Fills i filles del planeta blau
Puja cap amunt, pertorbant les estrelles de la pau.
S’ha establert el camí cap a l’espai interestel·lar
Per a satèl·lits, coets, estacions científiques.
Un noi rus volava en un coet, Vaig veure tota la terra des de dalt.
Gagarin va ser el primer a l’espai.
Com estaràs?
El 1973, un grup de treball de la Societat Interplanetària Britànica va començar a dissenyar l’aparició d’una nau interestel·lar capaç de viatjar 6 anys llum en mode no tripulat i de realitzar una breu exploració de les rodalies de l’estrella de Barnard.
La diferència fonamental entre el projecte britànic i les obres de ciència ficció eren les condicions de disseny originals: en el seu treball, els científics britànics confiaven exclusivament en tecnologies de la vida real o tecnologies del futur proper, l’aparició imminent de les quals és indubtable. Els fantàstics "antigravitats", "teletransportació" desconeguda i "motors superluminals" van ser descartats com a idees exòtiques i notòriament impossibles.
Segons els termes del projecte, els desenvolupadors van haver d'abandonar fins i tot el popular "motor de fotons". Tot i la possibilitat teòrica de l'existència d'una reacció d'aniquilació de substàncies, fins i tot els físics més atrevits que experimenten regularment amb cannabinoides al·lucinògens no són capaços d'explicar com posar en pràctica l'emmagatzematge de "antimatèria" i com recollir l'energia alliberada.
El projecte va rebre el nom simbòlic "Dèdal", en honor de l'heroi homònim del mite grec, que va aconseguir sobrevolar el mar, en contrast amb Ícar, que va volar massa alt.
La sonda espacial interestel·lar automàtica Daedalus tenia un disseny en dues etapes.
El significat del projecte Daedalus:
Prova de la possibilitat de creació per part de la humanitat d’una sonda espacial no tripulada per a l’estudi dels sistemes estel·lars més propers al Sol.
Aspecte tècnic del projecte:
Investigació de la trajectòria del sobrevol del sistema estel·lar de Barnard (una nana vermella de tipus espectral M5V a una distància de 5, 91 anys llum, una de les més properes al Sol i, al mateix temps, la "més ràpida" de les estrelles de el cel de la terra. El component perpendicular de la velocitat de l'estrella a la direcció de visió de l'observador terrestre és de 90 km / s, que, unit a una distància relativament "propera", converteix "Flying Barnard" en un "cometa" real. L'elecció de l'objectiu va ser dictada per la teoria de l'existència d'un sistema planetari a l'estrella de Barnard (la teoria va ser posteriorment refutada). En el nostre temps, el "objectiu de referència" és l'estrella més propera al Sol, Proxima Centauri (distància 4, 22 anys llum).
Moving Barnard Star in the Earthly Skels
Condicions del projecte:
Nau espacial no tripulada. Només les tecnologies realistes del futur proper. El temps màxim de vol fins a l'estrella és de 49 anys. Segons els termes del Projecte Dèdal, aquells que van crear el vaixell interestel·lar haurien d’haver pogut conèixer els resultats de la missió durant la seva vida. En altres paraules, per arribar a l'estrella de Barnard en 49 anys, la nau espacial necessitaria una velocitat de creuer de l'ordre de 0,1 vegades la velocitat de la llum.
Dades inicials:
Els científics britànics tenien un "conjunt" bastant impressionant de tots els èxits moderns de la civilització humana: tecnologia nuclear, reacció termonuclear incontrolada, làsers, física del plasma, llançaments de l'espai tripulat en òrbita propera a la terra,tecnologies per unir i realitzar treballs de muntatge d'objectes de grans dimensions a l'espai exterior, sistemes de comunicacions espacials de llarg abast, microelectrònica, automatització i enginyeria de precisió. N’hi ha prou amb "tocar la mà" a les estrelles?
No gaire lluny d’aquí: una parada de taxi
Desbordat de dolços somnis i orgull pels èxits de la ment humana, el lector ja corre a comprar un bitllet en un vaixell interestel·lar. Per desgràcia, la seva alegria és prematura. L’univers ha preparat la seva resposta terrorífica als patètics intents dels humans per arribar a les estrelles més properes.
Si reduïu la mida d’una estrella com el Sol a la mida d’una pilota de tennis, tot el sistema solar s’adaptarà a la Plaça Roja. Les dimensions de la Terra, en aquest cas, generalment es reduiran a la mida d’un gra de sorra.
Al mateix temps, la "pilota de tennis" més propera (Proxima Centauri) estarà al bell mig de l'Alexanderplatz de Berlín i una mica més estrella de Barnard, al Piccadilly Circus de Londres.
Posició Voyager 1 el 8 de febrer de 2012. Distància a 17 hores llum del Sol.
Les monstruoses distàncies posen en dubte la idea mateixa del viatge interestel·lar. L'estació no tripulada Voyager 1, llançada el 1977, va trigar 35 anys a creuar el sistema solar (la sonda va anar més enllà el 25 d'agost de 2012 - aquell dia els darrers ecos del "vent solar" es van fondre darrere de la popa de l'estació, mentre que radiació galàctica d’intensitat). Va trigar 35 anys a volar "Plaça Roja". Quant de temps trigarà Voyager a volar "de Moscou a Londres"?
Al nostre voltant hi ha quatre mil milions de quilòmetres d’abisme negre: tenim l’oportunitat de volar a l’estrella més propera en almenys mig segle terrestre?
Li enviaré un vaixell …
Ningú va dubtar que el Dèdal tindria unes dimensions monstruoses: només la "càrrega útil" podria arribar a centenars de tones. A més d’instruments astrofísics lleugerament comparatius, detectors i càmeres de televisió, es necessita un compartiment bastant gran per controlar els sistemes del vaixell, un centre d’informàtica i, sobretot, un sistema de comunicació amb la Terra a bord del vaixell.
Els radiotelescopis moderns tenen una sensibilitat enorme: el transmissor del Voyager 1, situat a una distància de 124 unitats astronòmiques (124 vegades més lluny de la Terra al Sol), té una potència de només 23 watts, menys que una bombeta de la nevera. Sorprenentment, això va resultar suficient per garantir una comunicació ininterrompuda amb el dispositiu a una distància de 18.500 milions de quilòmetres. (requisit previ: la posició del Voyager a l’espai es coneix amb una precisió de 200 metres)
L'estrella de Barnard es troba a 5,96 anys llum del Sol, 3.000 vegades més lluny que el Voyager. Viouslybviament, en aquest cas, no es pot prescindir d’un interceptor de 23 watts: la distància increïble i l’error significatiu en determinar la posició de la nau estel·lar a l’espai requeriran una potència de radiació de centenars de quilowatts. Amb tots els requisits següents per a les dimensions de l'antena.
Els científics britànics han anomenat una figura molt definida: la càrrega útil de la sonda Daedalus (la massa del compartiment de control, els instruments científics i el sistema de comunicació) serà d’unes 450 tones. En comparació, la massa de l’Estació Espacial Internacional fins a la data ha superat les 417 tones.
La càrrega útil de la nau estel·lar es troba dins d’uns límits realistes. A més, tenint en compte els progressos realitzats en microelectrònica i tecnologia espacial durant els darrers 40 anys, aquesta xifra pot disminuir lleugerament.
Motor i combustible. L'extrem consum d'energia dels viatges interestel·lars s'està convertint en una barrera clau per a aquestes expedicions.
Els científics britànics es van adherir a una lògica simple: quin dels mètodes coneguts per obtenir energia és el més productiu? La resposta és òbvia: la fusió termonuclear. Som capaços de crear un "reactor termonuclear" estable avui? Per desgràcia, no, tots els intents de crear un "nucli termonuclear controlat" acaben en fracàs. Sortida? Haurem d’utilitzar una reacció explosiva. La nau espacial "Dèdal" es converteix en "explotar" amb un motor de coet pulsat termonuclear.
El principi de funcionament en teoria és senzill: "objectius" d'una barreja congelada de deuteri i heli-3 s'introdueixen a la cambra de treball. L’objectiu s’escalfa amb un pols de làser (se segueix una petita explosió termonuclear) i, voila, l’alliberament d’energia per accelerar el vaixell.
El càlcul va demostrar que per a l’acceleració efectiva del Dèdal, seria necessari produir 250 explosions per segon; per tant, els objectius s’han d’introduir a la cambra de combustió d’un motor termonuclear polsat a una velocitat de 10 km / s.
Això és pura fantasia: en realitat no hi ha una sola mostra viable d’un motor termonuclear de polsos. A més, les característiques úniques del motor i els alts requisits per a la seva fiabilitat (el motor d’una nau estel·lar ha de funcionar contínuament durant 4 anys) converteixen la conversa sobre la nau estel·lar en una història sense sentit.
D’altra banda, no hi ha ni un sol element en el disseny d’un motor termonuclear polsat que no s’hagi provat a la pràctica: solenoides superconductors, làsers d’alta potència, pistoles electròniques … tot això ha estat dominat des de fa temps per la indústria i és sovint portat a la producció en massa. Tenim una teoria ben desenvolupada i rics desenvolupaments pràctics en el camp de la física del plasma: només es tracta de crear un motor impulsat basat en aquests sistemes.
La massa estimada de l’estructura de la nau espacial (motor, tancs, armadures de suport) és de 6170 tones, excloent el combustible. Bàsicament, la figura sona realista. No hi ha dècimes de graus i infinitat de zeros. Per subministrar una quantitat tan gran d'estructures metàl·liques a l'òrbita terrestre baixa, es necessitarien "només" 44 llançaments del poderós coet Saturn-5 (càrrega útil de 140 tones amb un pes de llançament de 3000 tones).
Vehicle de llançament súper pesat H-1, pes de llançament 2735 … 2950 tones
Fins ara, aquestes xifres encaixaven teòricament en les capacitats de la indústria moderna, tot i que requerien un cert desenvolupament de les tecnologies modernes. És hora de fer la pregunta principal: quina és la massa de combustible necessària per accelerar la nau estel·lar a 0, 1 la velocitat de la llum? La resposta sona aterridora i, al mateix temps, encoratjadora: 50.000 tones de combustible nuclear. Tot i l'aparent improbabilitat d'aquesta xifra, és "només" la meitat del desplaçament del portaavions nuclear americà. Una altra cosa és que la cosmonautica moderna encara no està preparada per treballar amb estructures tan voluminoses.
Però el principal problema era diferent: el component principal del combustible per a un motor termonuclear de pols és el rar i car isòtop Helium-3. El volum actual de producció d’heli-3 no supera els 500 kg a l’any. Al mateix temps, s’hauran d’abocar 30.000 tones d’aquesta substància específica als tancs de Dèdal.
Els comentaris són superflus: a la Terra no hi ha aquesta quantitat d'heli-3. Els "científics britànics" (aquesta vegada es pot agafar merescudament l'expressió entre cometes) van suggerir construir "Dèdal" a l'òrbita de Júpiter i alimentar-lo allà, extreient combustible de la capa de núvols superior del planeta gegant.
Futurisme pur multiplicat per absurditat.
Malgrat la imatge decebedora general, el projecte Daedalus va demostrar que el coneixement científic existent és suficient per enviar una expedició a les estrelles més properes. El problema rau en l’escala de treball: tenim mostres de treball de "Tokamaks", electroimants superconductors, criostats i vaixells Dewar en condicions laborals ideals, però no tenim absolutament ni idea de com funcionaran les seves còpies hipertrofiades que pesen centenars de tones. Com assegurar el funcionament continu d’aquestes fantàstiques estructures durant molts anys, tot això en les dures condicions de l’espai exterior, sense cap possibilitat de reparació i manteniment per part dels humans.
Mentre treballaven en l’aparició de la nau estel·lar "Dèdal", els científics es van enfrontar a molts problemes menors, però no menys importants. A més dels ja esmentats dubtes sobre la fiabilitat del motor termonuclear polsat, els creadors de la sonda interestel·lar es van enfrontar al problema d’equilibrar el vaixell gegant, la seva correcta acceleració i orientació a l’espai. També hi va haver moments positius: al llarg dels 40 anys que han passat des de l’inici dels treballs del projecte Daedalus, el problema del complex informàtic digital a bord del vaixell s’ha resolt amb èxit. El colossal progrés de la microelectrònica, la nanotecnologia, l’aparició de substàncies amb característiques úniques, tot això va simplificar significativament les condicions per crear una nau estel·lar. A més, el problema de la comunicació en l'espai profund es va resoldre amb èxit.
Però fins ara no s’ha trobat cap solució al problema clàssic: la seguretat d’una expedició interestel·lar. A una velocitat de 0, 1 de la velocitat de la llum, qualsevol mot de pols es converteix en un perillós obstacle per al vaixell i un meteorit petit de la mida d’una unitat flash pot ser el final de tota l’expedició. Dit d’una altra manera, el vaixell té totes les possibilitats de ser cremat abans d’assolir el seu objectiu. La teoria proposa dues solucions: la primera "línia de defensa": un núvol protector de micropartícules subjectat per un camp magnètic cent quilòmetres per davant del curs del vaixell. La segona "línia de defensa" és un escut metàl·lic, ceràmic o compost per reflectir fragments de meteorits en descomposició. Si tot és més o menys clar sobre el disseny de l’escut, fins i tot els premis Nobel de física no saben implementar a la pràctica un “núvol protector de micropartícules” a una distància considerable del vaixell. Està clar que amb l'ajuda d'un camp magnètic, però aquí és exactament com …
… El vaixell navega en un buit gelat. Han passat 50 anys des que va deixar el sistema solar i un llarg viatge s'estén darrere del "Dèdal" durant sis anys llum. El perillós cinturó de Kuiper i el misteriós núvol d’Oort s’han creuat amb seguretat, els instruments fràgils han resistit els corrents de rajos galàctics i el cruel fred de l’espai obert … La cita prevista aviat amb el sistema estel·lar de Barnard … però, què significa aquesta oportunitat? reunir-se enmig de l'interminable oceà estel·lar promet el missatger de la llunyana Terra? Hi ha nous perills de xocar amb grans meteorits? Camps magnètics i cinturons de radiació mortals als voltants de "Barnard corrent"? Arribades inesperades de protruberans? El temps ho dirà … "Dèdal" en dos dies passarà corrent per davant de l'estrella i desapareixerà per sempre a la immensitat del Cosmos.
Dèdal contra l'Empire State Building de 102 pisos
L’Empire State Building, un referent clau en l’horitzó de Nova York. Alçada sense agulla 381 m, alçada amb agulla 441 metres
Dèdal contra el vehicle de llançament súper pesat de Saturn V
Saturn V a la plataforma de llançament
