В этом году космос вернулся в моду. Все песни только о холодной пустоте, далёких планетах и тысячах световых лет. Человечество снова задумывается о том, куда бы переехать из безнадежно захламлённой квартиры. Мы мечтаем о новом доме, где всё можно будет начать с чистого листа.
Главная беда подобных мечтаний — небезызвестная теория относительности, в которой ясно сказано, что никакое тело не может двигаться быстрее света в вакууме. Преодолеть скорость света в классическом понимании физики пока невозможно. Этот факт всегда ставил реализуемость межгалактических пилотируемых миссий под большое сомнение. Вероятно, решением проблемы станет «теория всего», которая гипотетически должна объединить все известные фундаментальные взаимодействия, в первую очередь квантовую механику и ту самую общую теорию относительности. Вот тут мы смогли бы по-новому взглянуть на всю проблематику межгалактических путешествий. А пока этого не случилось, стоит рассказать о теоретически возможных способах для человека покинуть родную галактику.
Супердвигатель
Первым и самым реалистичным способом можно считать создание мощного двигателя, способного разогнать корабль достаточно, чтобы доставить астронавтов до другой звёздной системы. Ближайшая к нам звезда Проксима Центавра находится на расстоянии 4,24 световых лет. И она уже не выглядит такой далёкой, если рассматривать гипотетические фотонные ракетные двигатели, называемые иначе аннигиляционными. Физики Вэймин Чжан и Ронан Кин рассчитали, что, используя даже те знания и технологии, которыми учёные располагают на данный момент, можно разогнать космический корабль до 70% от световой скорости, то есть приблизительно до 210 тысяч км/сек. К сожалению, создание антивещества, которое служило бы топливом для подобного двигателя, пока слишком трудное и затратное.
Вещество, состоящее из атомов, ядра которых имеют отрицательный электрический заряд и окружены позитронами — электронами с положительным электрическим зарядом; в обычном веществе, из которого построен окружающий нас мир, положительно заряженные ядра окружены отрицательно заряженными электронами. — Прим. ред.
Космический мусор и астероиды частенько становятся серьёзным препятствием для астронавтов в кино, но они же действительно являются основной угрозой и в реальных расчётах межгалактических путешествий. Считается, что на скорости более 0,1 от световой корабль не успеет изменить курс и избежать столкновения с космическим телом. В этом случае астронавтов не спасет даже защитный экран, который для движения на таких скоростях должен иметь толщину десятки метров и массу сотни тысяч тонн для защиты хотя бы от межзвёздной пыли.
Самый реалистичных из существовавших проектов — корабль «Дедал», получивший своё название из древнегреческой мифологии. На протяжении четырёх лет, с 1973 по 1977 год, над проектом работали 11 британских инженеров, но он, к сожалению, так и не воплотился в жизнь, оставшись на бумаге. Из-за исполинских размеров построить такой корабль удалось бы только в открытом космосе. По размерам «Дедал» вполне сопоставим с Эмпайр-стейт-билдинг, а вес одного только топлива превышал 100 тысяч тонн. Звездолёт должен был достигнуть звезды Барнарда, удалённой от Земли на 5,91 световых лет, за полвека. Участие астронавтов в полёте не рассматривалось. Пассажирами корабля могли стать только 18 зондов с ионными двигателями, предназначенные для детального изучения звезды Барнарда и её окрестностей. В настоящее время американской некоммерческой группой ученых Tau Zero и Британским межпланетным обществом ведётся разработка нового проекта «Икар», который должен вобрать в себя некоторые элементы своего предшественника. Результаты исследований планируется опубликовать в конце текущего года.
Проход сквозь искривлённое пространство
Если опровергнуть теорию относительности нельзя и преодолеть скорость света невозможно, то нужно найти вариант обхода. В этом заключается второй способ — искривление пространства-времени варп-двигателем. Корабль как бы сжимает пространство, не приближая себя к конечной точке путешествия и приближая саму точку A к точке Б. Такой «объезд» позволил бы преодолевать тысячи световых лет, не затрачивая при этом большого количества земного времени. Конечно, пока никто не поместил кротовую нору в окрестностях Сатурна, это выглядело чем-то фантастическим, но в 1994 году мексиканский физик-теоретик Мигель Алькубьерре, вдохновлённый сериалом «Звёздный путь», предложил идею создания устройства по искривлению пространства. Механизм сжимал бы его спереди и расширял за кормой корабля. Сам звездолёт находился бы в своеобразном пузыре и относительно него оставался бы практически неподвижным.
собирательный, фантастический научно-теоретический образ технологии или явления из вымышленной вселенной «Стартрека», позволяющей попасть из одной точки пространства в другую быстрее, чем это делает свет: это становится возможным благодаря генерации специального поля искривления — варп-поля, — которое окутывает судно и искажает пространственно-временной континуум космического пространства, перемещая его. — Прим. ред.
Варп-двигатель, помимо сериала «Звёздный путь», где он был отражён наиболее точно, также был задействован в «Звёздных вратах» и «Звёздных войнах». Там космические корабли преодолевали гигантские расстояния именно с помощью технологии искусственного искривления пространства.
В 2010 году агентства NASA и DARPA (Американское агентство передовых оборонных исследовательских проектов) приступили к разработке проекта 100 Year Starship, целью которого является не постройка конкретного корабля, а стимулирование нескольких поколений учёных на исследования в различных дисциплинах и создание прорывных технологий. В сентябре 2012 года на конференции в Хьюстоне инженер Гарольд Уайт уже презентовал первые результаты экспериментов своей исследовательской группы Eagleworks. За основу был взят проект пузыря Алькубьерре. Согласно расчётам Уайта, корабль, оборудованный варп-двигателем, способен достигнуть Альфы Центавры (расстояние до неё составляет 4,36 световых лет) за две недели, в то время как такой полёт на обычном современном корабле занял бы порядка 75 тысяч лет. Многие светлые умы современной науки достаточно скептически отнеслись к подобной технологии перемещения в пространстве. Хотя бы потому, что движение быстрее скорости света — это и движение сквозь время, поэтому варп-двигатель представляет собой не что иное, как вариант машины времени, что плохо соотносится с той самой теорией относительности. Однако Уайт, как и Мигель Алькубьерре, уверен в том, что подобный двигатель реален. Более того, по его словам, создание такого двигателя возможно в самое ближайшее время, уже в нашем поколении. Остаётся дождаться результатов исследований.
Гарольд Уайт
Корабль поколений
Третьим способом покорения Вселенной людьми можно считать создание корабля поколений. В основе подобных проектов не лежит мощный двигатель или проблема быстрой доставки астронавтов к другим звёздным системам. Корабль поколений — это человеческая колония. Автономная космическая станция, конечной целью экспедиции которой может являться как доставка людей на планету, пригодную для жизни, так и изучение просторов Вселенной на протяжении сотен и тысяч лет.
Стэнфордский тор — наиболее подробно описанный проект корабля поколений. В 1975 году он был предложен командой студентов Стэнфордского университета и представляет собой кольцевидную вращающуюся станцию диаметром около 1,8 километра, с осью в центре, предназначенную для проживания 10 тысяч человек. Вращение объекта создавало бы гравитацию во внутренней, жилой части кольца. В качестве источника питания планировалось использовать солнечный свет, который поступает внутрь с помощью системы зеркал. Большая площадь внутреннего пространства станции позволяет создать полноценную замкнутую экосистему.
Первой проблемой воплощения такого проекта является полная автономность корабля, то есть обеспечение питанием, кислородом, топливом, переработка отходов т. д. Но даже если не заострять внимание на этой детали, основная проблема всё же кроется в поле морали. Если первое поколение людей сможет смириться с тем, что больше никогда не увидит Землю и им суждено умереть в космосе ради их миссии, то последующие поколения на станции, являющиеся промежуточными, столкнутся с трудностями осознания конечной цели их жизни, которая будет складываться разве что в сборе данных, поддержании курса, а главное — в продолжении рода. Об этом не раз думали научные фантасты. Например, в романе Роберта Хайнлайна «Пасынки Вселенной» рассказывается как раз о том, что последующие поколения астронавтов в результате мятежа на корабле вообще забыли о финальной цели своего пути и скатились до уровня доиндустриального общества, на многие годы застряв на дрейфующей станции. Возможно, выходом из ситуации станут анабиоз или крионирование, но такие технологии пока недостаточно развиты.
Наша история уже узнала первые реальные попытки создания человеческой колонии. Программа Mars One, создаваемая голландской частной компанией под руководством изобретателя и предпринимателя Баса Лансдорпа, подразумевает высадку первых людей на поверхности Марса для последующей его колонизации уже в 2025 году. На данный момент после двух туров отбора, в качестве претендентов остались 705 человек, в числе которых 36 из России. Колонисты неизбежно столкнутся с той же моральной проблемой, что и на корабле поколений — они не смогут вернуться. Осуществить взлёт корабля с поверхности Красной планеты без космодрома, учитывая современные технологии, невозможно. И, вероятней всего, первым людям на Марсе придётся смириться с тем, что увидеть Землю они смогут разве что на экране монитора.
Не стоит забывать, что маленькие частицы нашей цивилизации уже покинули пределы Солнечной системы. Запущенные в 1977 году аппараты «Вояджер-1» и «Вояджер-2» уже изучают межзвёздное пространство и несут на борту послание для неземных цивилизаций. Человечество действительно стоит на пороге великих открытий. Если верить теории технологической сингулярности, то в недалёком будущем нас ждёт граница, за которой технологический и научный прогресс станет недоступным пониманию из-за своей сложности и быстроты развития. После наступления технологической сингулярности научные свершения станут такой же рутиной, как выход нового смартфона. Многие учёные связывают это с появлением искусственного интеллекта, а в качестве наиболее вероятного временного интервала называется период 2016–2040 года. Поп-культура вновь не ошиблась — сейчас самое время для снов о космическом будущем.
Комментарии
Подписаться