراحل التفاعل، وتكون الخسائر الناجمة عن النيوترينوات حوالي بالمائة)، ونفني البوزيترونات مع بقاء 2 إلكترون من ذرات الهيدروجين بعد إزالة البروتونات منها. . سيتم استخدام إلكترونين آخرين لتحويل جسيم ألفا إلى ذرة هيليوم محايدة، والتي، بفضل الطاقة الواردة من التفاعل، سيتم تسريعها في فوهة المحرك.

معادلة التفاعل النهائية دون الأخذ في الاعتبار النيوترينوات:

4 تحرير] محرك الفوتون على أحاديات القطب المغناطيسي

إذا كانت بعض النظريات الموحدة الكبرى صحيحة، مثل نموذج هوفت-بولياكوف، فمن الممكن بناء محرك فوتون لا يستخدم المادة المضادة، حيث يمكن لأحادي القطب المغناطيسي أن يحفز افتراضيًا اضمحلال البروتون إلى بوزيترون وبوزيترون. π 0 ميسون:

يتحلل π 0 بسرعة إلى فوتونين، ويفني البوزيترون مع الإلكترون، ونتيجة لذلك تتحول ذرة الهيدروجين إلى 4 فوتونات، وتبقى مشكلة المرآة فقط دون حل.

يمكن أيضًا لمحرك الفوتون المعتمد على أحاديات القطب المغناطيسي أن يعمل في دائرة التدفق المباشر.

وفي الوقت نفسه، فإن معظم النظريات الموحدة الكبرى الحديثة لا تتضمن أحاديات القطب المغناطيسي، مما يلقي ظلالاً من الشك على هذه الفكرة الجذابة.

أنظمة مكابح السفن بين النجوم

تم اقتراح عدة طرق:

1. الكبح على المصادر الداخلية - الصاروخ

2. الكبح بسبب شعاع الليزر المرسل من النظام الشمسي.

3. فرملة المجال المغناطيسي باستخدام شراع زوبرين المغناطيسي على الموصلات الفائقة.

سفن الجيل

السفر بين النجوم ممكن أيضًا باستخدام السفن الفضائية التي تطبق مفهوم "سفن الأجيال" (على سبيل المثال، مثل مستعمرات أونيل). في مثل هذه السفن الفضائية، يتم إنشاء وصيانة محيط حيوي مغلق، قادر على الحفاظ على نفسه وإعادة إنتاجه لعدة آلاف من السنين. تتم الرحلة بسرعة منخفضة وتستغرق وقتا طويلا جدا، تمكنت خلالها أجيال عديدة من رواد الفضاء من التغيير.

خطر بيئي

تم فحص هذه المشكلة بالتفصيل من قبل إيفان كورزنيكوف في مقال "حقائق الرحلات الجوية بين النجوم". سيحدث الاصطدام بالغبار بين النجوم بسرعات قريبة من الضوء وسيشبه التأثير المادي انفجارات صغيرة. عند السرعات التي تزيد عن 0.1 درجة مئوية، يجب أن يبلغ سمك الشاشة الواقية عشرات الأمتار وكتلة مئات الآلاف من الأطنان. لكن هذه الشاشة لن ​​تحمي إلا بشكل موثوق من الغبار بين النجوم. سيكون للتصادم مع نيزك عواقب وخيمة. يعطي إيفان كورزنيكوف حسابات مفادها أنه عند سرعة تزيد عن 0.1 درجة مئوية، لن يكون لدى المركبة الفضائية الوقت لتغيير مسار الرحلة وتجنب الاصطدام. يعتقد إيفان كورزنيكوف أن المركبة الفضائية ستنهار بسرعة أقل من الضوء قبل أن تصل إلى هدفها. في رأيه، السفر بين النجوم ممكن فقط بسرعات أقل بكثير (تصل إلى 0.01 درجة مئوية).

الطاقة والموارد

ستتطلب الرحلة بين النجوم احتياطيات كبيرة من الطاقة والموارد التي يجب أن تحملها معك. وهذه إحدى المشكلات التي لم تتم دراستها كثيرًا في مجال الملاحة الفضائية بين النجوم.

على سبيل المثال، فإن المشروع الأكثر تطورًا حتى الآن، "ديدالوس" بمحرك نووي حراري نابض، سيصل إلى نجم بارنارد (ست سنوات ضوئية) في نصف قرن، حيث ينفق 50 ألف طن من الوقود النووي الحراري (خليط من الديوتيريوم والهيليوم -3). وتوصيل كتلة مفيدة قدرها 4 آلاف طن إلى الهدف

تنقل التقنيات والاكتشافات الحديثة استكشاف الفضاء إلى مستوى جديد تمامًا، لكن السفر بين النجوم لا يزال حلمًا. لكن هل هذا غير واقعي ولا يمكن تحقيقه؟ ماذا يمكننا أن نفعل الآن وماذا نتوقع في المستقبل القريب؟

وباستخدام تلسكوب كيبلر، اكتشف علماء الفلك بالفعل 54 كوكبًا خارجيًا يحتمل أن تكون صالحة للحياة. هذه العوالم البعيدة تقع في المنطقة الصالحة للسكن، أي. على مسافة معينة من النجم المركزي، مما يسمح بالحفاظ على الماء في صورة سائلة على سطح الكوكب.

ومع ذلك، فإن الإجابة على السؤال الرئيسي، ما إذا كنا وحدنا في الكون، من الصعب الحصول عليها - بسبب المسافة الهائلة التي تفصل بين النظام الشمسي وأقرب جيراننا.

على سبيل المثال، يقع الكوكب "الواعد" Gliese 581g على مسافة 20 سنة ضوئية - وهذا قريب بما فيه الكفاية بالمعايير الكونية، ولكنه لا يزال بعيدًا جدًا بالنسبة للأدوات الأرضية.

إن وفرة الكواكب الخارجية ضمن دائرة نصف قطرها 100 سنة ضوئية أو أقل من الأرض والاهتمام العلمي وحتى الحضاري الهائل الذي تمثله للبشرية يجبرنا على إلقاء نظرة جديدة على فكرة السفر بين النجوم الرائعة حتى الآن.

أرز. 1. النجوم الأقرب إلى نظامنا الشمسي.

إن الرحلة إلى نجوم أخرى هي بالطبع مسألة تقنية. علاوة على ذلك، هناك العديد من الاحتمالات لتحقيق هذا الهدف البعيد، ولم يتم الاختيار بعد لصالح طريقة أو أخرى.

إفساح المجال للطائرات بدون طيار

لقد أرسلت البشرية بالفعل مركبات بين النجوم إلى الفضاء: مجسات بايونير وفوياجر. حاليا، لقد غادروا النظام الشمسي، لكن سرعتهم لا تسمح لنا بالحديث عن أي إنجاز سريع للهدف. وبالتالي، فإن فوييجر 1، التي تتحرك بسرعة حوالي 17 كم/ثانية، ستطير حتى إلى أقرب نجم بروكسيما سنتوري (4.2 سنة ضوئية) لفترة طويلة بشكل لا يصدق - 17 ألف سنة.

من الواضح أنه باستخدام محركات الصواريخ الحديثة، لن نصل إلى أي مكان أبعد من النظام الشمسي: لنقل كيلوغرام واحد من البضائع حتى إلى بروكسيما سنتوري القريب، نحتاج إلى عشرات الآلاف من الأطنان من الوقود. وفي الوقت نفسه، مع زيادة كتلة السفينة، تزداد كمية الوقود المطلوبة، ويلزم وقود إضافي لنقلها. الحلقة المفرغة التي تضع حدًا لخزانات الوقود الكيميائي - يبدو أن بناء مركبة فضائية تزن مليارات الأطنان مهمة لا تصدق على الإطلاق. توضح الحسابات البسيطة باستخدام صيغة تسيولكوفسكي أن تسريع المركبات الفضائية المدفوعة كيميائيًا إلى حوالي 10% من سرعة الضوء سيتطلب وقودًا أكثر مما هو متوفر في الكون المعروف.

ينتج تفاعل الاندماج النووي طاقة لكل وحدة كتلة في المتوسط ​​مليون مرة أكثر من عمليات الاحتراق الكيميائي. ولهذا السبب وجهت وكالة ناسا اهتمامها في السبعينيات إلى إمكانية استخدام محركات الصواريخ النووية الحرارية. تضمن مشروع مركبة ديدالوس الفضائية غير المأهولة إنشاء محرك يتم فيه إدخال كريات صغيرة من الوقود النووي الحراري إلى غرفة الاحتراق وإشعالها بواسطة أشعة الإلكترون. تطير منتجات التفاعل النووي الحراري من فوهة المحرك وتعطي تسارعًا للسفينة.

أرز. 2. مقارنة سفينة الفضاء ديدالوس بمبنى إمباير ستيت.

كان من المفترض أن يحمل ديدالوس 50 ألف طن من كريات الوقود بقطر 40 و 20 ملم. تتكون الحبيبات من نواة تحتوي على الديوتيريوم والتريتيوم وقشرة من الهيليوم -3. ويشكل الأخير ما بين 10 إلى 15% فقط من كتلة كرية الوقود، لكنه في الحقيقة هو الوقود. ويتوفر الهيليوم-3 بكثرة على القمر، ويستخدم الديوتيريوم على نطاق واسع في الصناعة النووية.

يعمل قلب الديوتيريوم كمفجر لإشعال تفاعل الاندماج ويثير تفاعلًا قويًا مع إطلاق طائرة بلازما تفاعلية، والتي يتم التحكم فيها بواسطة مجال مغناطيسي قوي. كان من المفترض أن تزن غرفة الاحتراق الرئيسية للموليبدينوم في محرك ديدالوس أكثر من 218 طنًا، وغرفة المرحلة الثانية - 25 طنًا. تتوافق الملفات المغناطيسية فائقة التوصيل أيضًا مع المفاعل الضخم: الأول يزن 124.7 طنًا والثاني 43.6 طنًا. وللمقارنة، يبلغ الوزن الجاف للمكوك أقل من 100 طن.

تم التخطيط لرحلة ديدالوس لتكون على مرحلتين: كان من المفترض أن يعمل محرك المرحلة الأولى لأكثر من عامين ويحرق 16 مليار حبيبة وقود. وبعد فصل المرحلة الأولى، عمل محرك المرحلة الثانية لمدة عامين تقريبًا. وهكذا، خلال 3.81 سنة من التسارع المستمر، سيصل ديدالوس إلى سرعة قصوى تبلغ 12.2% من سرعة الضوء.

ستغطي هذه السفينة المسافة إلى نجم بارنارد (5.96 سنة ضوئية) خلال 50 عامًا وستكون قادرة على الطيران عبر نظام نجمي بعيد لنقل نتائج ملاحظاتها عبر الراديو إلى الأرض. وبالتالي فإن المهمة بأكملها ستستغرق حوالي 56 عامًا.

أرز. 3. ستانفورد تور عبارة عن مبنى ضخم يضم مدنًا بأكملها داخل حافته.

على الرغم من الصعوبات الكبيرة في ضمان موثوقية أنظمة ديدالوس العديدة وتكلفتها الهائلة، إلا أنه يمكن تنفيذ هذا المشروع بالمستوى التكنولوجي الحالي. علاوة على ذلك، في عام 2009، قام فريق من المتحمسين بإحياء العمل في مشروع السفينة النووية الحرارية. يتضمن مشروع إيكاروس حاليًا 20 موضوعًا علميًا حول التطوير النظري لأنظمة ومواد المركبات الفضائية بين النجوم.

وبالتالي، فإن الرحلات الجوية غير المأهولة بين النجوم عبر مسافات تصل إلى 10 سنوات ضوئية أصبحت ممكنة اليوم بالفعل، الأمر الذي سيستغرق حوالي 100 عام من الرحلة بالإضافة إلى الوقت الذي تستغرقه إشارة الراديو للعودة إلى الأرض. الأنظمة النجمية Alpha Centauri، Barnard's Star، Sirius، Epsilon Eridani، UV Ceti، Ross 154 and 248، CN Leo، WISE 1541–2250 تتلاءم مع هذا النطاق. وكما نرى، هناك ما يكفي من الأجسام القريبة من الأرض لدراستها باستخدام البعثات غير المأهولة. ولكن ماذا لو عثرت الروبوتات على شيء غير عادي وفريد ​​من نوعه، مثل المحيط الحيوي المعقد؟ هل ستتمكن رحلة استكشافية بمشاركة بشرية من الذهاب إلى الكواكب البعيدة؟

رحلة مدى الحياة

إذا تمكنا من البدء في بناء سفينة بدون طيار اليوم، فإن الوضع مع السفينة المأهولة يكون أكثر تعقيدًا. بادئ ذي بدء، مسألة وقت الرحلة حادة. لنأخذ نفس نجم بارنارد. سيتعين على رواد الفضاء الاستعداد لرحلة مأهولة من المدرسة، لأنه حتى لو تم الإطلاق من الأرض في الذكرى العشرين لتأسيسهم، فإن المركبة الفضائية ستصل إلى هدف المهمة بحلول الذكرى السبعين أو حتى الذكرى المئوية (مع الأخذ في الاعتبار الحاجة إلى الكبح، وهو أمر غير ضروري في رحلة بدون طيار). إن اختيار الطاقم في سن مبكرة محفوف بعدم التوافق النفسي والصراعات الشخصية، وعمر 100 عام لا يعطي الأمل في عمل مثمر على سطح الكوكب والعودة إلى الوطن.

ومع ذلك، هل هناك أي نقطة في العودة؟ تؤدي العديد من دراسات وكالة ناسا إلى نتيجة مخيبة للآمال: إن البقاء لفترة طويلة في حالة انعدام الجاذبية سوف يدمر صحة رواد الفضاء بشكل لا رجعة فيه. وهكذا يظهر عمل أستاذ علم الأحياء روبرت فيتس مع رواد فضاء محطة الفضاء الدولية

أنه حتى مع ممارسة التمارين الرياضية القوية على متن المركبة الفضائية، بعد مهمة مدتها ثلاث سنوات إلى المريخ، فإن العضلات الكبيرة مثل عضلات الساق ستكون أضعف بنسبة 50٪. كما تنخفض كثافة المعادن في العظام بالمثل. ونتيجة لذلك، تنخفض القدرة على العمل والبقاء على قيد الحياة في المواقف القصوى بشكل كبير، وستكون فترة التكيف مع الجاذبية الطبيعية سنة على الأقل.

إن الطيران في حالة انعدام الجاذبية لعقود من الزمن سوف يثير التساؤلات حول حياة رواد الفضاء. ربما يكون جسم الإنسان قادرا على التعافي، على سبيل المثال، في عملية الكبح مع زيادة الجاذبية تدريجيا. ومع ذلك، فإن خطر الوفاة لا يزال مرتفعا للغاية ويتطلب حلا جذريا.

كما تظل مشكلة الإشعاع صعبة. وحتى بالقرب من الأرض (على متن محطة الفضاء الدولية)، لا يبقى رواد الفضاء أكثر من ستة أشهر بسبب خطر التعرض للإشعاع. يجب أن تكون المركبة الفضائية بين الكواكب مجهزة بحماية شديدة، لكن مسألة تأثير الإشعاع على جسم الإنسان تظل قائمة. على وجه الخصوص، خطر الإصابة بالسرطان، الذي لم تتم دراسة تطوره في حالة انعدام الجاذبية عمليا. في وقت سابق من هذا العام، نشر العالم كراسيمير إيفانوف من مركز الفضاء الألماني في كولونيا نتائج دراسة مثيرة للاهتمام حول سلوك خلايا سرطان الجلد (أخطر أشكال سرطان الجلد) في ظل انعدام الجاذبية. وبالمقارنة مع الخلايا السرطانية المزروعة في الجاذبية الطبيعية، كانت الخلايا المزروعة في بيئة منعدمة الجاذبية لمدة 6 و24 ساعة أقل عرضة للانتشار. يبدو أن هذه أخبار جيدة، ولكن للوهلة الأولى فقط. والحقيقة هي أن مثل هذا السرطان "الفضائي" يمكن أن يظل خاملاً لعقود من الزمن، وينتشر بشكل غير متوقع على نطاق واسع عندما يتعطل جهاز المناعة. بالإضافة إلى ذلك، توضح الدراسة أننا لا نزال نعرف القليل عن استجابة جسم الإنسان للتعرض لفترات طويلة للفضاء. اليوم، يقضي رواد الفضاء، الأشخاص الأصحاء والأقوياء، القليل من الوقت هناك لنقل تجربتهم إلى رحلة طويلة بين النجوم.

أرز. 4. بدأ مشروع Biosphere-2 بنظام بيئي جميل ومختار بعناية وصحية...

لسوء الحظ، فإن حل مشكلة انعدام الوزن على متن سفينة بين النجوم ليس بهذه البساطة. إن القدرة المتاحة لنا على خلق جاذبية اصطناعية عن طريق تدوير الوحدة السكنية تواجه عددًا من الصعوبات. لإنشاء جاذبية أرضية، حتى العجلة التي يبلغ قطرها 200 متر يجب أن تدور بسرعة 3 دورات في الدقيقة. مع هذا الدوران السريع، ستخلق قوة كاريوليس أحمالًا لا يحتملها الجهاز الدهليزي البشري على الإطلاق، مما يسبب الغثيان ونوبات دوار البحر الحادة. الحل الوحيد لهذه المشكلة هو ستانفورد تور، الذي طوره العلماء في جامعة ستانفورد في عام 1975. وهي حلقة ضخمة يبلغ قطرها 1.8 كيلومتر، ويمكن أن يعيش فيها 10 آلاف رائد فضاء. نظرًا لحجمها، فإنها توفر قوة جاذبية تبلغ 0.9-1.0 جم وظروف معيشية مريحة جدًا للأشخاص. ومع ذلك، حتى عند سرعات الدوران الأقل من دورة واحدة في الدقيقة، سيظل الأشخاص يشعرون بعدم الراحة المعتدلة ولكن الملحوظة. علاوة على ذلك، إذا تم بناء حجرة المعيشة العملاقة هذه، فحتى التحولات الصغيرة في توزيع وزن الطارة ستؤثر على سرعة الدوران وتسبب اهتزازات للهيكل بأكمله.

أرز. 5. ...وانتهت بكارثة بيئية.

على أية حال، فإن السفينة التي تتسع لـ 10 آلاف شخص هي فكرة مشكوك فيها.

لإنشاء نظام بيئي موثوق لعدد كبير من الناس، تحتاج إلى عدد كبير من النباتات، و60 ألف دجاجة، و30 ألف أرنب، وقطيع من الماشية. وهذا وحده يمكن أن يوفر نظامًا غذائيًا يحتوي على 2400 سعرة حرارية يوميًا. ومع ذلك، فإن جميع التجارب الرامية إلى إنشاء مثل هذه النظم البيئية المغلقة تنتهي دائمًا بالفشل. وهكذا، خلال أكبر تجربة "Biosphere-2" التي أجرتها شركة Space Biosphere Ventures، تم بناء شبكة من المباني المحكمية بمساحة إجمالية قدرها 1.5 هكتار تحتوي على 3 آلاف نوع من النباتات والحيوانات. كان من المفترض أن يصبح النظام البيئي بأكمله "كوكبًا" صغيرًا مكتفيًا ذاتيًا يسكنه 8 أشخاص.

استمرت التجربة لمدة عامين، ولكن بعد بضعة أسابيع فقط بدأت مشاكل خطيرة: بدأت الكائنات الحية الدقيقة والحشرات تتكاثر بشكل لا يمكن السيطرة عليه، وتستهلك الأكسجين والنباتات بكميات كبيرة جدًا، كما اتضح أنه بدون الرياح، أصبحت النباتات هشة للغاية.

ونتيجة لكارثة بيئية محلية، بدأ الناس يفقدون الوزن، وانخفضت كمية الأكسجين من 21% إلى 15%، واضطر العلماء إلى مخالفة شروط التجربة وتزويد "رواد الفضاء" الثمانية بالأكسجين والغذاء.

وبالتالي، فإن إنشاء أنظمة بيئية معقدة يبدو طريقة مضللة وخطيرة لتوفير الأكسجين والتغذية لطاقم مركبة فضائية بين النجوم. ولحل هذه المشكلة، ستكون هناك حاجة إلى كائنات حية مصممة خصيصًا بجينات معدلة يمكنها أن تتغذى على الضوء والنفايات والمواد البسيطة. على سبيل المثال، يمكن لورش العمل الحديثة الكبيرة لإنتاج طحالب شلوريلا الصالحة للأكل أن تنتج ما يصل إلى 40 طنًا من المعلق يوميًا. يمكن لمفاعل حيوي مستقل تمامًا يزن عدة أطنان أن ينتج ما يصل إلى 300 لتر من معلق الكلوريلا يوميًا، وهو ما يكفي لإطعام طاقم مكون من عشرات الأشخاص. لا تستطيع الكلوريلا المعدلة وراثيًا تلبية الاحتياجات الغذائية للطاقم فحسب، بل يمكنها أيضًا معالجة النفايات، بما في ذلك ثاني أكسيد الكربون. اليوم، أصبحت عملية هندسة الطحالب الدقيقة وراثيًا شائعة، وهناك العديد من الأمثلة التي تم تطويرها لمعالجة مياه الصرف الصحي، وإنتاج الوقود الحيوي، وما إلى ذلك.

حلم متجمد

يمكن حل جميع المشكلات المذكورة أعلاه المتعلقة بالرحلة بين النجوم المأهولة تقريبًا باستخدام تقنية واحدة واعدة جدًا - الرسوم المتحركة المعلقة أو كما يطلق عليها أيضًا التجمد. Anabiosis هو تباطؤ عمليات الحياة البشرية عدة مرات على الأقل. إذا كان من الممكن إغراق شخص ما في مثل هذا الخمول الاصطناعي الذي يبطئ عملية التمثيل الغذائي 10 مرات، فخلال رحلة مدتها 100 عام، سيتقدم في السن أثناء نومه بمقدار 10 سنوات فقط. وهذا يسهل حل مشاكل التغذية وإمدادات الأكسجين والاضطرابات النفسية وتدمير الجسم نتيجة لتأثيرات انعدام الوزن. بالإضافة إلى ذلك، من الأسهل حماية المقصورة التي تحتوي على غرف متحركة معلقة من النيازك الدقيقة والإشعاع من منطقة كبيرة صالحة للسكن.

لسوء الحظ، فإن إبطاء عمليات الحياة البشرية مهمة صعبة للغاية. لكن في الطبيعة توجد كائنات حية يمكنها السبات وزيادة متوسط ​​عمرها المتوقع مئات المرات. على سبيل المثال، تستطيع سحلية صغيرة تسمى السمندل السيبيري الدخول في حالة سبات في الأوقات الصعبة والبقاء على قيد الحياة لعقود من الزمن، حتى عندما تتجمد في كتلة من الجليد بدرجة حرارة تقل عن 35-40 درجة مئوية. هناك حالات معروفة عندما قضى السلمندر حوالي 100 عام في حالة سبات، وكأن شيئًا لم يحدث، ذاب وهرب من الباحثين المتفاجئين. علاوة على ذلك، فإن متوسط ​​العمر المتوقع "المستمر" المعتاد للسحلية لا يتجاوز 13 عامًا. ترجع القدرة المذهلة للسلمندر إلى حقيقة أن كبده يصنع كمية كبيرة من الجلسرين، أي ما يقرب من 40٪ من وزن جسمه، مما يحمي الخلايا من درجات الحرارة المنخفضة.

أرز. 6. يمكن للمفاعل الحيوي لزراعة الطحالب الدقيقة المعدلة وراثيا وغيرها من الكائنات الحية الدقيقة أن يحل مشكلة التغذية وإعادة تدوير النفايات.

العائق الرئيسي أمام غمر الشخص في حالة التجميد هو الماء الذي يشكل 70٪ من جسمنا.

وعند تجميدها تتحول إلى بلورات ثلجية، ويزداد حجمها بنسبة 10%، مما يؤدي إلى تمزق غشاء الخلية. بالإضافة إلى ذلك، عند حدوث التجميد، تهاجر المواد الذائبة داخل الخلية إلى الماء المتبقي، مما يؤدي إلى تعطيل عمليات التبادل الأيوني داخل الخلايا، وكذلك التنظيم البروتيناتو اخرين الهياكل بين الخلايا. وبشكل عام فإن تدمير الخلايا أثناء التجميد يجعل من المستحيل عودة الإنسان إلى الحياة.

ومع ذلك، هناك طريقة واعدة لحل هذه المشكلة - هيدرات كلاثرات. تم اكتشافها في عام 1810، عندما قام العالم البريطاني السير همفري ديفي بحقن الكلور في الماء تحت ضغط عالٍ وشهد تشكيل الهياكل الصلبة. وكانت هذه هيدرات الكالثرات - أحد أشكال جليد الماء، الذي يحتوي على غاز غريب. على عكس بلورات الجليد، فإن شبكات الكالثرات أقل صلابة، ولا تحتوي على حواف حادة، ولكنها تحتوي على تجاويف يمكن أن "تختبئ" فيها المواد داخل الخلايا. ستكون تقنية الرسوم المتحركة المعلقة بالكلاثرات بسيطة: غاز خامل، مثل الزينون أو الأرجون، تكون درجة الحرارة أقل بقليل من الصفر، ويبدأ التمثيل الغذائي الخلوي في التباطؤ تدريجيًا حتى يقع الشخص في حالة تجميد. لسوء الحظ، يتطلب تكوين هيدرات الكالثرات ضغطًا عاليًا (حوالي 8 أجواء) وتركيزًا عاليًا جدًا من الغاز المذاب في الماء. كيفية خلق مثل هذه الظروف في كائن حي لا تزال غير معروفة، على الرغم من وجود بعض النجاحات في هذا المجال. وبالتالي، فإن الكالثرات قادرة على حماية أنسجة عضلة القلب من تدمير الميتوكوندريا حتى في درجات الحرارة المبردة (أقل من 100 درجة مئوية)، وكذلك منع تلف أغشية الخلايا. لا يوجد حديث حتى الآن عن التجارب على الرسوم المتحركة المعلقة بالكالثرات عند البشر، نظرًا لأن الطلب التجاري على تقنيات التجميد صغير ويتم إجراء الأبحاث حول هذا الموضوع بشكل أساسي من قبل الشركات الصغيرة التي تقدم خدمات تجميد جثث الموتى.

الطيران على الهيدروجين

في عام 1960، اقترح الفيزيائي روبرت بوسارد المفهوم الأصلي للمحرك النووي الحراري النفاث، والذي يحل العديد من مشاكل السفر بين النجوم. والفكرة هي استخدام الهيدروجين والغبار بين النجوم الموجود في الفضاء الخارجي. تتسارع المركبة الفضائية التي تحتوي على مثل هذا المحرك أولاً بالوقود الخاص بها، ثم تكشف عن قمع ضخم من المجال المغناطيسي يبلغ قطره آلاف الكيلومترات، والذي يلتقط الهيدروجين من الفضاء الخارجي. يتم استخدام هذا الهيدروجين كمصدر لا ينضب للوقود لمحرك صاروخي اندماجي.

يعد استخدام محرك Bussard بمزايا هائلة. بادئ ذي بدء، بفضل الوقود "الحر"، من الممكن التحرك بتسارع ثابت قدره 1 غرام، مما يعني اختفاء جميع المشاكل المرتبطة بانعدام الوزن. بالإضافة إلى ذلك، يتيح لك المحرك التسارع بسرعات هائلة - 50٪ من سرعة الضوء وأكثر من ذلك. من الناحية النظرية، تتحرك السفينة المزودة بمحرك بوسارد بتسارع قدره 1 جرام، ويمكنها قطع مسافة 10 سنوات ضوئية في حوالي 12 سنة أرضية، وبالنسبة للطاقم، بسبب التأثيرات النسبية، ستمر 5 سنوات فقط من وقت السفينة.

لسوء الحظ، فإن الطريق إلى إنشاء سفينة بمحرك Bussard يواجه عددا من المشاكل الخطيرة التي لا يمكن حلها على المستوى التكنولوجي الحالي. بادئ ذي بدء، من الضروري إنشاء فخ عملاق وموثوق للهيدروجين، مما يولد مجالات مغناطيسية ذات قوة هائلة. وفي الوقت نفسه، يجب أن تضمن الحد الأدنى من الخسائر والنقل الفعال للهيدروجين إلى المفاعل النووي الحراري. إن عملية التفاعل النووي الحراري لتحويل أربع ذرات هيدروجين إلى ذرة هيليوم، التي اقترحها بوسارد، تثير العديد من الأسئلة. والحقيقة هي أن رد الفعل الأبسط هذا يصعب تنفيذه في مفاعل لمرة واحدة، لأنه يحدث ببطء شديد، ومن حيث المبدأ، ممكن فقط داخل النجوم.

ومع ذلك، فإن التقدم في دراسة الاندماج النووي الحراري يعطي الأمل بإمكانية حل المشكلة، على سبيل المثال، باستخدام النظائر "الغريبة" والمادة المضادة كمحفز للتفاعل.

أرز. 7. يمكن أن يستمر السمندل السيبيري في الحياة المعلقة لعقود من الزمن.

حتى الآن، يكمن البحث حول موضوع محرك Bussard حصريًا في المستوى النظري. هناك حاجة إلى حسابات تعتمد على تقنيات حقيقية. بادئ ذي بدء، من الضروري تطوير محرك قادر على إنتاج طاقة كافية لتشغيل المصيدة المغناطيسية والحفاظ على التفاعل النووي الحراري، وإنتاج المادة المضادة والتغلب على مقاومة الوسط بين النجوم، مما سيؤدي إلى إبطاء "الشراع" الكهرومغناطيسي الضخم.

المادة المضادة للإنقاذ

قد يبدو هذا غريبًا، لكن البشرية اليوم أقرب إلى إنشاء محرك المادة المضادة منه إلى محرك بوسارد التضاغطي البديهي والذي يبدو بسيطًا.

يمكن لمفاعل اندماج الديوتيريوم والتريتيوم أن يولد 6 × 10 11 جول لكل 1 جرام من الهيدروجين - يبدو الأمر مثيرًا للإعجاب، خاصة إذا أخذنا في الاعتبار أن هذا أكثر كفاءة بـ 10 ملايين مرة من الصواريخ الكيميائية. ينتج عن تفاعل المادة والمادة المضادة ما يقرب من أمرين من الطاقة الإضافية. عندما يتعلق الأمر بالإبادة، فإن حسابات العالم مارك ميليس وثمرة عمله التي استمرت 27 عامًا لا تبدو محبطة للغاية: فقد حسب ميليس تكاليف الطاقة لإطلاق مركبة فضائية إلى ألفا سنتوري ووجد أنها ستكون 10 18 جول، أي 10 18 جول. ما يقرب من استهلاك الكهرباء السنوي للبشرية جمعاء.

ولكن هذا مجرد كيلوغرام واحد من المادة المضادة.

أرز. 8. سيكون للمسبار الذي طورته شركة Hbar Technologies شراع رفيع مصنوع من ألياف الكربون المطلية باليورانيوم 238. ومن خلال اصطدامه بالشراع، سوف يدمر الهيدروجين المضاد ويخلق دفعًا نفاثًا.

نتيجة لإبادة الهيدروجين والهيدروجين المضاد، يتم تشكيل تيار قوي من الفوتونات، وسرعة التدفق التي تصل إلى الحد الأقصى لمحرك الصاروخ، أي. سرعة الضوء. يعد هذا مؤشرًا مثاليًا يسمح بتحقيق سرعات عالية جدًا بالقرب من الضوء لمركبة فضائية تعمل بالفوتون. لسوء الحظ، فإن استخدام المادة المضادة كوقود للصواريخ أمر صعب للغاية، لأنه أثناء الإبادة توجد رشقات نارية قوية من إشعاع جاما ستقتل رواد الفضاء. كما أنه لا توجد حتى الآن تقنيات لتخزين كميات كبيرة من المادة المضادة، وحقيقة تراكم أطنان من المادة المضادة، حتى في الفضاء البعيد عن الأرض، تشكل تهديدًا خطيرًا، حيث أن إبادة كيلوغرام واحد من المادة المضادة يعادل قنبلة نووية. انفجار بقوة 43 ميغا طن (انفجار بهذه القوة يمكن أن يحول الثلث إلى الأراضي الأمريكية الصحراوية). تكلفة المادة المضادة هي عامل آخر يعقد رحلة الطيران بين النجوم باستخدام الفوتون. تتيح تقنيات إنتاج المادة المضادة الحديثة إنتاج جرام واحد من الهيدروجين المضاد بتكلفة تصل إلى عشرات التريليونات من الدولارات.

ومع ذلك، فإن المشاريع البحثية الكبيرة حول المادة المضادة بدأت تؤتي ثمارها. حاليًا، تم إنشاء مرافق خاصة لتخزين البوزيترون، "الزجاجات المغناطيسية"، وهي عبارة عن حاويات يتم تبريدها بواسطة الهيليوم السائل مع جدران مصنوعة من المجالات المغناطيسية. وفي يونيو من هذا العام، تمكن علماء CERN من الحفاظ على ذرات الهيدروجين المضاد لمدة 2000 ثانية. يتم بناء أكبر مستودع للمادة المضادة في العالم في جامعة كاليفورنيا (الولايات المتحدة الأمريكية)، والذي سيكون قادرًا على تجميع أكثر من تريليون بوزيترون. أحد أهداف علماء جامعة كاليفورنيا هو إنشاء خزانات محمولة من المادة المضادة يمكن استخدامها لأغراض علمية بعيدًا عن المسرعات الكبيرة. يحظى المشروع بدعم البنتاغون، المهتم بالتطبيقات العسكرية للمادة المضادة، لذلك من غير المرجح أن تعاني أكبر مجموعة من الزجاجات المغناطيسية في العالم من نقص التمويل.

ستكون المسرعات الحديثة قادرة على إنتاج جرام واحد من الهيدروجين المضاد خلال عدة مئات من السنين. هذا وقت طويل جدًا، لذا فإن السبيل الوحيد للخروج هو تطوير تقنية جديدة لإنتاج المادة المضادة أو توحيد جهود جميع البلدان على كوكبنا. ولكن حتى في هذه الحالة، مع التقنيات الحديثة، من المستحيل حتى أن نحلم بإنتاج عشرات الأطنان من المادة المضادة لرحلة مأهولة بين النجوم.

ومع ذلك، كل شيء ليس حزينا جدا. طور المتخصصون في وكالة ناسا العديد من التصاميم للمركبات الفضائية التي يمكن أن تذهب إلى الفضاء السحيق باستخدام ميكروغرام واحد فقط من المادة المضادة. وتعتقد وكالة ناسا أن المعدات المحسنة ستجعل من الممكن إنتاج البروتونات المضادة بتكلفة تبلغ حوالي 5 مليارات دولار للجرام الواحد.

تعمل شركة Hbar Technologies الأمريكية، بدعم من وكالة ناسا، على تطوير مفهوم المجسات غير المأهولة التي يقودها محرك يعمل بالهيدروجين المضاد. الهدف الأول لهذا المشروع هو إنشاء مركبة فضائية غير مأهولة يمكنها الطيران إلى حزام كويبر على مشارف النظام الشمسي في أقل من 10 سنوات. من المستحيل اليوم الطيران إلى مثل هذه النقاط البعيدة خلال 5-7 سنوات، على وجه الخصوص، سوف يطير مسبار نيو هورايزنز التابع لناسا عبر حزام كويبر بعد 15 عامًا من إطلاقه.

مسبار يسافر مسافة 250 وحدة فلكية. وفي غضون 10 سنوات، سيكون صغيرًا جدًا، بحمولة 10 ملغ فقط، ولكنه سيحتاج أيضًا إلى القليل من الهيدروجين المضاد - 30 ملغ. ومن المتوقع أن ينتج محرك "تيفاترون" تلك الكمية في غضون بضعة عقود، ويمكن للعلماء اختبار مفهوم المحرك الجديد في مهمة فضائية حقيقية.

تظهر الحسابات الأولية أيضًا أنه يمكن إرسال مسبار صغير إلى Alpha Centauri بطريقة مماثلة. على جرام واحد من الهيدروجين المضاد سيصل إلى نجم بعيد خلال 40 عامًا.

قد يبدو أن كل ما سبق خيال ولا علاقة له بالمستقبل القريب. لحسن الحظ، ليست هذه هي القضية. وفي حين يتركز اهتمام الرأي العام على الأزمات العالمية، وإخفاقات نجوم البوب، وغير ذلك من الأحداث الجارية، فإن مبادرات صنع العهد الجديد تظل في الظل. أطلقت وكالة الفضاء ناسا مشروع المركبة الفضائية الطموح لمدة 100 عام، والذي يتضمن الإنشاء التدريجي ومتعدد السنوات لأساس علمي وتكنولوجي للرحلات الجوية بين الكواكب وبين النجوم. هذا البرنامج ليس له مثيل في تاريخ البشرية وينبغي أن يجذب العلماء والمهندسين والمتحمسين للمهن الأخرى من جميع أنحاء العالم. وستعقد ندوة في مدينة أورلاندو بولاية فلوريدا في الفترة من 30 سبتمبر إلى 2 أكتوبر 2011 لمناقشة مختلف تقنيات رحلات الفضاء. واستنادًا إلى نتائج مثل هذه الأحداث، سيقوم متخصصو ناسا بوضع خطة عمل لمساعدة بعض الصناعات والشركات التي تعمل على تطوير تقنيات مفقودة حاليًا، ولكنها ضرورية للسفر بين النجوم في المستقبل. إذا نجح برنامج ناسا الطموح، فسوف تتمكن البشرية في غضون 100 عام من بناء مركبة فضائية بين النجوم، وسوف نتحرك حول النظام الشمسي بنفس السهولة التي نطير بها من قارة إلى قارة اليوم.

لم يكن النظام الشمسي لفترة طويلة ذا أهمية خاصة لكتاب الخيال العلمي. ولكن من المثير للدهشة أن كواكبنا "الأصلية" بالنسبة لبعض العلماء لا تسبب الكثير من الإلهام، على الرغم من أنها لم يتم استكشافها عمليًا بعد.

بعد أن فتحت بالكاد نافذة على الفضاء، تندفع البشرية إلى مسافات مجهولة، وليس فقط في الأحلام، كما كان من قبل.
كما وعد سيرجي كوروليف أيضًا بالسفر قريبًا إلى الفضاء "بتذكرة نقابية" ، لكن هذه العبارة عمرها بالفعل نصف قرن من الزمان ، وما زالت رحلة الفضاء من نصيب النخبة - فهي متعة باهظة الثمن. ومع ذلك، قبل عامين أطلقت HACA مشروعًا ضخمًا 100 عام من المركبة الفضائية,والذي يتضمن الإنشاء التدريجي والمتعدد السنوات لأساس علمي وتقني للرحلات الفضائية.

إذن ما هي المشاكل التي يجب حلها لكي تصبح رحلة النجوم حقيقة؟

الوقت والسرعة نسبيتان

يبدو أن علم الفلك باستخدام المركبات الفضائية الأوتوماتيكية بالنسبة لبعض العلماء هو مشكلة تم حلها تقريبًا، وهذا أمر غريب بما فيه الكفاية. وهذا على الرغم من أنه لا فائدة على الإطلاق من إطلاق مدافع رشاشة إلى النجوم بسرعة الحلزون الحالية (حوالي 17 كم/ثانية) وغيرها من المعدات البدائية (لمثل هذه الطرق غير المعروفة).

والآن غادرت المركبة الفضائية الأمريكية بايونير 10 وفوياجر 1 النظام الشمسي، ولم يعد هناك أي اتصال بهما. بايونير 10 يتحرك نحو نجم الديبران. وإذا لم يحدث له شيء فسوف يصل إلى محيط هذا النجم خلال 2 مليون سنة. وبنفس الطريقة، تزحف الأجهزة الأخرى عبر مساحات الكون.

لذلك، بغض النظر عما إذا كانت السفينة مأهولة أم لا، فإن الطيران إلى النجوم يحتاج إلى سرعة عالية، قريبة من سرعة الضوء. ومع ذلك، سيساعد هذا في حل مشكلة الطيران فقط إلى أقرب النجوم.

كتب K. Feoktistov: "حتى لو تمكنا من بناء مركبة فضائية يمكنها الطيران بسرعة قريبة من سرعة الضوء، فسيتم حساب وقت السفر فقط في مجرتنا بآلاف السنين وعشرات الآلاف من السنين، حيث أن قطرها حوالي 100.000 سنة ضوئية. ولكن على الأرض، سيحدث الكثير خلال هذا الوقت.

وفقا للنظرية النسبية، فإن مرور الوقت في نظامين يتحركان بالنسبة لبعضهما البعض يختلف. نظرًا لأنه سيكون لدى السفينة وقت للوصول إلى سرعة قريبة جدًا من سرعة الضوء على مسافات طويلة، فإن الفارق الزمني على الأرض وعلى السفينة سيكون كبيرًا بشكل خاص.

من المفترض أن الهدف الأول للرحلات الجوية بين النجوم سيكون Alpha Centauri (نظام من ثلاثة نجوم) - الأقرب إلينا. بسرعة الضوء، يمكنك الوصول إلى هناك في 4.5 سنوات على الأرض، وسوف تمر عشر سنوات خلال هذا الوقت. لكن كلما زادت المسافة، زاد فارق التوقيت.

هل تتذكر "سديم المرأة المسلسلة" الشهير لإيفان إفريموف؟ هناك، يتم قياس الرحلة بالسنوات، وبالسنوات الأرضية. حكاية خرافية جميلة، لا شيء ليقوله. ومع ذلك، فإن هذا السديم العزيزة (على وجه التحديد، مجرة ​​المرأة المسلسلة) يقع على مسافة 2.5 مليون سنة ضوئية منا.

وهذا يعني أنه حتى الرحلات الجوية بسرعة الضوء لا يمكن تبريرها إلا للنجوم القريبة نسبيًا. ومع ذلك، فإن الأجهزة التي تطير بسرعة الضوء لا تزال حية من الناحية النظرية فقط، وهو ما يشبه الخيال العلمي، وإن كان علميًا.

سفينة بحجم كوكب

بطبيعة الحال، أولا وقبل كل شيء، جاء العلماء بفكرة استخدام التفاعل النووي الحراري الأكثر فعالية في محرك السفينة - كما تم إتقانه جزئيا (للأغراض العسكرية). ومع ذلك، بالنسبة للسفر ذهابًا وإيابًا بسرعة قريبة من سرعة الضوء، حتى مع تصميم نظام مثالي، يلزم وجود نسبة من الكتلة الأولية إلى الكتلة النهائية لا تقل عن 10 أس ثلاثين. أي أن المركبة الفضائية ستبدو وكأنها قطار ضخم به وقود بحجم كوكب صغير. من المستحيل إطلاق مثل هذا العملاق إلى الفضاء من الأرض. ومن الممكن أيضًا تجميعه في المدار؛ فليس من قبيل الصدفة ألا يناقش العلماء هذا الخيار.

تحظى فكرة محرك الفوتون الذي يستخدم مبدأ إبادة المادة بشعبية كبيرة.

الفناء هو تحول الجسيم والجسيم المضاد عند اصطدامهما إلى جسيمات أخرى غير جسيماتها الأصلية. والأكثر دراسة هو إبادة الإلكترون والبوزيترون، مما يؤدي إلى توليد الفوتونات، التي ستحرك طاقتها المركبة الفضائية. تظهر الحسابات التي أجراها الفيزيائيان الأمريكيان رونان كين ووي مينغ تشانغ أنه استنادا إلى التقنيات الحديثة، من الممكن إنشاء محرك إبادة قادر على تسريع مركبة فضائية إلى 70٪ من سرعة الضوء.

ومع ذلك، تبدأ المزيد من المشاكل. ولسوء الحظ، فإن استخدام المادة المضادة كوقود للصواريخ أمر صعب للغاية. أثناء الإبادة، تحدث رشقات نارية من إشعاعات جاما القوية الضارة برواد الفضاء. بالإضافة إلى ذلك، فإن ملامسة وقود البوزيترون للسفينة محفوف بانفجار مميت. أخيرًا، لا توجد حتى الآن تقنيات للحصول على كمية كافية من المادة المضادة وتخزينها على المدى الطويل: على سبيل المثال، "تعيش" ذرة الهيدروجين المضاد الآن لمدة تقل عن 20 دقيقة، ويكلف إنتاج مليجرام من البوزيترونات 25 مليون دولار.

ولكن لنفترض أنه مع مرور الوقت يمكن حل هذه المشاكل. ومع ذلك، ستظل بحاجة إلى الكثير من الوقود، وستكون كتلة البداية لمركبة الفوتون قابلة للمقارنة بكتلة القمر (وفقًا لكونستانتين فيوكتيستوف).

الشراع ممزق!

تعتبر المركبة الفضائية الأكثر شعبية وواقعية اليوم هي مركب شراعي شمسي، تعود فكرته إلى العالم السوفيتي فريدريش زاندر.

الشراع الشمسي (الضوء، الفوتون) هو جهاز يستخدم ضغط ضوء الشمس أو الليزر على سطح المرآة لدفع مركبة فضائية.
في عام 1985، اقترح الفيزيائي الأمريكي روبرت فوروارد تصميم مسبار بين النجوم يتم تسريعه بواسطة طاقة الموجات الدقيقة. ويتصور المشروع أن المسبار سيصل إلى أقرب النجوم خلال 21 عاما.

في المؤتمر الفلكي الدولي السادس والثلاثين، تم اقتراح مشروع لمركبة فضائية ليزر، يتم توفير حركتها بواسطة طاقة الليزر الضوئية الموجودة في مدار حول عطارد. ووفقا للحسابات، فإن طريق مركبة فضائية بهذا التصميم إلى النجم إبسيلون إريداني (10.8 سنة ضوئية) والعودة سيستغرق 51 عاما.

"من غير المرجح أن تحقق البيانات التي تم الحصول عليها من السفر عبر نظامنا الشمسي تقدمًا كبيرًا في فهم العالم الذي نعيش فيه. وبطبيعة الحال، يتحول الفكر إلى النجوم. بعد كل شيء، كان من المفهوم سابقا أن الرحلات الجوية بالقرب من الأرض، والرحلات الجوية إلى الكواكب الأخرى لنظامنا الشمسي لم تكن الهدف النهائي. يبدو أن تمهيد الطريق للنجوم هو المهمة الرئيسية.

هذه الكلمات لا تخص كاتب خيال علمي، بل تخص مصمم سفينة الفضاء ورائد الفضاء كونستانتين فيوكتيستوف. ووفقا للعالم، لن يتم اكتشاف أي شيء جديد بشكل خاص في النظام الشمسي. وهذا على الرغم من أن الإنسان لم يصل حتى الآن إلا إلى القمر...

كل هذا لا يزال مجرد نظرية، ولكن الخطوات الأولى يجري اتخاذها بالفعل.

وفي عام 1993، تم نشر شراع شمسي بعرض 20 مترًا لأول مرة على متن السفينة الروسية Progress M-15 كجزء من مشروع Znamya-2. عند الالتحام بروجرس بمحطة مير، قام طاقمها بتركيب وحدة نشر عاكسة على متن بروجرس. ونتيجة لذلك، أنشأ العاكس نقطة مضيئة عرضها 5 كيلومترات، والتي مرت عبر أوروبا إلى روسيا بسرعة 8 كيلومترات في الثانية. كان لبقعة الضوء لمعان يعادل تقريبًا اكتمال القمر.

قد تكون النسخة الشراعية مناسبة لإطلاق المجسات الآلية والمحطات وسفن الشحن، ولكنها غير مناسبة لرحلات العودة المأهولة. هناك مشاريع أخرى للمركبات الفضائية، لكنها تذكرنا بطريقة أو بأخرى بما سبق (مع نفس المشاكل واسعة النطاق).

مفاجآت في الفضاء بين النجوم

يبدو أن العديد من المفاجآت تنتظر المسافرين في الكون. على سبيل المثال، بالكاد تجاوز النظام الشمسي، بدأ الجهاز الأمريكي بايونير 10 في تجربة قوة مجهولة المصدر، مما تسبب في ضعف الكبح. لقد تم وضع العديد من الافتراضات، بما في ذلك التأثيرات غير المعروفة حتى الآن للقصور الذاتي أو حتى الوقت. لا يوجد حتى الآن تفسير واضح لهذه الظاهرة؛ ويجري النظر في مجموعة متنوعة من الفرضيات: بدءًا من الفرضيات التقنية البسيطة (على سبيل المثال، القوة التفاعلية الناتجة عن تسرب الغاز في أحد الأجهزة) وحتى إدخال قوانين فيزيائية جديدة.

اكتشف جهاز آخر، Voyadger-1، منطقة ذات مجال مغناطيسي قوي على حدود النظام الشمسي. وفيه، يؤدي ضغط الجسيمات المشحونة من الفضاء بين النجوم إلى زيادة كثافة المجال الذي أنشأته الشمس. تم تسجيل الجهاز أيضًا:

• زيادة في عدد الإلكترونات عالية الطاقة (حوالي 100 مرة) التي تخترق النظام الشمسي من الفضاء بين النجوم؛
• زيادة حادة في مستوى الأشعة الكونية المجرية - الجسيمات المشحونة عالية الطاقة من أصل بين النجوم.

المسافة بين النجوم ليست فارغة. هناك بقايا الغاز والغبار والجسيمات في كل مكان. عند محاولة السفر بسرعة قريبة من سرعة الضوء، فإن كل ذرة تصطدم بالسفينة ستكون بمثابة جسيم شعاع كوني عالي الطاقة. سيزداد مستوى الإشعاع القوي خلال مثل هذا القصف بشكل غير مقبول حتى أثناء الرحلات الجوية إلى النجوم القريبة.

وسيكون التأثير الميكانيكي للجسيمات بهذه السرعات مثل الرصاص المتفجر. وفقًا لبعض الحسابات، سيتم إطلاق كل سنتيمتر من الشاشة الواقية للمركبة الفضائية بشكل مستمر بمعدل 12 طلقة في الدقيقة. من الواضح أنه لن تتحمل أي شاشة مثل هذا التعرض لعدة سنوات من الرحلة. أو يجب أن يكون لها سمك غير مقبول (عشرات ومئات الأمتار) وكتلة (مئات الآلاف من الأطنان).

وتبين أنه من المستحيل حل مشكلة نقل الأجسام المادية عبر مسافات المجرة بسرعات قريبة من سرعة الضوء. لا فائدة من اختراق المكان والزمان باستخدام الهيكل الميكانيكي.

ثقب الخلد

اخترع كتاب الخيال العلمي، الذين يحاولون التغلب على الوقت الذي لا يرحم، كيفية "نخر الثقوب" في المكان (والزمن) و"طيها". لقد توصلوا إلى قفزات مختلفة في الفضاء الفائق من نقطة إلى أخرى في الفضاء، متجاوزة المناطق المتوسطة. الآن انضم العلماء إلى كتاب الخيال العلمي.

بدأ الفيزيائيون بالبحث عن الحالات المتطرفة للمادة والثغرات الغريبة في الكون حيث من الممكن التحرك بسرعات فائقة الضوء، وهو ما يتعارض مع نظرية النسبية لأينشتاين.

ومع ذلك، لإنشاء ثقوب دودية مستقرة، يمكنك استخدام التأثير الذي اكتشفه الهولندي هندريك كازيمير. وهو يتألف من التجاذب المتبادل لإجراء أجسام غير مشحونة تحت تأثير التذبذبات الكمومية في الفراغ. وتبين أن الفراغ ليس فارغًا تمامًا، فهناك تقلبات في مجال الجاذبية تظهر وتختفي فيها الجزيئات والثقوب الدودية المجهرية تلقائيًا.

كل ما تبقى هو اكتشاف إحدى الثقوب وتمديدها، ووضعها بين كرتين فائقتي التوصيل. سيبقى أحد فتحات الثقب الدودي على الأرض، بينما سيتم نقل الآخر بواسطة المركبة الفضائية بسرعة قريبة من الضوء إلى النجم - الجسم الأخير. وهذا يعني أن سفينة الفضاء سوف تخترق النفق. بمجرد وصول المركبة الفضائية إلى وجهتها، سيتم فتح الثقب الدودي لسفر حقيقي بين النجوم بسرعة البرق، وسيتم قياس مدته بالدقائق.

فقاعة الاضطراب

أقرب إلى نظرية الثقب الدودي هي فقاعة ملتوية. في عام 1994، أجرى الفيزيائي المكسيكي ميغيل ألكوبيير حسابات وفقًا لمعادلات أينشتاين ووجد الاحتمال النظري لتشوه الموجة في الاستمرارية المكانية. في هذه الحالة، سينضغط الفضاء أمام المركبة الفضائية ويتوسع خلفها في نفس الوقت. يتم وضع المركبة الفضائية، كما كانت، في فقاعة انحناء، قادرة على التحرك بسرعة غير محدودة. وتكمن عبقرية الفكرة في أن المركبة الفضائية تقع في فقاعة من الانحناء، ولا يتم انتهاك قوانين النسبية. وفي الوقت نفسه، تتحرك الفقاعة المنحنية نفسها، مما يؤدي إلى تشويه الزمكان محليًا.

على الرغم من عدم القدرة على السفر بسرعة أكبر من الضوء، لا يوجد ما يمنع الفضاء من الحركة أو انتشار تشوه الزمكان بسرعة أكبر من الضوء، وهو ما يعتقد أنه حدث مباشرة بعد الانفجار الكبير عندما تشكل الكون.

كل هذه الأفكار لا تتناسب بعد مع إطار العلم الحديث، ولكن في عام 2012، أعلن ممثلو ناسا عن إعداد اختبار تجريبي لنظرية الدكتور ألكوبيير. من يدري، ربما تصبح نظرية أينشتاين النسبية يومًا ما جزءًا من نظرية عالمية جديدة. بعد كل شيء، عملية التعلم لا نهاية لها. وهذا يعني أننا في يوم من الأيام سنكون قادرين على اختراق الأشواك إلى النجوم.

ايرينا جروموفا

أثناء عملية التخطيط، تم تصحيح سجلات الأرقام والأخطاء المطبعية في الصيغ. مقدمة في شكل جدول قابل للقراءة.
إيفان الكسندروفيتش كورزنيكوف
حقائق الرحلات بين النجوم

لطالما حلم الناس بالطيران عبر الفضاء الخارجي إلى نجوم أخرى، والسفر إلى عوالم أخرى والالتقاء بذكاء غامض. كتب كتاب الخيال العلمي جبالًا من الورق، محاولين تخيل كيفية حدوث ذلك؛ وقد توصلوا إلى مجموعة متنوعة من التقنيات التي يمكن أن تجعل هذه الأحلام تتحقق. لكن في الوقت الحالي هذه مجرد خيالات. دعونا نحاول أن نتخيل كيف قد تبدو هذه الرحلة في الواقع.
المسافات بين النجوم كبيرة لدرجة أن الضوء من نجم إلى آخر ينتقل لسنوات، ويتحرك بسرعة عالية جدًا مع =299 793 458 آنسة. ولقياس هذه المسافات يستخدم علماء الفلك وحدة خاصة هي السنة الضوئية، وهي تساوي المسافة التي يقطعها الضوء 1 سنة: 1 شارع. سنة = 9.46 10 15متر (هذا ما يقرب من 600 أضعاف حجم النظام الشمسي). لقد حسب علماء الفلك ذلك في كرة نصف قطرها 21.2 هناك سنوات ضوئية حول الشمس 100 النجوم المدرجة في 72 الأنظمة النجمية (أنظمة مزدوجة وثلاثية وما إلى ذلك من النجوم القريبة). من هنا من السهل أن نجد أنه في المتوسط ​​يوجد حجم من الفضاء لكل نظام نجمي واحد 539 سنة ضوئية مكعبة، ويبلغ متوسط ​​المسافة بين الأنظمة النجمية تقريبًا 8.13 سنة ضوئية. قد تكون المسافة الفعلية أقل - على سبيل المثال، إلى النجم الأقرب إلى الشمس، بروكسيما سنتوري 4.35 شارع. ل، ولكن على أي حال، فإن الرحلة بين النجوم تنطوي على تغطية مسافة لا تقل عن عدة سنوات ضوئية. وهذا يعني أن سرعة المركبة الفضائية يجب أن لا تقل عن 0.1 ج - ستستغرق الرحلة عدة عقود ويمكن أن يقوم بها جيل واحد من رواد الفضاء.
وبالتالي، يجب أن تكون سرعة المركبة الفضائية أكبر 30 000 كم / ثانية بالنسبة للتكنولوجيا الأرضية، لا تزال هذه قيمة بعيدة المنال - فنحن بالكاد نتقن سرعات أقل بألف مرة. لكن لنفترض أن جميع المشاكل التقنية قد تم حلها، وأن سفينة الفضاء لدينا لديها محرك (فوتون أو أي محرك آخر) قادر على تسريع المركبة الفضائية إلى هذه السرعات. نحن لسنا مهتمين بتفاصيل هيكلها وعملها؛ ظرف واحد فقط مهم بالنسبة لنا هنا: العلم الحديث يعرف طريقة واحدة فقط للتسارع في الفضاء الخارجي - الدفع النفاث، الذي يعتمد على تحقيق قانون الحفاظ على الزخم. لنظام الهيئات. والشيء المهم هنا هو أنه بهذه الحركة تتحرك المركبة الفضائية (وأي جسم آخر) في الفضاء، وتتفاعل جسديًا مع كل ما هو موجود فيها.
لقد توصل كتاب الخيال العلمي في خيالاتهم إلى "قفزات في الفضاء الفائق" و"انتقالات في الفضاء الفرعي" من نقطة في الفضاء إلى أخرى، متجاوزين المناطق المتوسطة في الفضاء، ولكن كل هذا، وفقا لأفكار العلم الحديث، ليس له أي فرصة من أن تتحقق على أرض الواقع. لقد أثبت العلم الحديث بشكل راسخ أنه في الطبيعة يتم استيفاء بعض قوانين الحفظ: قانون الحفاظ على الزخم، والطاقة، والشحنة، وما إلى ذلك. ومع "قفزة الفضاء الفائق" يتبين أنه في منطقة معينة من الفضاء، تكون الطاقة والزخم و تختفي التهم المتعلقة بالجسد المادي ببساطة، أي أن هذه القوانين لا يتم تنفيذها. ومن وجهة نظر العلم الحديث، فهذا يعني أنه لا يمكن تنفيذ مثل هذه العملية. والشيء الرئيسي هو أنه ليس من الواضح ما هو على الإطلاق، فهو "الفضاء الفائق" أو "الفضاء الفرعي"، بمجرد أن يتوقف الجسم المادي عن التفاعل مع الأجسام في الفضاء الحقيقي. في العالم الحقيقي، لا يوجد سوى ما يتجلى في التفاعل مع الهيئات الأخرى (في الواقع، الفضاء هو العلاقة بين الهيئات الموجودة)، وهذا يعني أن مثل هذا الجسم سوف يتوقف بالفعل عن الوجود - مع كل العواقب المترتبة على ذلك. فكل هذه إذن خيالات عقيمة لا يمكن أن تكون موضوع نقاش جدي.
فلنفترض إذن أن المحرك النفاث الموجود قد سرع سفينة الفضاء إلى السرعة الضوئية التي نحتاجها، وبهذه السرعة تتحرك في الفضاء الخارجي من نجم إلى آخر. لقد ناقش العلماء منذ فترة طويلة بعض جوانب مثل هذه الرحلة (،)، لكنهم أخذوا في الاعتبار بشكل أساسي التأثيرات النسبية المختلفة لمثل هذه الحركة، دون الاهتمام بالجوانب المهمة الأخرى للطيران بين النجوم. لكن الحقيقة هي أن الفضاء الخارجي ليس فراغا مطلقا، ​​بل هو وسط مادي، وهو ما يسمى عادة بالوسط بين النجوم. أنه يحتوي على الذرات والجزيئات وجزيئات الغبار والأجسام المادية الأخرى. وسيتعين على سفينة الفضاء أن تتفاعل جسديًا مع كل هذه الأجسام، الأمر الذي يصبح مشكلة عند التحرك بهذه السرعات. دعونا ننظر إلى هذه المشكلة بمزيد من التفصيل.
اكتشف علماء الفلك، من خلال مراقبة الانبعاث الراديوي من البيئة الكونية ومرور الضوء عبرها، وجود ذرات وجزيئات غازات في الفضاء الخارجي: وهي في الأساس ذرات هيدروجين ن ، جزيئات الهيدروجين ح 2 (يوجد بها نفس عدد الذرات تقريبًا ن ) ذرات الهيليوم لا (لهم في 6 مرات أقل من الذرات ن ) وذرات العناصر الأخرى (معظمها الكربون C والأكسجين عن والنيتروجين ن ) ، والتي يبلغ مجموعها حوالي 1 % من جميع الذرات. حتى هذه الجزيئات المعقدة مثل CO 2، CH 4، HCN، H 2 O، NH 3، HCOOH وغيرها ولكن بكميات ضئيلة (عددها أقل بمليارات المرات من الذرات). ن ). تركيز الغاز بين النجوم صغير جدًا ومتوسط ​​(بعيد عن سحب الغاز والغبار). 0,5-0,7 ذرات لكل 1 سم 3.
ومن الواضح أنه عندما تتحرك مركبة فضائية في مثل هذه البيئة، فإن هذا الغاز بين النجوم سيمارس مقاومة، مما يؤدي إلى إبطاء المركبة الفضائية وتدمير قذائفها. لذلك، تم اقتراح تحويل الضرر إلى فائدة وإنشاء محرك نفاث، والذي، من خلال جمع الغاز بين النجوم (وهو قيد التشغيل) 94 % يتكون من الهيدروجين) وإبادته مع احتياطيات المادة المضادة الموجودة على متنه، وبالتالي الحصول على طاقة لحركة المركبة الفضائية. وفقًا لمشروع المؤلفين، يجب أن يكون هناك مصدر مؤين أمام المركبة الفضائية (إنشاء شعاع إلكترون أو فوتون يؤين الذرات الواردة) وملف مغناطيسي يركز البروتونات الناتجة نحو محور المركبة الفضائية، حيث تكون تستخدم لإنشاء تيار نفاث فوتوني.
ولسوء الحظ، بعد الفحص الدقيق، يتبين أن هذا المشروع غير ممكن. بادئ ذي بدء، لا يمكن أن يكون الشعاع المؤين إلكترونًا (كما يصر المؤلفون) لسبب بسيط وهو أن المركبة الفضائية التي تبعث الإلكترونات ستكون مشحونة بشحنة موجبة، وعاجلاً أم آجلاً ستؤدي الحقول التي تنشأ عن هذه الشحنة إلى تعطيل عمل الإلكترونات. أنظمة المركبة الفضائية. إذا كنت تستخدم شعاع الفوتون، (ومع ذلك، بالنسبة لحزمة الإلكترون)، فإن الأمر ينزل إلى المقطع العرضي الصغير للتأين الضوئي للذرات. المشكلة هي أن احتمالية تأين الذرة بواسطة الفوتون ضئيلة للغاية (وبالتالي فإن الهواء لا يتأين بواسطة أشعة الليزر القوية). يتم التعبير عنها كميًا بواسطة مقطع التأين العرضي، والذي يساوي عدديًا نسبة عدد الذرات المتأينة إلى كثافة تدفق الفوتون (عدد الفوتونات الساقطة لكل 1 سم 2 في الثانية). يبدأ التأين الضوئي لذرات الهيدروجين عند طاقة الفوتون 13.6 إلكترون فولت= 2.18·10 -18ي (الطول الموجي 91.2 نانومتر)، وعند هذه الطاقة يكون المقطع العرضي للتأين الضوئي هو الحد الأقصى ويساوي 6.3·10 -18سم2 (ص410). وهذا يعني أن تأين ذرة هيدروجين واحدة يستغرق في المتوسط 1.6 10 17فوتونات لكل سم 2 في الثانية. لذلك، يجب أن تكون قوة مثل هذا الشعاع المؤين عملاقة: إذا تحركت المركبة الفضائية بسرعة الخامس ثم ل 1 لثانية واحدة 1 سم 2 من سطحه يطير عربة سكن متنقلة تصادم الذرات، حيث ص - تركيز الذرات، والتي في حالتنا للحركة القريبة من الضوء ستكون ذات حجم عربة سكن متنقلة=0.7·3·10 10 =2·10 10ذرات في الثانية 1 سم 2. وهذا يعني أن تدفق الفوتونات المؤينة يجب أن لا يكون أقل ن = 2·10 10 / 6.3·10 -18 =3·10 27 1/ سم 2 ق. الطاقة التي يحملها مثل هذا الدفق من الفوتونات ستكون مساوية لـ ه=2.18·10 -18 ·3·10 27 =6.5·10 9ي/سم 2 ثانية.
بالإضافة إلى ذلك، بالإضافة إلى ذرات الهيدروجين، سوف يطير نفس العدد من الجزيئات إلى المركبة الفضائية ح 2 ، ويحدث تأينها عند طاقة الفوتون 15.4 فولت (الطول الموجي 80.4 نانومتر). سيتطلب ذلك مضاعفة قوة التدفق تقريبًا، ويجب أن تكون طاقة التدفق الإجمالية ه=1.3·10 10ي/سم2. وللمقارنة يمكننا أن نشير إلى أن تدفق طاقة الفوتون على سطح الشمس يساوي 6.2 10 3 J/cm 2 s، أي أن المركبة الفضائية يجب أن تشرق أكثر من الشمس بمقدار مليوني مرة.
بما أن طاقة الفوتون وزخمه مرتبطان بالعلاقة E = روبية ، فإن هذا التدفق من الفوتونات سيكون له زخم ص=ES/س أين س - منطقة تناول الكتلة (حوالي 1000 م2) والذي سيكون 1.3 10 10 10 7 / 3 10 8 =4.3 10 8 Kg·m/s، ويتم توجيه هذا الدفع ضد السرعة ويبطئ سفينة الفضاء. في الواقع، اتضح أن هناك محرك فوتون أمام المركبة الفضائية ويدفعها في الاتجاه المعاكس - فمن الواضح أن مثل هذا الدفع والسحب لن يطير بعيدًا.
وبالتالي، فإن تأين الجسيمات الحادثة مكلف للغاية، ولا يعرف العلم الحديث أي طريقة أخرى لتركيز الغازات بين النجوم. ولكن حتى لو تم العثور على مثل هذه الطريقة، فإن المحرك النفاث التضاغطي لا يبرر نفسه: أظهر زنجر أيضًا (ص 112) أن مقدار الدفع للمحرك النفاث الفوتوني التضاغطي لا يكاد يذكر ولا يمكن استخدامه لتسريع صاروخ بقوة عالية التسريع. في الواقع، سيكون التدفق الإجمالي لكتلة الجزيئات الحادثة (بشكل رئيسي ذرات وجزيئات الهيدروجين). dm=3m ع Srv=3 1.67 10 -27 10 7 2 10 10 =10 -9كجم/ثانية. عند الإبادة، ستطلق هذه الكتلة الحد الأقصى ث = مولودية 2 = 9 10 7 J/s، وإذا تم إنفاق كل هذه الطاقة على تكوين تيار فوتون نفاث، فإن الزيادة في زخم المركبة الفضائية في الثانية ستكون د = ث/ج=9·10 7 /3·10 8 =0.3كجم م/ث، وهو ما يتوافق مع قوة الدفع 0.3 نيوتن. وبنفس القوة تقريبًا يضغط فأر صغير على الأرض، فتبين أن الجبل أنجب فأرًا. لذلك، فإن تصميم محركات نفاثة تضاغطية للرحلات بين النجوم ليس له أي معنى.

ويترتب على ما سبق أنه لن يكون من الممكن صرف الجزيئات الواردة من الوسط بين النجوم، وسيتعين على المركبة الفضائية أن تقبلها بجسمها. وهذا يؤدي إلى بعض المتطلبات لتصميم المركبة الفضائية: يجب أن يكون أمامها شاشة (على سبيل المثال، على شكل غطاء مخروطي)، والتي من شأنها حماية الجسم الرئيسي من آثار الجزيئات الكونية والإشعاع. وخلف الشاشة يجب أن يكون هناك مشعاع يزيل الحرارة من الشاشة (وفي نفس الوقت يعمل كشاشة ثانوية)، متصل بالجسم الرئيسي للمركبة الفضائية بعوارض عازلة للحرارة. يتم تفسير الحاجة إلى مثل هذا التصميم من خلال حقيقة أن الذرات الساقطة لديها طاقة حركية عالية؛ وسوف تخترق الشاشة بعمق، وتتباطأ فيها، وتبدد هذه الطاقة في شكل حرارة. على سبيل المثال، في سرعة الطيران 0,75 ج طاقة بروتون الهيدروجين ستكون تقريبية 500 MeV - في وحدات الفيزياء النووية، وهو ما يتوافق مع 8·10 -11ي. سوف تخترق الشاشة لعمق عدة مليمترات وتنقل هذه الطاقة إلى اهتزازات ذرات الشاشة. وسوف تطير مثل هذه الجزيئات 2 10 10الذرات ونفس عدد جزيئات الهيدروجين في الثانية الواحدة 1 سم 2، أي كل ثانية 1 سيصل 2 سم من سطح الشاشة 4.8 J من الطاقة تتحول إلى حرارة. لكن المشكلة تكمن في أنه لا يمكن إزالة هذه الحرارة في الفضاء إلا عن طريق بث موجات كهرومغناطيسية إلى الفضاء المحيط (لا يوجد هواء أو ماء هناك). وهذا يعني أن الشاشة ستسخن حتى يصبح إشعاعها الكهرومغناطيسي الحراري مساويا للطاقة القادمة من الجسيمات الساقطة. يتم تحديد الإشعاع الحراري للطاقة الكهرومغناطيسية من قبل الجسم بواسطة قانون ستيفان-بولتزمان، والذي بموجبه يتم تحديد الطاقة المنبعثة في الثانية مع 1 سم2 السطح متساوي ف=sТ ​​4 أين س=5.67·10 -12 J/cm 2 K 4 هو ثابت ستيفان، و ت - درجة حرارة سطح الجسم. الشرط لتحقيق التوازن سيكون س تي 4 = س أين س - الطاقة الواردة، أي أن درجة حرارة الشاشة ستكون T=(س/ث) 1/4 . وباستبدال القيم المقابلة في هذه الصيغة نجد أن الشاشة ستسخن إلى حد درجة الحرارة 959 س ك = 686 o ج. من الواضح أن درجة الحرارة هذه ستكون أعلى عند السرعات العالية. وهذا يعني، على سبيل المثال، أن الشاشة لا يمكن أن تكون مصنوعة من الألومنيوم (نقطة انصهاره هي فقط 660 o C)، ويجب أن تكون معزولة حرارياً عن الجسم الرئيسي للمركبة الفضائية - وإلا ستصبح حجرات المعيشة دافئة بشكل غير مقبول. ولتسهيل النظام الحراري للشاشة، من الضروري إرفاق مشعاع بسطح إشعاعي كبير (يمكن تصنيعه من الألومنيوم)، على سبيل المثال، على شكل نظام خلوي من الأضلاع الطولية والعرضية، في حين أن الأضلاع المستعرضة ستعمل في نفس الوقت كشاشات ثانوية، تحمي الأجزاء الحية من الشظايا وجزيئات الإشعاع التي تسقط على الشاشة، وما إلى ذلك.

لكن الحماية من الذرات والجزيئات ليست المشكلة الرئيسية للطيران بين النجوم. وقد توصل علماء الفلك، من خلال مراقبة امتصاص النجوم للضوء، إلى وجود كمية كبيرة من الغبار في الفضاء بين النجوم. هذه الجسيمات التي تشتت الضوء وتمتصه بقوة، لها أبعاد 0.1-1 ميكرون وكتلة النظام 10 -13 ز، وتركيزها أقل بكثير من تركيز الذرات ويساوي تقريبًا ص=10 -12 1/سم3 حسب كثافتها ( 1 جم/سم 3) ومعامل الانكسار ( ن=1.3 ) وهي في الأساس كرات ثلجية تتكون من غازات كونية متجمدة (الهيدروجين والماء والميثان والأمونيا) مع خليط من الكربون الصلب وجزيئات معدنية. ويبدو أن نوى المذنبات التي لها نفس التركيب تتشكل منها. وعلى الرغم من أن هذه التشكيلات ينبغي أن تكون فضفاضة إلى حد ما، إلا أنها يمكن أن تسبب ضررًا كبيرًا عند السرعات القريبة من الضوء.
وفي مثل هذه السرعات تبدأ التأثيرات النسبية في الظهور بقوة، ويتم تحديد الطاقة الحركية للجسم في المنطقة النسبية بالتعبير

كما نرى، تزداد طاقة الجسم بشكل حاد عندما يقترب v من سرعة الضوء c: إذن، بسرعة 0.7 مع ذرة من الغبار م = 10 -13 g لديه طاقة حركية 3.59 J (انظر الجدول 1) وضربها على الشاشة يعادل انفجارا فيها تقريبا 1 ملغ من مادة تي ان تي. بسرعة 0.99 هذه البقعة من الغبار سيكون لها طاقة 54.7 J، والتي تعادل طاقة رصاصة أطلقت من مسدس ماكاروف ( 80 ي). وبمثل هذه السرعات، يتبين أن كل سنتيمتر مربع من سطح الشاشة يتعرض بشكل مستمر للرصاص (والمتفجرة) بتردد 12 طلقات في الدقيقة. من الواضح أنه لن تتحمل أي شاشة مثل هذا التعرض لعدة سنوات من الرحلة.

الجدول 1: نسب الطاقة

التسميات: ه ص - الطاقة الحركية للبروتون بوحدة MeV ل - الطاقة الحركية لـ 1 كجم من المادة في J ت - مادة تي إن تي تعادل كيلوغراماً بالطن من مادة تي إن تي.

لتقييم عواقب اصطدام جسيم بسطح ما، يمكنك استخدام الصيغة التي اقترحها F. Whipple، المتخصص في هذه القضايا (ص 134)، والتي بموجبها تكون أبعاد الحفرة الناتجة تساوي

أين د - كثافة مادة الشاشة، س - حرارة الانصهار النوعية .

ولكن هنا علينا أن نضع في اعتبارنا أننا في الواقع لا نعرف كيف ستؤثر جزيئات الغبار على مادة الشاشة عند هذه السرعات. هذه الصيغة صالحة لسرعات التأثير المنخفضة (من الرتبة 50 كم/ث أو أقل)، وعند سرعات الاصطدام القريبة من الضوء، يجب أن تتم العمليات الفيزيائية للارتطام والانفجار بشكل مختلف تمامًا وأكثر كثافة. لا يمكن للمرء إلا أن يفترض أنه بسبب التأثيرات النسبية والقصور الذاتي الكبير لمادة حبيبات الغبار، سيتم توجيه الانفجار إلى عمق الشاشة، مثل انفجار تراكمي، وسيؤدي إلى تكوين حفرة أعمق بكثير. تعكس الصيغة المعطاة علاقات الطاقة العامة، ونفترض أنها مناسبة لتقييم نتائج الاصطدام والسرعات القريبة من الضوء.
على ما يبدو، فإن أفضل مادة للشاشة هي التيتانيوم (بسبب كثافته المنخفضة وخصائصه الفيزيائية)، والتي د=4.5 جم / سم 3 و س=315 كيلوجول/كجم، وهو ما يعطي

د=0.00126· ه 1/3 متر

في الخامس=0.1 ج نحصل عليه ه=0.045 ي و د=0.00126·0.356=0.000448م= 0.45 مم. من السهل العثور على ذلك بعد المرور عبر 1 سنة ضوئية، ستلتقي شاشة المركبة الفضائية ن = روبية=10 -12 ·9.46·10 17 =10 6بقع من الغبار لكل سم 2، وكل 500 سوف تقوم جزيئات الغبار بإزالة الطبقة 0.448 شاشة مم. وبعد ذلك 1 سنوات ضوئية من السفر سيتم مسح الشاشة بالسمك 90 سم ويترتب على ذلك أنه بالنسبة للطيران بمثل هذه السرعات، على سبيل المثال، إلى Proxima Centauri (هناك فقط)، يجب أن يكون سمك الشاشة تقريبًا. 5 متر والكتلة حوالي 2.25 ألف طن. وبسرعات عالية سيكون الوضع أسوأ:

الجدول 2: سمك X التيتانيوم، قابل للمسح 1 السفر بالسنة الضوئية

كما يتبين، متى الخامس / ج >0.1 يجب أن يكون للشاشة سمك غير مقبول (عشرات ومئات الأمتار) وكتلة (مئات الآلاف من الأطنان). في الواقع، ستتألف المركبة الفضائية بشكل أساسي من هذه الشاشة والوقود، الأمر الذي سيتطلب عدة ملايين من الأطنان. وبسبب هذه الظروف، فإن الرحلات الجوية بهذه السرعات مستحيلة.

إن التأثير الكاشط للغبار الكوني لا يستنفد في الواقع النطاق الكامل للتأثيرات التي ستتعرض لها المركبة الفضائية أثناء الرحلة بين النجوم. من الواضح أنه في الفضاء بين النجوم لا توجد حبيبات غبار فحسب، بل توجد أيضًا أجسام ذات أحجام وكتل أخرى، لكن علماء الفلك لا يستطيعون مراقبتها بشكل مباشر نظرًا لأنه على الرغم من أن أحجامها أكبر، إلا أنها في حد ذاتها أصغر، لذا فهي لا تشكل مساهمة ملحوظة في امتصاص ضوء النجوم (حبيبات الغبار التي تمت مناقشتها سابقًا لها حجم يتوافق مع الطول الموجي للضوء المرئي وبالتالي تمتصها وتشتتها بقوة، وهناك الكثير منها، ولهذا السبب يراقبها علماء الفلك بشكل أساسي) .
لكن يمكننا الحصول على فكرة عن الأجسام الموجودة في الفضاء السحيق من الأجسام التي نلاحظها في النظام الشمسي، بما في ذلك القريبة من الأرض. في الواقع، كما تظهر القياسات، يتحرك النظام الشمسي بالنسبة للنجوم المجاورة تقريبًا في اتجاه فيجا بسرعة 15.5 كم/ث، مما يعني أنه في كل ثانية يكتسح المزيد والمزيد من الأحجام الجديدة من الفضاء الخارجي مع محتوياته. بالطبع، لم يكن كل شيء قريب من الشمس يأتي من الخارج؛ فالكثير من الأجسام كانت في الأصل عناصر من النظام الشمسي (الكواكب والكويكبات والعديد من زخات الشهب). لكن علماء الفلك لاحظوا أكثر من مرة، على سبيل المثال، تحليق بعض المذنبات التي وصلت من الفضاء بين النجوم وعادت إلى هناك. وهذا يعني أن هناك أجسامًا كبيرة جدًا (تزن ملايين ومليارات الأطنان)، لكنها نادرة جدًا. ومن الواضح أن الأجسام من أي كتلة تقريبًا يمكن أن تجتمع هناك، ولكن باحتمالات مختلفة. ومن أجل تقدير احتمالية مواجهة أجسام مختلفة في الفضاء بين النجوم، نحتاج إلى إيجاد توزيع هذه الأجسام حسب الكتلة.
أولا وقبل كل شيء، عليك أن تعرف ماذا يحدث للأجسام عندما تكون في النظام الشمسي. لقد تمت دراسة هذا السؤال جيدًا من قبل علماء الفيزياء الفلكية، ووجدوا أن عمر الأجسام غير الكبيرة جدًا في النظام الشمسي محدود جدًا. وبالتالي، فإن الجزيئات الصغيرة وجزيئات الغبار ذات كتل أقل من 10 -12 يتم ببساطة دفع g خارج النظام الشمسي عن طريق تيارات الضوء والبروتونات القادمة من الشمس (كما يمكن رؤيته في ذيول المذنبات). أما بالنسبة للجسيمات الأكبر حجمًا، فالنتيجة هي العكس: نتيجة لما يسمى بتأثير بوينتنج-روبرتسون، فإنها تسقط باتجاه الشمس، وتنحدر تدريجيًا نحوها في شكل حلزوني على مدى حوالي عدة عشرات الآلاف من السنين.
وهذا يعني أن الجسيمات المتفرقة والنيازك الدقيقة التي تم رصدها في النظام الشمسي (غير المرتبطة بزخات الشهب الخاصة به) دخلت إليه من الفضاء المحيط به، حيث أن جزيئاته من هذا النوع قد اختفت منذ فترة طويلة. ولذلك، يمكن العثور على الاعتماد المطلوب من خلال ملاحظات الجسيمات المتفرقة في النظام الشمسي نفسه. وقد تم إجراء مثل هذه الملاحظات لفترة طويلة، وتوصل الباحثون إلى نتيجة (،) مفادها أن قانون توزيع الأجسام الكونية حسب الكتلة له الشكل ن(م)=ن 0 /م ط القياسات المباشرة للنيازك المتفرقة في الكتلة تتراوح من 10 -3 قبل 10 2 g (ص 127) يُعطى لكثافة تدفق النيازك التي تزيد كتلتها عن م إدمان الجرام

F( م)=ف(1)/ م 1.1

تم الحصول على النتائج الأكثر موثوقية بشأن هذه المسألة من قياسات الحفر الدقيقة المتكونة على أسطح المركبات الفضائية (ص 195)، كما أنها تعطي أيضًا ك=1.1 في نطاق الكتلة من 10 -6 قبل 10 5 د. بالنسبة للكتل الأصغر، يبقى أن نفترض أن هذا التوزيع ينطبق عليها أيضًا. لأن حجم تدفق الجسيمات أكبر 1 د قياسات مختلفة تعطي القيم 10 -15 1) 2·10 -14 1/م2ث، وبما أن حجم التدفق يرتبط بالكثافة المكانية للأجسام بالعلاقة Ф=rv ومن هنا نجد أن التركيز في الفضاء للأجسام التي كتلتها أكبر من م تعطى بواسطة الصيغة

ص ( م)=ص 1 /م 1.1

أين هي المعلمة ص 1 يمكن العثور عليها من خلال أخذ متوسط ​​سرعة جزيئات النيزك المتفرقة الخامس=15 كم/ث (كما يتبين من قياسات ب. ميلمان)، إذن ص 1 = Ф(1)/تتبين أنها متساوية في المتوسط 5·10 -25 1/سم3.
ومن التوزيع الناتج نجد أن تركيز الجزيئات ذات كتلتها أكبر 0.1 g يساوي في المتوسط ص(0.1)=ص 1· (10) · 1.1=6.29 · 10 -24 1/سم3 مما يعني أنه في الطريق إلى 1 ستلتقي المركبة الفضائية بسنة ضوئية في 1 سم 2 الأسطح ن = روبية=5.9·10 -6مثل هذه الجزيئات ذات المساحة الإجمالية س=100 م2 = 10 6 سم 2 لن يكون أقل 5 الجسيمات أكثر ضخمة 0.1 g على كامل المقطع العرضي للمركبة الفضائية. وكل جسيم من هذا القبيل الخامس=0.1 ج لديه طاقة أكثر 4.53 10 10 J، وهو ما يعادل الانفجار التراكمي 11 طن من مادة تي ان تي. حتى لو كانت الشاشة قادرة على تحمل ذلك، فهذا ما سيحدث بعد ذلك: نظرًا لأنه من غير المرجح أن يصطدم الجسيم بمركز الشاشة تمامًا، فستظهر في لحظة الانفجار قوة تدور المركبة الفضائية حول مركز كتلتها . أولا، سوف يغير اتجاه الرحلة قليلا، وثانيا، سوف يحول سفينة الفضاء، ويعرض جانبها لتدفق الجزيئات القادمة. وسرعان ما تمزق المركبة الفضائية إلى أشلاء، وإذا كان هناك احتياطيات من المادة المضادة على متنها، فسينتهي كل شيء بسلسلة من انفجارات الإبادة (أو انفجار واحد كبير).
يعرب بعض المؤلفين عن أملهم في إمكانية تجنب نيزك خطير. دعونا نرى كيف سيبدو في سرعة الضوء الخامس=0.1 ج. وزن النيزك 0.1 g يبلغ حجمه تقريبًا. 2 مم وما يعادلها من الطاقة 10.9 طن من مادة تي ان تي. سيؤدي ضرب المركبة الفضائية إلى انفجار مميت، وسيتعين عليك مراوغته. لنفترض أن رادار المركبة الفضائية قادر على اكتشاف مثل هذا النيزك من مسافة بعيدة X=1000 كم - على الرغم من أنه ليس من الواضح كيف سيتم ذلك، فمن ناحية يجب أن يكون الرادار أمام الشاشة حتى يقوم بوظيفته، ومن ناحية أخرى خلف الشاشة حتى لا يتم تدميره عن طريق تدفق الجزيئات الواردة.
ولكن دعنا نقول، ثم في الوقت المناسب ر = س / الخامس = 0.03 ثواني يجب أن تتفاعل المركبة الفضائية وتنحرف مسافة في= 5 م (حساب قطر المركبة الفضائية 10 متر). وهذا يعني أنه يجب أن يكتسب السرعة في الاتجاه العرضي ش=ص/ر - مرة أخرى في الوقت المناسب ر أي أن تسارعه يجب ألا يكون أقل من ذلك أ=ص/ر 2 = 150 م / ث 2 . هذا هو التسارع في 15 مرات أكثر من المعتاد، ولن يتمكن أي من أفراد الطاقم والعديد من أدوات سفينة الفضاء من الصمود أمامه. وإذا كانت كتلة المركبة الفضائية حوالي 50 000 طن، فإن هذا سوف يتطلب القوة و = صباحا= 7.5 10 9نيوتن. لا يمكن الحصول على مثل هذه القوة لمدة جزء من الألف من الثانية إلا من خلال إحداث انفجار قوي على مركبة فضائية: مع انفجار كيميائي، يتم الحصول على ضغط من حيث الحجم 10 5 أجواء= 10 10 نيوتن/م2 وسيكون قادرًا على قلب سفينة الفضاء إلى الجانب. وهذا يعني أنه من أجل تجنب الانفجار، عليك تفجير سفينة الفضاء...
وبالتالي، حتى لو كان من الممكن تسريع سفينة الفضاء إلى سرعة الضوء، فلن تصل إلى هدفها النهائي - سيكون هناك الكثير من العقبات في طريقها. لذلك، لا يمكن تنفيذ الرحلات الجوية بين النجوم إلا بسرعات أقل بكثير، وفقًا لترتيب 0.01 ق أو أقل. وهذا يعني أن استعمار العوالم الأخرى يمكن أن يحدث بوتيرة بطيئة، لأن كل رحلة ستستغرق مئات وآلاف السنين، ولهذا سيكون من الضروري إرسال مستعمرات كبيرة من الناس إلى نجوم أخرى قادرة على الوجود والتطور بشكل مستقل. يمكن أن يكون كويكب صغير مصنوع من الهيدروجين المتجمد مناسبًا لمثل هذا الغرض: يمكن بناء مدينة ذات حجم مناسب بداخله، حيث سيعيش رواد الفضاء، وسيتم استخدام مادة الكويكب نفسها كوقود لمحطة الطاقة النووية الحرارية والمحرك. لا يمكن للعلم الحديث أن يقدم أي طرق أخرى لاستكشاف الفضاء السحيق.
هناك جانب إيجابي واحد فقط في كل هذا: غزو جحافل الكائنات الفضائية العدوانية لا يهدد الأرض - وهذا أمر معقد للغاية. لكن الوجه الآخر للعملة هو أنه لن يكون من الممكن الوصول إلى عوالم حيث يوجد "إخوة في الاعتبار" خلال عشرات الآلاف من السنين القليلة القادمة. ولذلك فإن أسرع طريقة لكشف الكائنات الفضائية هي إجراء اتصالات باستخدام إشارات الراديو أو بعض الإشارات الأخرى.

فهرس

1. نوفيكوف آي.دي. النظرية النسبية والرحلات بين النجوم - م.: المعرفة، 1960
2. بيرلمان ر.ج. أهداف وطرق استكشاف الفضاء - م: ناوكا، 1967
3. بيرلمان ر.ج. محركات السفن المجرية - م: أد. أكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، 1962
4. بورداكوف ف.ب.، دانيلوف يو.آي. الموارد الخارجية والملاحة الفضائية - م: أتوميزدات، 1976
5. زنجر إي.، حول ميكانيكا صواريخ الفوتون – م.: أد. الأدب الأجنبي، 1958
6. زاكيروف أ.ن. ميكانيكا الرحلات الفضائية النسبية - م: ناوكا، 1984
7. ألين ك.و. الكميات الفيزيائية الفلكية - م: مير، 1977
8. مارتينوف د.يا. دورة الفيزياء الفلكية العامة - م: ناوكا، 1971
9. الكميات الفيزيائية (دليل) - م.: Energoatomizdat, 1991
10. بورداكوف ف.ب.، سيجل ف.يو. الأسس الفيزيائية للملاحة الفضائية (فيزياء الفضاء) - م: أتوميزدات، 1974
11. سبيتزر إل. الفضاء بين النجوم - م: مير، 1986.
12. ليبيدينتس ف.م. الهباء الجوي في الغلاف الجوي العلوي والغبار الكوني - L.: Gidrometeoizdat, 1981
13. باباجانوف بي. النيازك ورصدها - م: ناوكا، 1987
14. أكيشين آي.، نوفيكوف إل.إس. تأثير البيئة على مواد المركبات الفضائية - م: المعرفة، 1983