Знание-сила, 2001 №03
Шрифт:
В США разрабатывают «Venture Star» – одноступенчатый челнок, который будет взлетать, как ракета, и приземляться, как самолет. При стартовом весе в тысячу тонн он доставит на орбиту до 25 тонн груза. Первый его полет намечен на 2010 год. Впечатляет дизайн этого корабля. Он напоминает крылатый равнобедренный треугольник. Его длина и высота равны сорока метрам.
Более привычен облик европейского челнока «Hopper» (это рабочее название). Его стартовый вес – 300 тонн: вес полезного груза – 7 тонн, то бишь в нем разместятся сто пассажиров нормального телосложения. Этот челнок будет взлетать и совершать посадку горизонтально.
В Японии тоже проектируют пассажирскии «челнок». Инженеры фирмы
Японские экономисты уже составили подробную смету, выполнять которую придется следующему поколению ученых, строителей и туристов. Согласно ей, в 2030 году орбитальные полеты совершат от пяти до десяти миллионов человек. Каждый из них заплатит за билет по двадцать тысяч долларов. Ежедневно корабли будут совершать по сто полетов, доставляя на орбиту туристов и различные грузы. Оборот космической отрасли составит сто миллиардов долларов.
Правда, большинство специалистов критикуют эту «бухгалтерию». По их мнению, фантастичны и цена на билет, и намеченные сроки. Так, автору статьи встречались и более привлекательные цифры: когда число туристов превысит миллион человек, билет в космос будет стоить всего две тысячи долларов. Околоземные отели станут для нас такими же доступными, как пляжи Австралии. В XXI веке космический туризм превратится, по прогнозам, в «огромный потенциальный рынок». Без тени смущения мы стучимся в небесные врата, и нас не сдерживает ничто. Долой земную рутину! Эй, пилот, гони-ка в космос!
По заказу НАСА сотрудники Jet Propulsion Laboratory, расположенной в Калифорнии, изготовили наномикрофон, который подслушает недоступные для нашего слуха шумы. Кто слышал, как плещутся в воде бактерии? Кто замечал, как переливается жидкость в клетках человеческого тела? Прежде никто. А ведь по этим звукам можно открыть жизнь на Марсе, если она существует! «Если на Марсе есть бактерии, они движутся. Если движутся, то производят какой-то шум. По этому шуму мы обнаружим их. Если мы уловим подобные сигналы, значит жизнь на Марсе есть»,-заявляет руководитель проекта Флавио Нока.
Новый микрофон не напоминает привычные сенсоры с мембранами. Флавио Нока взял за эталон чувствительнейшие волоски, расположенные во внутреннем ухе человека. По их образцу он изготовил крохотные углеродные нити длиной в миллионную долю миллиметра. Эти нити воспринимают звуки так же, как и их естественный прототип.
Всего за столетие неуклюжие, медлительные аэропланы превратились в могучие лайнеры, готовые домчать нас в любой район планеты. К концу XXI века столь же разительно должны измениться и космические корабли. Они превратятся в заурядный вид транспорта, связывающий между собой различные планеты и спутники Солнечной системы. Очевидно, они будут оснашены двигателями нового типа – более мощными, чем сейчас.
Все реальные двигатели действуют по одному и тому же принципу – реактивному. Если мы выбираем
Первые испытания ионного двигателя прошли еще в 1959 году. Его рабочим телом является ионизованный инертный газ (или ионизованные пары щелочного металла, например цезия). В магнит- I ном поле поток ионов начинает двигаться в одном направлении, разгоняясь до 100 тысяч километров в час и создавая тягу. Однако КПД ионного двигателя пока не очень высок. Отправляясь в полет, придется брать с собой еще и обычное топлива.
Плазменный двигатель работает на самом легком из химических элементов – на водороде. Под действием радиоволн ионизованный газ разогревается, как в микроволновой печи. Сверхпроводящие магниты фокусируют ионы в струю. Истекающая струя создает движущую силу. Корабль мчится вперед. Значит, надо брать с собой большие запасы водорода?
Еще в шестидесятые годы астроном Роберт Бассард предложил иное решение. Надо разместить на носу корабля огромный пылесос, который будет всасывать водород, рассеянный в космическом пространстве. Однако на поверку идея оказалась неубедительна: в космосе слишком мало водоролд, в одном кубическом сантиметре встречается в среднем лишь один его атом. КПД двигателя невысок. А если в «топке» ракеты водород случайно смешается со своим изотопом – дейтерием, то может произойти ядерный взрыв. Экипаж заметит беду лишь за считанные секунды до взрыва, когда спастись будет уже слишком поздно.
Эта авария напоминает нам еще об одном космическом двигателе – термоядерном. Лучшим топливом для него стала бы смесь дейтерия и редкого изотопа гелия – Не-3. Наладить производство такого изотопа на Земле было бы слишком накладно, но ведь огромные запасы его имеются в атмосфере Юпитера. Там можно было бы запастись топливом.
Впрочем, термоядерный реактор на космическом корабле – тоже не выход. Во-первых, нужно защищать экипаж от радиоактивного заражения, а во-вторых, реактор – это еще не сам двигатель. Он лишь вырабатывает тепловую энергию. Ее надо преобразовать, сделав ее источником движения.
Как видите, работы впереди много, а ученые уже строят новые планы. Когда вся Солнечная система будет освоена, нам неминуемо предстоит выбраться за ее пределы. Пространство манит нас. Даль – извечная наша цель. Полеты среди ближайших планет наскучат. Мы будем относиться к ним, как сегодня относимся к подвигам летчиков, готовых лететь хоть в Австралию, хоть в Аргентину. В этих перелетах нет для нас ничего удивительного. Романтика первых космических странствий тоже забудется.
Однако сделать следующий шаг будет гораздо труднее. Фраза «мы затеряны среди космоса» на удивление точна. Очень велико расстояние, отделяющее нас от других звезд. Чтобы преодолеть его, понадобятся корабли, оснащенные совершенно необычными двигателями.
С 1996 года сотрудники НАСА всерьез обсуждают фантастические идеи. Так, в рамках проекта «Breakthrough Propulsion Physics Project» (руководит им Марк Дж. Миллис) исследуют, можно ли, например, использовать в мирных целях энергию, выделяемую при аннигиляции материи и антиматерии. В данном случае КПД равнялся бы почти ста процентам. Но как раздобыть антиматсрию и уберечь ее от контакта с материальной средой, за которым сразу последует взрыв и мощный выброс гамма-лучей? Хранить запасы антиматериального топлива на корабле было бы смертельно опасно, если бы… было что хранить. Во Вселенной пока не найдено каких-либо скоплений антиматерии, поэтому все разговоры о ней относятся к области утопии.