Аннигиляционная бомба - это многим понятно, а вот звездолет, в котором эти же бомбы медленно "горят" в фотонном двигателе, - кажется чем-то очень далеким, непонятным и ненужным. Все отличие состоит в том, что у бомбы корпус герметичный и тяжелый, так как количество обычного вещества должно быть равно количеству антивещества, а у звездолетного контейнера - легкий и негерметичный. Бомба будет приводится в действие открытием крана, через который окружающий воздух заполнит контейнер, начнет аннигилировать с твердым антивеществом, оба вещества начнут испаряться, перемешиваться и взорвутся. Звездолетные контейнеры негерметичные из-за того, что располагаются в герметичном вакуумированом желобе и последовательно подаются в самое узкое место прямоточного двигателя, где удерживаются в состоянии левитации, обтекаются сжатой в массозаборнике смесью водорода и гелия, аннигилируют с ним и тем самым создают тягу двигателя. Наши эксперименты с МАИ показали, что наиболее просто осуществить левитацию намагниченного тела в магнитом поле или токопроводящего тела в СВЧ - электромагнитном поле. Следовательно, необходимо, чтобы твердое антивещество было либо магнитотвердым, либо токопроводящим.
На этом все рассуждения тогда, в 1985 г., и заканчивались. Тем более что началась так называемая перестройка, да и дел по "Бурану-Энергии" было невпроворот. С грустью читал я домыслы теоретиков о межзвездных путешествия далекого будущего, о парадоксе близнецов, о том, что можно, оказывается, в пределах одной человеческой жизни "всю-то Вселенную проехать", как поется в известной русской песне. И вспоминал свои беседы с казанским профессором А. З. Петровым - специалистом по "пространствам Эйнштейна" и тонким знатоком его теории. Оказывается, парадокс близнецов существует только лишь при прямолинейном движении звездолета. При искривлении траектории, а тем более при повороте и обратном полете "домой" он либо исчезает, либо требует самостоятельного более глубокого изучения. Но эта работа очень сложна и неактуальна из-за того, что такого полета вообще никогда не будет! Никто не знает, как получить, кажем, кусок антижелеза!
Луч надежды сверкнул в самое последнее время, когда стало известно, что на орбитальной станции "Мир" были получены первые обнадеживающие результаты в эксперименте "плазменный кристалл". Оказалось, что частицы "пыли" в плазме могут собираться вместе и образовывать твердое тело. Естественно, журналисты сразу же заговорили о том, что алмазоносные трубки в Якутии осваивать больше не надо. Ведь теперь алмазы любых наперед заданных размеров можно будет получать на Международной космической станции, которую мы строим для американцев, и мечтаем, что она действительно буде международной, в том числе и нашей... Конечно, до получения антижелеза еще очень далеко, но надежда все же есть!
Вот почему имеет смысл представить возможный облик будущего звездолета. Итак, отработал ракетный ускоритель с ЖРД, закончил свою деятельность и отделился от звездолета взрывной термоядерный двигатель. Настала череда вставленного внутрь сопла проточного пульсирующего термоядерного двигателя, который обеспечил звездолету скорость 10 000 км/с и где-то на границе Солнечной системы тоже простился с ним. В рабочую камеру двигателя подаются и закрепляются там левитаторы с антижелезом. Сразу же начинается реакция аннигиляции между антивеществом и обтекающим его водородом. Часть огромной энергии идет на генерацию в витках массозаборника тока сверхпроводимости, который образует мощнейшее электромагнитное поле ( показано на рисунке белыми штрихпунктирными линиями). Это поле во-первых, фокусирует встречный поток межзвездного вещества на входе в массозаборник, во-вторых, удерживает так называемой электронный диск, выполняющий функции дополнительного реактивного сопла, поскольку от него отражаются гамма-кваны, генерируемые на конечной стадии аннигиляции электронов и позитронов на большом удалении от звездолета, а в-третьих, фокусирует реактивную струю после ее выхода из сопла, передавая тяговый импульс звездолету.
Незначительная часть излучения направляется по ходу движения звездолета, а это означает, что оно не только не создает тягу, но и тормозит движение. Для этого и нужен электронный диск, который отражает назад непослушные гамма-кванты.
Укрупненная массовая сводка звездолета выглядит следующим образом: обечайка массозаборника - 12.0 т. игла массозаборника - 4.0 т, инжекторы электронов в отражающий диск - 5.0 т, ускоритель-ионизатор встречного потока - 20.0 т, сопло - 13.0 т, антижелезно с системами хранения и подачи - 765.4 т, топливные элементы - 50.0 т, буферные батареи и аккумуляторы - 10.0 т, 15 -мегаваттная ядерная энергоустановка - 50.0 т, обитаемые отсеки 27.5 т, регенераторы воды и воздуха - 5 т, хранилища с жидкими газами и водой -72.0 т, оранжереи, фабрика белка - 53.0 т, бортовая биологическая защита - 20.0 т, системы управления, связи, измерений и индикации - 4.0 т, кабельная сеть - 12.0 т, система обеспечения теплового режима - 15.0 т, вспомогательное оборудование - 20.0 т, узлы крепления отражателя пульсирующего ТЯРД - 0.32 т, запасные части, материалы и оборудование - 10.0 т. При резерве в 15.0 т начальная масса получается 1184.22 т, конечная - 773.22 т.
Световая скорость реактивной струи принципиально позволяет достичь звездолету околосветовой скорости. При скорости полета равной скорости света, тяга двигателя будет равна нулю. Реально на фоне звездного неба движущийся звездолет будет выглядеть точно так, как выглядела фотография кометы Аренда-Ролана, открытая в 1956 г., присланная мне из Пулковской обсерватории. Аномальный, направленный вперед по ходу движения кометы хвост, наблюдался впервые. Этот хвост появился 22 апреля 1957 г. и исчез в самом начале мая. А перед этим 10 марта 1957 г. радиостанция университета в Огайо (США) зарегистрировала радиоизлучение кометы на волне 11 м (27.6 МГц). Радиоизлучение было стабильным, а его интенсивность колебалась в пределах ± 30%. Наблюдалось оно больше месяца, а в период с 16 марта по 19 апреля было наиболее мощным. С 20 по 21 апреля, перед появлением аномального переднего хвоста, источник излучения начал удаляться от кометы примерно по радиусу-вектору от Солнца. 9 апреля 1957 г. бельгийские радиоастрономы обнаружили радиоизлучение кометы на волне 0.5 м (строго 600 МГц). Оба хвоста кометы были аномальными и не соответствовали многочисленным наблюдениям комет и теории кометных хвостов, разработанной Ф. А. Бредихиным! Комета, кроме того, двигалась по гиперболической орбите, то есть Солнечной системе не принадлежала. Чем больше я изучаю эту комету и чем подробнее рассматриваю возможное устройство звездолета, тем больше нахожу соответствия между ними! Такое впечатление, что к нам в гости залетал посланец иного мира почти полтора месяца собирал вещество "солнечного ветра", а более мелкий и невидимый с Земли объект отчалил он него в самом начале этого процесса и улетел по направлению к Земле или другой планете. Этому объекту могло принадлежать и стабильное радиоизлучение!

Перевел статью в html Александр Семенов.

Размещая данный материал на "Горизонте возможного" редакция сайта (в моем лице :) посчитала необходимым снабдить его критическим послесловием (как было принято в старину к всякого рода "смелым гипотезам" у того же "ТМ"). Небольшая работа А. Хороших, болтающаяся по Сети, думаю, вполне отвечает этому требованию. А значит располагаться сразу же за статьей Валерия Бурдакова - самое место.

ФОТОННАЯ РАКЕТА БУРДАКОВА-ДАНИЛОВА Автор: Хороших А.

Введение

С развитием физики стало ясно, что фотонная ракета Зенгера, как её представляли себе в 60-х годах, неосуществима по ряду причин, о которых будет говориться ниже. В. П. Бурдаков и Данилов Ю. И. В своей книге «Ракеты будущего» попытались обойти эти трудности, в результате появился проект фотонной ракеты, описываемый в этой статье.

Трудности, стоящие на пути создания фотонной ракеты

Первая трудность, стоящая на пути осуществления классической фотонной ракеты, проект которой создал Зенгер, является большая относительная масса ракеты на старте. Для того, чтобы совершить полёт к другой звезде и вернуться обратно, необходимо совершить четыре разгона. Скорость, развиваемую в ходе полёта, можно оценить в 0,9 скорости света, тогда стартовая масса превосходит конечную в 361 раз! Для современных ракет это число порядка 30: для «Сатурна-5» - 3000 тонн/100 тонн=30, для «Протона» - 600 тонн/20 тонн=30). Это показывает, насколько будет сложно создать подобную ракету.

Вторая трудность связана с тем, что при реакции аннигиляции рождаются кванты излучения, имеющие очень малую длину волны. При расчётах выясняется, что это будут гамма-кванты. Ещё не существует способа отражать такие кванты.

Наконец, существующие зеркала поглощают большую долю падающей на них энергии, поэтому излучение двигателя просто испарит любое зеркало. Чтобы этого не произошло, пришлось бы увеличивать диаметр зеркала, но тогда оно приобретёт гигантские размеры. Согласно [1], диаметр зеркала звездолёта может быть равным 80.000 км!

Предложения Бурдакова и Данилова

Для того, чтобы решить первую проблему, стоящую на пути создания фотонной ракеты, Бурдаков и Данилов предложили использование внешней среды в качестве топлива. Таким образом, ракета становится прямоточной. Идея заключается в том, что теперь необходимо везти лишь половину горючего, т. е. антивещество, которого нет в пространстве, находится на борту ракеты, а обычное вещество забирается массозаборником из окружающей среды.

Для того, чтобы осуществлять сбор межзвёздного вещества, на 70% состоящего из водорода, необходимо его ионизировать. Для этого предложено направлять вперед поток электромагнитного излучения или электронов. Ионизованный водород собирается магнитным массозаборником. Массозаборник представляет из себя конус диаметром 20 метров и длиной около 25, состоящий из витков сверхпроводника. Современные материалы теряют сверхпроводимость при напряжённости магнитного поля в массозаборнике. Поэтому предлагается использование металлического водорода, или его сплава с лёгким металлом, охлаждаемого жидким гелием.

Решением второй и третьей проблем стала идея использования электронного зеркала. Суть в том, что электронное зеркало можно сделать достаточно плотным, а удержание производить с помощью магнитного поля.

Само электронное зеркало формируется устройствами, аналогичными тем, которые будут создавать ионизирующий луч. Электроны, инжектируемые перпендикулярно магнитной оси, формируют электронный диск. При движении с ускорением электронный диск искривляется и приобретает формулу параболы. Стоит заметить, что именно парабола лучше всего подходит для фотонной ракеты, так как именно это тело вращения формирует поток параллельных лучей, выходящих из одной точки.
По оценкам, сделанным Бурдаковым и Даниловым, длина корабля составит 100 метров, масса от 500 до 1000 тонн. Количество экипажа - от 20 до 50 человек. Сам корабль должен включать в себя Массозаборник и системы инжекции электронов, термоядерный двигатель, системы хранения и подачи антивещества, бортовые системы.
Сам полёт должен проходить следующим образом. Корабль собирается на орбите ИСЗ, после чего включает прямоточный термоядерный двигатель и летит к окраинам Солнечной системы - Нептуну или Плутону. Там он тормозиться и принимает на борт запасы антивещества с завода, где его производят. Сами заряды представляют из себя блоки, состоящие из замороженных антиводорода или антидейтерия, которые подвешиваются в электростатическом поле.
Старт происходит за счёт термоядерного устройства [2]. Корабль разгоняется до 50 км/с. По достижении этой скорости включается прямоточный термоядерный двигатель, для действия которого необходим набегающий поток вещества. При этом вокруг раструба массозаборника возникает свечение, а из сопла истекает реактивная струя фиолетового цвета. Для защиты от микрометеоритов предлагается использование лазеров, испаряющих встречные частицы. Когда корабль наберёт скорость в 200 км/с один из топливных зарядов антивещества электростатическим манипулятором переносится и устанавливается в потоке водорода. Начинается реакция аннигиляции. Одновременно с этим начинается инжекция электронов и формируется электронное зеркало. Тяга двигателя начинает расти.
Сама реакция аннигиляции не будет происходить в одной точке, а растянется на несколько километров, так как процесс аннигиляции при малых энергиях столкновений частица-античастица идёт поэтапно. В следствие этого реактивная струя будет очень похожа на ту, которая возникает при работе ракетного двигателя, т. е. будет иметь своеобразные «перетяжки».
В журнале Техника - молодёжи за № 7 от 2006 года статья "Межзвёздное путешествие. Аспекты проблем" опубликован несколько иной план экспедиции, отличающийся от первоначального варианта.

В связи с тем, что УТС (Управляемый Термоядерный Синтез) до сих пор не осуществлён, предлагается для первоначального разгона использовать не реактор постоянного действия, а импульсный двигатель. Суть его заключается в следующем: на борту находятся запалы, представляющие из себя ядерные бомбы. С помощью них выполняется разгон до скорости 50 км/с, необходимой для действия массозаборника: взрываясь, они толкают корабль вперёд; дополнительная тяга получается за счёт испарения специального щита, составленного из микрокапсул, состоящих из лёгких элементов. При достижении этой скорости включается массозаборник диаметром 2 млн. км., собирающий водород. Водород ожижается и накачивается в бомбы-запалы. В результате получаются термоядерные водородные бомбы, за счёт которых продолжается разгон до скорости в 10 000 км/с.
При достижении этой скорости в камеру сгорания, через которую проходит поток водорода, поступает т. н. «левитатор» - заряд антивещества, состоящий из замороженных антиводорода и антижелеза. Антиводород участвует в реакции аннигиляции, антижелезо, находящееся в центре заряда, удерживается электромагнитным полем, за счёт чего происходит удержание заряда в центре камеры.

При обтекании рождается реактивная струя из гамма-квантов, электрон-позитронных пар и пионов. Гамма-кванты отражаются от стенок камеры и создают тягу, всё остальное - вылетает за её пределы и реагирует на удалении, создавая поток гамма-квантов, отражаемых от сопла двигателя и электронного зеркала, и нейтрино, уносящих энергию.
В статье [3] также представлена массовая сводка фотонной ракеты будущего:

обечайка массозаборника-12,0 т.
игла массозаборника - 4,0 т.
инжекторы электронов в отражающий диск - 5,0 т.
ускоритель-ионизатор встречного потока - 20,0 т.
сопло - 13,0 т.
антижелезо с системами хранения и подачи - 765,4 т.
топливные элементы - 50,0 т.
буферные батареи и аккумуляторы - 10,0 т.
15-мегаваттная ядерная установка - 50,0 т.
обитаемые отсеки - 27,5 т.
регенераторы воды и воздуха - 5 т.
хранилища с жидкими газами и водой - 72,0 т.
оранжереи, фабрика белка - 53,0 т.
бортовая биологическая защита - 20,0 т.
системы управления, связи, измерений и индикации - 4,0 т.кабельная сеть - 12,0т.
система обеспечения теплового режима - 15,0 т.
вспомогательное оборудование - 20 т.
узлы крепления отражателя пульсирующего ТЯРД - 0,32 т.
запасные части, материалы и оборудование - 10,0 т.
резерв - 15,0 т.
начальная масса - 1184,22 т.
конечная масса - 773,22 т.

Интересен принцип, с помощью которого звездолёт должен затормозить около цели. Для этого основная часть забираемой из внешней среды массы поступает не в аннигилятор, а выбрасывается наружу через специальные сопла, расположенные между витками магнитной катушки и направленные перпендикулярно направлению полёта. Плазма, распространяясь перпендикулярно магнитному полю, вызывает раскрытие магнитной воронки, которая за счёт этого действует как тормоз.

Некоторые критические замечания к проекту Бурдакова-Данилова

Проект фотонной ракеты Бурдакова-Данилова очень интересен, тем более, что в нём сделана попытка решить некоторые проблемы, стоящие на пути создания фотонной ракеты. Стоит признать, что идея о использовании внешней среды в фотонном приводе является не только новаторской и очень смелой, но в то же время и очень эффективной.

Однако, несмотря на все эти достоинства, хотелось бы отметить некоторые моменты, которые ставят под сомнение выполнимость представленного проекта.

Во-первых, бросается в глаза слишком точно указанные характеристики, в частности, массовые. В некоторых случаях масса указана с точностью до 10 кг! И это в то время, когда известен лишь принцип движения, а путей решения некоторых проблем, влияющих на весь корабль в целом, нет до сих пор. Также сомнительна достаточность резерва - 15 тонн при стартовой массе в тысячу тонн, т. е. чуть более 1%. Повторюсь, что при наличии такого большого комплекса нерешённых проблем создавать какие бы то ни было резервы преждевременно.

Во-вторых, возникают сомнения в устойчивости электронного зеркала. Согласно [2] оно приобретает параболическую форму за счёт набегающего потока протонов, согласно [3] - за счёт того, что корабль летит с ускорением (автору данной статьи кажется более убедительным второй вариант). Но в любом случае, остаётся неучтённым воздействие других сил, действующих на зеркало: сила давления света, излучаемого в процессе аннигиляции, действие магнитного поля на составляющие зеркало электроны, и т. д. Также вызывает сомнение возможность создания таких сверхплотных зеркал, в которых электроны были бы сильно сближены друг с другом (желательно на расстояние, в 10 раз меньшее длины гамма-кванта). Сила отталкивания между электронами опять-таки может исказить форму зеркала.
Наконец, сама компоновка корабля, представленная в [3], также вызывает сомнения, так как «сгорание» антивещества должно происходить внутри корабля, более того, очень близко от жилых отсеков!

Думаю, все эти недостатки можно объяснить лишь тем, что пока методы межзвёздных полётов только развиваются и происходит поиск правильных решений.

Заключение

Как уже отмечалось, постройка фотонной ракеты в настоящий момент не возможна. Почему же конструкторы и фантасты упорно возвращаются к идее межзвёздного полёта? Скорее всего, дело в том, что человечеству свойственно стремление к расширению места своего местообитания. Человек неосознанно стремиться выйти из своей колыбели.

Естественно, что звездолёт будущего будет мало похож на описанную выше ракету. Но цель подобных проектов - не создание транспортной системы, а разработка принципов, «прощупывание» путей решения сложнейших научных проблем. Создавая такие проекты, учёные узнают проблемы, стоящие перед ними на пути полёта к звёздам. В данном проекте такими проблемами являются отсутствие методов получения и хранения антивещества, создание систем жизнеобеспечения с ресурсом в десятки лет, конструкций, выдерживающих подобные нагрузки, не осуществлён управляемый термоядерный синтез и многое другое.

Теперь, имея перед собой этот проект, мы видим, какие цели и задачи стоят перед создателями звездолётов будущего и какие трудности им предстоит преодолёть.

Использованная литература:
1. Феоктистов К. П. «Космическая техника. Перспективы развития»
2. Бурдаков В. П., Данилов Ю. И. «Ракеты будущего»
3. Журнал «Техника - молодёжи», № 7 2006 год статья "Межзвёздное путешествие. Аспекты проблем"
__________________________________________________ [ вверх ] [ оглавление ]

Оптимизирован под Internet Explorer 1024X768
средний размер шрифта
Дизайн A Semenov