Продолжение статьи "Путешествие быстрее скорости света: [2 часть] Деформационные поля на службе варпа"
По словам доктора Уайта, осуществление межзвездных космических полетов является чрезвычайно сложной задачей и потребует некоторых революционных прорывов:
«Когда люди думают о космических путешествиях сегодня, они могут думать об отправке людей обратно на поверхность Луны или об аккуратных марсоходах на поверхности Марса, занимающихся интересными вещами. И это удивительные примеры освоения космоса, но все они возможны с использованием химического двигателя. Если мы хотим отправить людей во внешние части Солнечной системы, если мы хотим доставить экипаж с Земли на Сатурн за 200 дней, количество энергии, необходимое для того, чтобы сделать что-то подобное возможным, на целый порядок больше, чем нужно. требуется, чтобы доставить полезную нагрузку с поверхности Земли на низкую околоземную орбиту».
Проще говоря, невозможно выполнить дальние миссии за разумное время с использованием химического двигателя. Чтобы это произошло нам нужно выйти за рамки известной физики. С этой целью принят план исследования, основанный на трех широких категориях теоретических двигателей, каждая из которых более продвинута, чем предыдущая. Первый этап (Fission или "деление") посвящен продвижению технологии ядерно-электрического двигателя (Nuclear Electric Propulsion, NEP), которую НАСА и другие космические агентства изучают для своих будущих исследовательских целей.
Эта проверенная временем концепция использует ядерные реакторы для питания двигателей на эффекте Холла (также известных как ионные двигатели), которые ионизируют инертные газы (например, ксенон) для создания заряженной плазмы, используемой для приведения в движение. Преимущества этого метода заключаются в том, что он находится в области известной физики и был подтвержден прошлыми экспериментами как НАСА, так и советских космических программ. Сюда входит ядерный спутник НАСА Systems for Nuclear Auxiliary Power-10A (SNAP-10A), испытанный в 1965 году и находившийся в космосе в течение 43 дней.
Тем временем Советский Союз отправлял в космос около 40 ядерно-электрических спутников, самым мощным из которых был реактор ТОПАЗ-II, производивший 10 киловатт электроэнергии. Есть также испытанный на земле ядерный двигатель для ракетных транспортных средств (NERVA), концепция ядерной тепловой тяги (NTP), разработанная НАСА в 1968-69 годах. По сравнению с NEP, этот метод использует ядерный реактор для нагревания водородного топлива и полученной плазмы для создания движения. Это остается единственной концепцией, способной генерировать мощность в мегаваттном (МВт) диапазоне, что абсолютно необходимо для миссий с экипажем.
В частности, доктор Уайт и его команда работают над двигателем NEP, который мог бы генерировать мощность 2–50 МВт, что позволило бы быстро добраться до Сатурна и других мест во внешней Солнечной системе — около ~ 1000 а.е. (149,6 млрд км или 92,9 млрд миль) от нашего Солнца. Однако этим космическим кораблям NEP потребуется несколько тысяч лет, чтобы добраться до Проксимы Центавра. По словам доктора Уайта, чтобы двигаться быстрее, нужно выйти за рамки деления и «немного двигаться в неизвестность».
Именно тут наступает время для следующего второго этапа плана института LSI (Fusion или "слияние"), который требует разработки термоядерных электрических двигателей (fusion electric propulsion, FEP) мощностью от 50 до 500 МВт. Как описал это доктор Уайт:
«Вместо деления и урана мы используем дейтерий и тритий или какую-то комбинацию газов, которые мы могли бы сплавить при очень высоких температурах, когда они находятся в форме плазмы. Термоядерный двигатель немного более эффективен, чем ядерно-электрический двигатель. Единственное предостережение заключается в том, что у нас нет термоядерных реакторов по всей планете. Итак, проектирование термоядерного реактора нам еще предстоит проработать. Но на самом деле это может быть немного ближе, чем думает большинство людей».
«Но термоядерный двигатель позволит нам отправлять большие полезные грузы на Проксиму Центавра через 100 лет. Может быть, меньше, если вы хотите стать агрессивнее с delta-v (ускорение). Но если мы хотим совершить межзвездную миссию к Проксиме Центавра и хотим добраться туда через 20 лет или меньше, именно там мы должны смотреть на границы физики — твердо двигаться в неизвестность».
И здесь вступает в игру третий этап (Breakthrough или "прорыв"), когда необходимо добиться значительного прогресса в нашем понимании физики. Этот шаг требует, чтобы ученые нашли ответ на то, как четыре фундаментальные силы, управляющие Вселенной, сочетаются друг с другом. Это включает в себя теорию относительности, которая описывает, как гравитация управляет взаимодействиями в больших масштабах, и квантовую механику, которая описывает, как материя ведет себя в мельчайших масштабах (атомный и субатомный уровни).
По сути, нам нужна Теория Всего (или теория «квантовой гравитации»), которая ускользала от ученых около века. Вот почему доктор Уайт и LSI используют поэтапный подход, включающий будущие инновации и открытия. По словам доктора Уайта, они могут появиться раньше, чем ожидалось, из-за внедрения искусственного интеллекта, машинного обучения и передовых вычислений. Тем временем предстоит провести множество исследований, которые находятся в области известной физики.
