Приветствую всех вас, дорогие фантасты и любители фантастики! Меня зовут Николай Остапцов, писатель-фантаст, вице-президент и обозреватель Крымского клуба фантастов «Фанданго», участник семинаров «Фанданго-Аэлита», лауреат конкурсов...
========================================
Неизменный предмет антуража НФ о будущем - звездолёт. Это и не удивительно: едва на горизонте забрезжила возможность космических полётов, фантазия писателей-фантастов нарисовала десятки вариантов звёздных кораблей, а с появлением первых спутников стало ясно: космические полёты - гораздо более реальны, чем самые смелые мечты.
Скоро исполнится 66 лет со дня запуска Первого ИСЗ (искусственного спутника Земли, если кто запамятовал), с начала Космической эры!
Главный конструктор, академик С.П. Королёв, на вопрос, как он относится к фантастике, ответил просто: "Предпочитаю фантастику в чертежах!"
Как выглядела легендарна ракета Р-7, которая вывела Спутник-1 на орбиту? Сейчас это узнать не сложно. Глядь в интернет, а там...
Увы, подобной информации в те годы писатели-фантасты получить не могли, а потому - давали волю своей фантазии...
Что ж, то что уже становящаяся привычной ракета на химическом топливе уже перестала быть фантастикой. К тому же, стало понятно, что на такой машине "далеко не улетишь"...
На сцену выходят ядерные корабли! Это не удивительно: уже стали широко известны подводные лодки с ЯСУ (ядерной силовой установкой), сокращение АПЛ (атомная подводная лодка) никого не удивляет. Естественно, фантасты смело ставят ЯСУ на свои звездолёты. Помните "Альбатрос" Станислава Лема? Пилот Пиркс стал свидетелем гибели корабля из-за аварии ядерного реактора...
Есть ли перспектива межзвёздных полётов у кораблей с ЯСУ?
Атомный реактор, водружённый на космический корабль, позволит увеличит скорость полёта... вдвое! Конечно, это не так уж мало, но о межзвёздных полётах с таким двигателем можно и не мечтать.
Ладно, не будем о грустном. Просто рассмотрим проблемы, возникающие при эксплуатации таких кораблей:
1. Атомный реактор - штука довольно громоздкая и тяжёлая.
2. Не очень понятно, как его обслуживать: реактивная струя корабля с ЯСУ будет "Ну, о-о-очень радиоактивная"...
3. Расход ядерного топлива будет просто колоссальным, а уран (если реактор будет работать именно на нём) - материал чертовски дорогой.
В то же время, если не раньше, Иван Антонович Ефремов описывал звездолёты "Тантра" и "Парус" в романе "Туманность Андромеды".
Помните? В качестве топлива применялся "анамезон" - фантастическое топливо, которое давало околосветовую скорость истечения реактивной струи и позволяло разогнать звездолёт до 5/6 скорости света (примерно – 250 тыс. км/сек). Для посадки применялись другие двигатели. Это рассматривалось как-то "исподволь": на "Парусе" космолётчики слушали записи бортового журнала, где мелькнула фраза: "Ударим планетарными!..."
Упоминал И.А. Ефремов и Ионный двигатель — тип электрического ракетного двигателя, принцип работы которого основан на создании реактивной тяги на базе ионизированного газа, разогнанного до высоких скоростей в электрическом поле. Достоинством этого типа двигателей является малый расход топлива и продолжительное время функционирования (максимальный срок непрерывной работы самых современных образцов ионных двигателей составляет более трёх лет).
Недостатком ионного двигателя является ничтожная по сравнению с химическими двигателями тяга.
Вот так вот... Мы сетуем на слабость современных ЖРД (жидкостный реактивный двигатель), а тут оказалось, что они - не так уж и плохи.
Ладно, несколько лет работы ионного двигателя позволят разогнать аппарат гораздо сильнее, чем десять минут работы ЖРД, но увы, не всегда можно позволить себе столь вальяжный разгон.
Однако, реактивная тяга - не единственное средство межзвёздных перелётов. Некоторым особняком стоят фотонные звездолёты.
Отличительной чертой этих кораблей было громадное параболическое зеркало, в фокусе которого происходило что-то ужасное: непрерывный ядерный ураган (взрывы происходили настолько часто, что они практически сливались в один нескончаемый поток). В некоторых случаях источником энергии были не ядерные взрывы, а аннигиляция антивещества, контактирующего с веществом. Запас топлива хранится в "магнитных бутылках" (а в чём же ещё, если антивещество аннигилирует, едва прикасаясь с любым веществом, например, стенками бака).
Самая популярная ошибка фантастов того времени - изображение отражателя довольно "плоским". Согласитесь, КПД такого отражателя будет скромным - большая часть светового потока пройдёт мимо "зеркала". Стоило бы подумать: может, параболоид стоило бы сделать более "глубоким"?
Впрочем, применение ядерного топлива придётся исключить: как "спрятаться" от гамма-излучения, сопровождающего работу такого двигателя пока не совсем понятно. Поместить кабину экипажа на безопасное расстояние? Скажем, на пару километров... Предавьте себе, какая должна быть прочность у корабля, если в корме происходит бесконечный ядерный взрыв! Да и сколько ядерных бомб (а как ещё назвать такой источник энергии) придётся тащить с собой? А что будет происходить за кормой звездолёта? Лютое заражение пространства продуктами ядерного распада, непонятно на сколько парсек уходящий вдаль ядерный луч... Что будет с планетами, оказавшимися в этом луче?Стартовал такой звездолёт с Земли, а возвращаться уже и некуда! Так себе перспектива...
Гораздо экологичнее применение солнечного паруса!
Резонный вопрос: а какую скорость может развить такой карабль?
Не поверите: до 20 % от скорости света!
За «разгон» может отвечать лазерный излучатель, бомбардирующий «парус» импульсами в ИК-диапазоне. Одна из проблем заключается в весе «паруса» или «сети», которая при большой площади должна быть легкой и прочной, к тому же надо будет как-то бороться с теплом. По этим и иным причинам алюминий или графен не подходят.
Ученые увидели решение в создании наноматериала из кремния и диоксида кремния. Один из них обладает необходимой отражающей способностью, другой — борется с теплом. Теперь инженерам необходимо определить пропорции компонентов, тогда можно будет достичь оптимального результата.
Однако, у такого аппарата есть существенный недостаток - вблизи звёзд нужно как-то двигаться "против ветра", а запасы энергии для лазерного излучателя - иссякли. Как это сделать? - Галсами, как это делают экипажи парусников...
Ладно, мы рассмотрели несколько вариантов межзвёздных перелётов: химические ракеты, ядерные, фотонные и парусники.
Несколько забыты разработки "Праща": известно, что некоторые астероиды довольно быстро вращаются. Почему бы не использовать такой астероид как стартовую площадку для АМС или грузового корабля?
Вспомним НФ повесть (на самом деле - роман) "Дрион покидает Землю". Инопланетный аппарат "Дрион" для разгона использовал гравитационный манёвр вокруг "подвалов вселенной". Надо полагать, "подвалами..." Александр Ломм назвал чёрные дыры. Мысль, конечно, интересная, однако до них ещё нужно добраться...
Какие силы уже открыты, но ещё не описаны?
Электрические! Да-да! Мы практически ежесекундно пользуемся электричеством, но практически никогда не описываем электрические звездолёты! Ладно, попробуем исправиться!
Итак, с школьного курса физики мы помним про Кулоновы силы.
Когда заходят разговоры про электризацию, невольно вспоминаются кусочки бумаги, которые притягиваются к расчёске. Так вот, напомню: если два тела заряжены одинаково, то они отталкиваются! Причём, сила отталкивания довольно большая и легко регулируется. Ёмкость в 1 Фараду легко накапливается в суперконденсаторах (существуют и такие) и легко превышает ёмкость всей нашей планеты...
Подавая на одну их плоскостей корабля заряд, можно добиться плавного отрыва от поверхности и управляемого полёта. А космос, что очевидно, весь пронизан магнитными полями. Остаётся сориентировать корабль в нужном направлии и... счастливого полёта!
Остаётся рассмотреть конструкции звездолётов, которые работают на ещё неоткрытых технологиях. К таким относятся ВАРП-двигатели.
Первым идею варп-двигателя в научной фантастике высказал писатель Джон Кэмпбелл в своём романе «Острова в космосе» 1931 года. Варп-двигатели широко используется у Айзека Азимова в сборнике научно-фантастических рассказов 1950 года «Я, робот» и других его произведениях. В современной фантастике варп-двигатель это часто собирательный, фантастический, научно-теоретический образ технологии или явления, позволяющий попасть из одной точки пространства в другую быстрее, чем это делает свет.
Варп-двигатель (англ. Warp drive, двигатель искривления) — в контексте научной фантастики общее наименование гипотетических двигателей, описываемых в научно-фантастических произведениях. Ярким примером использования вымышленного варп-ионного ядра — вымышленная вселенная «Звездного пути» Джина Родденберри. По замыслу фантастов, звездолёты, оснащённые таким двигателем, перемещаются в пространстве со скоростью, превышающей скорость света, и таким образом преодолевают межзвёздные расстояния за приемлемое время.
По одной из теорий возможный реальный варп-двигатель будет перераспределять так называемую «тёмную энергию» в охватывающем корабль пространстве, создавая позади корабля её избыток и напротив недостаток перед кораблем. Геометрически это выглядит так, что пространство позади корабля «раздуто», а перед кораблём — «сжато».
По модели, известной как «Пузырь Алькубьерре», такое искривление пространства достигается за счет использования релятивистских эффектов, описываемых общей теорией относительности. В обеих гипотезах сам корабль оказывается внутри своеобразного пространственного пузыря... как в контейнере, относительно которого неподвижен, а движется сам этот пузырь с кораблем внутри.
Идея, безусловно, очень интересная, но... совершенно непонятно, как такой корабль построить!
Очень любопытная конструкция звездолёта прямого луча "Тёмное пламя", перемещавшегося в гиперпространстве, что позволило достигать далёких миров в относительно короткие сроки (роман И.А. Ефремова "Час Быка" "Теллур" (роман "Сердце Змеи") и звездолёты обращенного луча (их Ефремов ещё назвал "пульсационные").
Теперь относительно конструкции "Теллура" – он тоже "звездолёт прямого луча", как "Тёмное пламя" в "Часе быка". Но характер работы у них разный:
- Звездолёт прямого луча совершает бросок к другой системе в один ход, в режиме реального времени (т.е., на борту корабля и на Земле проходит один и тот же промежуток времени) и при полной управляемости ("Тёмное пламя" даже совершает манёвры в нуль-пространстве).
- "Пульсационные корабли действовали по принципу сжатия времени и были в тысячи раз быстрее (обычных звездолётов – Авт.). Но их опасной стороной было то, что звездолёт в момент пульсации не мог быть управляем". "Сжатие времени" означало, что полёт "в созвездие Геркулеса, к углеродной звезде" занимал сравнительно небольшой промежуток времени по времени звездолёта и… 700 лет по времени Земли!
Особенности функционирования "пульсационного звездолёта" имеют свои последствия.
"Корабль мчится вслепую, как выстрел в темноту. И мы тоже мертвы и слепы внутри защитных вихревых полей". Закономерный результат: "ещё немного, и мы пронеслись бы через корону звезды. Больше не буду прокладывать точный курс. Гораздо безопаснее пройти стороной".
Гораздо безопаснее вообще не летать. Даже вполне управляемый первый ЗПЛ "Нооген" в результате погиб, но он-то делал один прыжок. А если их делать несколько как "Теллур"? Конечно вероятность воткнуться во что-нибудь эдакое в пустом межзвёздном пространстве, прямо скажем, не слишком высока, но ориентироваться-то приходится на вполне конкретные объекты.
Заметим, что в романах Ефремова астронавигаторы пользовались арифмометрами - в те времена компьютеров в привычном для нас понимании, ещё не было! Курс звездолёта рассчитывался на Земле шесть лет, что не помешало чуть не закончить катастрофой первую же пульсацию.
Кроме того, звездолёт после каждой пульсации останавливается, чтобы убедиться, "что впереди пусто" и пересчитать курс заново.
Учитывая, что во время пульсации корабль летит быстрее света, проверить, пусто ли впереди или занято, экипаж сможет только в момент выхода из нуль-пространства. Нечего там осматриваться.
Очень интересное описание тахионных торпед можно найти в романе С.Г. Малиновски "Звезда по имени Солнце". Представьте себе стрелка, котрый располагая сверхсветовыми торпедами держит в прицеле вражеский корабль до тех пор, пока тот не взорвётся, и только потом запускает торпеду! Если взрыва не заметил, значит торпеда в него не попадёт...
Особое место в НФ занимает проблема уклонения звездолёта от встречных угроз, например - метеоритов. Конечно, по мере увеличения скорости, даже отдельная молекула какого-нибудь вещества, даже газа, становится чрезвычайно опасной. Корабль имеет массу чудовищно большую, соответственно, отклонить его траекторию - очень сложно...
Как выявить такое препятствие? Ни один локатор не даст возможность отвледить одинокую молекулу!
В романе "Записки двоечника" привожу такой разговор:
– Что это? – Спросил я его.
– Изотемпы… Линии, по которым время двигается с одинаковой скоростью…
– Ну конечно! Ведь, если генератор искажает ход времени, то это не может распространяться сразу на всю Вселенную, как не может ограничиваться, скажем, габаритами самого корабля или генератора. Соответственно, если корабль имеет большие размеры, то чем дальше от генератора…
– Тем меньше его влияние. Значит… В пределах одного корабля время может двигаться с разной скоростью… И аппаратура, которой сейчас не хватает времени реагировать на метеориты, получит нужный запас…
Дедусь! От лица Военно-космических сил, экипажа Большого Звёздного Корабля «Романтик» и себя лично, объявляю тебе благодарность!
– Ты погоди, Дарик! – Вступил в разговор Любояр, который до этого молчал. – Что вы огород городите! Зачем вам ставить на корабль хитрую аппаратуру слежения, маневрировать кораблём, массой, наверное, не в одну сотню тонн? Всё гораздо проще!
– Что проще? – Спросил я. Мне показалось, что предложенное мной решение проблемы уклонения от столкновения с возможным метеоритом, простое и легко выполнимое.
– Смотрите! – Начал Любояр. – Во время работы БТП достаточной мощности, вот здесь, – он чиркнул стилусом по экрану «Листка», – возникает искажение хода времени. Это вы знаете не хуже меня… Если посмотреть на корабль со стороны, то его, скорее всего, никто не увидит… То есть, он, вроде, есть, но его, сейчас тут нет! Согласны?
– Согласен! Это я по Павловке помню… Мы тогда пытались машину с бандитами раздавить, а вместо этого – в землю зарылись по пояс!
– Вот! Правильно! У меня потом было ещё несколько случаев… Раз меня обстреляли ракетой… «Эрроу» называлась… Знаете такую?
– Знаю! «Воздух-воздух». Серьёзная игрушка! Только, Любояр, зачем ты нам про неё рассказываешь?
– А затем, что стальные шарики из боевой части и метеориты для их звездолёта – одно и то же! Так вот, у меня тогда БТП включен был, так эти шарики сквозь меня, сквозь Раду и сквозь Велимудра прошли, и никто этого даже не заметил! «Пони» должен был больше на дуршлаг быть похож, а на нём – ни царапины!
– Я понял, Дедусь! – Даримир был в восторге. – А что, говоришь, ещё с тобой было?
– Я летел рядом с Йеллоустоуном, когда он вздумал извергаться… Ну, сквозь меня несколько вулканических бомб пролетало… Страшно, конечно, но ничего!
Н. Остапцов, НФ роман "Записки двоечника"
Что ж, общие горизонты фантастами, вроде, намечены.
Теперь - дело за учёными. Смогут ли наши (или "британские") товарищи учёные, доценты с кандидатами, найти подходящие принципы, математические обоснования и технологии, чтобы решить проблемы - зависит уже от них. Будут ли они заниматься этой тематикой? Прочтут они фантастические произведения, посмотрят ли фильмы, захотят ли они воплотить в чертежах и материалах то, о чём мечтали (и мечтают) фантасты?
Из тех ребят, которые сейчас ещё ходят в школу и только обдумывают свой выбор профессии, многие ли захотят выбрать тернистый путь инженера? Конечно, стать инспектором ГИБДД или коллектором легче, учиться в юридическом ВУЗе или Институте физкультуры - гораздо проще, чем в Аэрокосмической академии или МВТУ им. Баумана...
Но, позвольте спросить: Кто же приблизит человечество к звёздам?
Вот на этой оптимистической ноте, пожалуй, закончу...
Буду рад, если тема найдёт отклик у читателей. С удовольствием приму участие в обсуждении этой тематики.
Да здравствует Воображение!
Viva Imaginatia!
При подготовке статьи были использованы материалы:
КулЛиб
Новости.МыселДон
Википедия
Клуб любителей кинодилогии "Москва-Кассиопея", "Отроки во вселенной"
Четыре концепта космических кораблей, которые могут стать реальностью
Дзен. Рассказы о невыдуманном. "Мир Великого кольца..."
Другие публикации канала - тут
Помочь каналу можно совершив перевод на карточку РНКБ: 2200 0207 0396 7564 или СБЕР: 2202 2036 5541 9531 Если хотите ознакомиться с книгами автора канала, жмите здесь
Случается, что некоторые публикации канала ограничивают в показах. Чтобы вас это не тревожило - не забывайте подписываться!
--------------------
Уважаемый читатель! Если материал понравился, пожалуйста, ставь лайк и подписывайся на канал. Это сейчас особенно актуально для развития канала "ФНВ". Спасибо, что ты с нами!
Буду признателен за комментарии, оставленные прямо здесь ;-)