Общая концепция корабля

Наиболее вероятны два варианта межзвёздной экспедиции. Первый случай – разведочный полёт с погружением экипажа на время полёта в анабиоз. При этом численность экипажа невелика, не нужно организовывать смену поколений, допустимо некоторое повышение риска, ослабление противометеорной брони, увеличение за этот счёт запасов горючего, повышение скорости полёта, сокращение общей продолжительности экспедиции.

Второй случай – рабочая экспедиция, перед которой стоят большие и сложные задачи, возможно даже, задача переселения какой-то части цивилизации на планеты другой звезды. Корабль такой экспедиции должен иметь во много раз большие размеры, чем в первом случае. Его броня должна быть абсолютно надёжной, отчего доля горючего в общей массе корабля и скорость полёта – поневоле уменьшенными.

На рис. 4.7 приведена ориентировочная схема корабля второго типа.

Рис. 4.7. Схема межзвёздного корабля с термоядерным горючим и электрореактивными двигателями.

На схеме обозначены: 1 – вращающаяся герметичная сфера на магнитной подвеске, внутри которой расположены жилые и большая часть служебных помещений („сфера жизни”); 2 – цилиндрическая поверхность (с мнимой гравитацией), на которой протекает основная часть жизни обитателей корабля; 3 – „цитадель” – помещение, снабжённое автономными средствами жизнеобеспечения и спасения на случай аварийных ситуаций; 4 – внутреннее искусственное „солнце” корабля; 5 – герметичная оболочка „сферы жизни”; 6 – силовой остов корабля; 7 – насыпная каменная противометеорная броня; 8 – пояс резервуаров с термоядерным горючим; 9 – помещение для энергетических и вспомогательных установок корабля; 10 – электрореактивные двигатели корабля; 11 – ось вращения „сферы жизни” (не меняющая ориентации в пространстве при маневрировании).

Построение корабля подчинено, в первую очередь, обеспечению наиболее удобных, комфортных условий для экипажа. Благодаря равномерному вращению „сферы жизни”, на её внутренней цилиндрической поверхности создаётся привычная и стабильная сила тяжести. Магнитная подвеска „сферы жизни” обеспечивает постоянную ориентацию оси вращения, независимо от маневрирования корабля, например, при автоматическом изменении курса при встрече с крупными метеоритами. По прикидкам, диаметр „сферы жизни” должен составить десятки километров. Кроме жилых, рабочих и других помещений, она должна вмещать, в миниатюре, свои леса, поля, река, озёра и даже небольшие „горы” с соответствующей флорой и фауной.

Как отмечалось выше, электрореактивные двигатели создают ускорения, мало ощутимые по сравнению с силой тяжести. Поэтому их работа останется для обитателей корабля незаметной. Большой объём воздушного пространства внутри „сферы жизни” и использование единого искусственного солнца позволяют создать условия, очень близкие к природным, обеспечить привычные условия для животных (в том числе, птиц) и растений.

Концепция корабля предусматривает возможность спасения экипажа и завершения экспедиции даже при серьёзных повреждениях корабля метеоритами. Например, если окажутся повреждёнными (что маловероятно) несколько резервуаров с водородом, так что нехватка горючего не позволит затормозить всю массу корабля, то перед началом торможения можно сбросить часть насыпной брони и уверенно затормозить оставшуюся массу. Если метеорит пробьёт оболочку „сферы жизни”, экипаж может переждать ремонт в цитадели и т.д.

* * *

Перед нами облик межзвёздного корабля, далёкий от прежних схем. Корабль похож, скорее, на астероид или комету, чем на ажурную конструкцию, показанную на рис. 4.3. Есть повод задуматься, припомнить – а не наблюдалось ли в Солнечной системе похожих тел? Оказывается, некоторые наблюдения дают удивительные аналогии.

Астроном Денниг из Бристоля открыл комету 1881 V (пятая комета 1881 года), которая имела вид туманного дискообразного пятнышка со светящимися точками в центре, и практически не имела хвоста – основного украшения почти всех комет. Удивляла её траектория, которую трудно считать случайной – комета очень близко подошла к Земле (до 6 млн. км) и к Марсу (до 9 млн. км), прошла вблизи орбит Венеры (3 млн. км) и Юпитера (24 млн. км) [Бурдаков, Данилов, 1980]. Опыт показывает, что для выбора траектории, проходящей близко от нескольких планет (например, по американской программе „Большой тур”), потребовалось очень тщательно рассчитывать параметры полёта и десятилетиями дожидаться подходящего момента. Поэтому возникает сомнение – а можно ли считать траекторию кометы 1881 V случайной?

Комета 1926 III удивила астрономов тем, что положение её хвоста не зависело, как это нормально бывает, от Солнца. Хвост поворачивался в пространстве, казалось бы, совершенно произвольно, да и сама комета отклонялась от вычисленной для неё траектории до 4', что можно объяснить лишь значительной реактивной силой вытекающих газов. [Бурдаков, Данилов, 1980]

Но, пожалуй, наибольший переполох внесла обнаруженная в 1956 году комета Аренда – Ролана (комета 1956h). Она удивила исследователей следующими особенностями:

1. Комета имела, как нередко бывает, два хвоста, которые, однако, нарушали принятую классификацию. Один из них (первого типа по Ф.А. Бредихину) оказался связанным с внутренней очень размытой головой кометы, напоминающей луковицу, а другой (второго типа) – с внешней головой, имеющей чёткие параболические очертания, тогда как по теории всё должно быть как раз наоборот.

2. Первый хвост имел непрерывный спектр, чего у хвостов такого типа никогда не наблюдалось. Чтобы объяснить результаты наблюдений, пришлось допустить, что скорость истекающих частиц превышает 3000 м/с, тогда как для достижения таких скоростей на выходе сопел инженерам приходится придавать им особый профиль, тщательно рассчитываемый на основе данных о химическом составе и температуре истекающих газов. Другими словами, естественное возникновение таких высоких скоростей истечения вряд ли возможно.

3. После 22 апреля 1957 года кроме „обычного” хвоста появился совершенно удивительный хвост, направленный, вопреки всем законам, в сторону Солнца [2]. Таких хвостов у комет никогда не наблюдалось. Что это? Работа двигателя торможения? Спектр аномального хвоста не был сплошным, как это бывает у пылевых хвостов. Сначала хвост был узкий „как копьё”, но по мере поворота плоскости кометной орбиты относительно земного наблюдателя принял вид хорошо очерченного расходящегося луча. В начале мая он исчез так же резко, как появился, словно после чёткого включения двигателя произошло чёткое выключение. Ранее подобные феномены никогда не наблюдались.

4. 10 марта 1957 года было зарегистрировано радиоизлучение кометы на частоте 27,6 МГц. Интенсивность излучения колебалась примерно до ± 30% (амплитудная модуляция?), а источник располагался в хвосте, на значительном удалении от головы кометы. Интенсивность радиоизлучения ежедневно усиливалась и была наибольшей в период с 16 по 19 апреля, т.е. накануне появления аномального хвоста. Начиная с 20–21 апреля, перед „включением” аномального хвоста, источник радиоизлучения стал удаляться в направлении, противоположном Солнцу, и несколько более чем через месяц после начала функционирования он перестал регистрироваться.

5. 9 апреля 1957 года бельгийскими исследователями было зарегистрировано высокостабильное по амплитуде и частоте радиоизлучение кометы на волне 0,5 м (600 МГц). Информационная роль этого немодулированного сигнала (если это был сигнал) осталась непонятной.

Исследователи отмечают, что аномалии кометы 1956h удивительно сходятся с тем, что наблюдалось бы при работе в космосе одной из разновидностей двигателей будущих межзвёздных кораблей [Бурдаков, Данилов, 1980]. Многосуточное существование аномального хвоста кометы (возник 22 апреля, а исчез в начале мая) перекликается с приводившимися выше данными о малой силе тяги электрореактивных двигателей по сравнению с массой корабля, а из-за этого – с малыми ускорениями разгона и торможения. Существование реактивной струи в течение нескольких суток (тогда как разгон или торможение длятся многими месяцами) очень похоже на небольшую коррекцию орбиты.

Возможно, модулированное радиоизлучение на частоте 27,6 МГц принадлежало выпущенному кораблём исследовательскому зонду, и могло быть попыткой установления связи с нами. Но так как этот сигнал остался непонятым, и мы на него не ответили, экипаж корабля счёл нас ещё не подготовленными для подобных контактов, и зонд ушёл в сторону от Земли. Высокостабильное по амплитуде и частоте радиоизлучение на волне 600 МГц могло являться сигналом, который корабль-разведчик направил своей далёкой родине, и который должен был означать неудачу контакта с цивилизацией данной звезды. В случае успешного контакта, такой же длительный, высокостабильный сигнал, пригодный для приёма на очень большом расстоянии, был бы послан на другой условной частоте.

* * *

Реальность может внести в конструкцию корабля много изменений по сравнению со схемой рис. 4.7. При разработке космической техники всегда возникает множество остроумных инженерных находок, „ноу-хау”, изобретений и научных открытий, существенно повышающих параметры корабля и часто до неузнаваемости меняющих его первоначальный облик.

Как отмечалось выше, в определённых условиях полёта возможно создание активной защиты от метеоритов, например, путём испарения (или отталкивания) их лучом лазера или мощным пучком частиц. Это уменьшило бы массу противометеорной брони и увеличило бы долю топлива в стартовой массе, а значит, повысило бы крейсерскую скорость.

Выигрыш в скорости может быть получен и при использовании автоматического корабля-заправщика, стартующего одновременно с основным кораблём и передающего ему горючее после разгона. Возможно использование схемы многоступенчатой ракеты с сооружением новых ступеней для обратного пути из веществ достигнутых планет, на основе главных элементов (токамака, двигателей), привезенных в трюмах основного корабля. Аналогично, можно представить себе перевозку в трюмах корабля главных элементов корабля-заправщика для обратного пути, с сооружением и заправкой его из веществ достигнутой планетной системы и т.д. Поэтому можно ожидать, что реальный межзвёздный корабль окажется намного совершеннее бледной схемы, полученной при эскизной проработке.

Учитывая все эти данные, возможность переноса Жизни от звезды к звезде не вызывает серьёзных сомнений. Уже открыты физические, химические и прочие законы, составляющие фундамент инженерных разработок межзвёздных кораблей. Техника реально продвинулась в построении основных систем межзвёздного корабля – электрических реактивных двигателей и термоядерной энергетической установки. Совершенствование некоторых узлов корабля выполняется при решении совсем иных задач (например, разработка мощных электрореактивных двигателей – в ходе создания „пучкового” оружия).

Конечно, расстояния между звёздами велики и, если не выбрать благоприятное время старта, длительность полёта существенно превысит сроки жизни разумного существа, смена поколений станет неизбежной. Но даже такая длительность не перечёркивает принципиальную возможность переноса Жизни на мёртвые планеты других звёзд. Здесь уж, действительно, цель оправдывает средства!

Мы привыкли к жизни преимущественно в постоянной точке планеты, в определённой квартире, избе, хижине. Однако жизнь многих поколений может протекать и на транспортном средстве, в постоянном движении. Миллионы китайцев родились, выросли и состарились на рыбачьих джонках, практически не ступая на твёрдую землю. Однако, зачем ходить так далеко? Разве нет подобных примеров поближе?

Автору пришлось видеть ползущую за буксиром баржу, явно служившую домом нескольких поколений речников. На тесной палубе женщина в матросской тельняшке учила карапуза делать первые шаги, по крышам трюмов бегала вихрастая девчонка детсадовского возраста, усатый шкипер в рубке изредка отрывался от чистки рыбы и вертел штурвал, зорко наблюдая за происходящим, а на корме, как флаги расцвечивания, трепетали сушившиеся пелёнки.

Только традиция оседлой жизни (которой ничуть не завидуют кочевые народы) рисует десятки или сотни лет существования разумных существ в летящем корабле как нечто чудовищное. Для тех же, кто выбрал такую судьбу, или кто родился на летящем корабле, подобная жизнь должна выглядеть столь же нормальной, как нам – жизнь в городе, наполненном шумом, смрадом и суматохой. Немаловажно также, что обитателей корабля должна воодушевлять мысль об их почётной миссии – подарить Жизнь мёртвой планете.

Говоря о возможных сроках межзвёздных полётов землян, нужно помнить, что их задача – не экскурсии или визиты вежливости к соседней цивилизации (любопытство лучше удовлетворять автоматическими зондами). Главная задача – распространение Жизни, а это требует решения более широкого круга задач, чем одно лишь сооружение корабля. Его экипаж должен обладать средствами для радикального воздействия на природные условия мёртвой планеты (например, типа переноса Луны). Поэтому, хотя испытания межзвёздного корабля могут произойти ещё до 3000-го года, реальные старты к другим звёздам, скорее всего, станут уделом следующего тысячелетия. При миллиардах лет существования Земли, это почти то же, что „завтра” или „послезавтра”. А полёты зондов от других звёзд к Солнечной системе, возможно, мы уже наблюдаем (например, в виде странной кометы Аренда – Ролана 1956h), но ещё не умеем распознать и понять, не способны соответственно встретить их.

Если разведывательный корабль, окружённый каменной бронёй, похож на астероид или ядро кометы, то корабль основной экспедиции с экипажем, равным населению целого города, может напоминать небольшую, оторвавшуюся от звезды планету. Как отмечалось выше (гл. 4.3.6.), астрономам известны не только кометы, напоминающие корабли-разведчики, но и одинокие, мчащиеся в космосе планеты, не связанные со звёздами!

* * *

Уже экспедиция общей продолжительностью 60–100 лет (полёт до 1 св. года с выполнением в иной планетной системе несложных инженерных работ и возвращением) требует создания на корабле полностью замкнутого круговорота веществ и надёжного, долговременного энергоснабжения. Поскольку эти требования, в принципе, выполнимы, и их реализации при создании корабля не избежать, а энергетика полёта лимитируется лишь процессами разгона и торможения, то оказывается, дальность полёта практически не изменяет требований к конструкции и оснащению корабля! Изменяется лишь продолжительность полёта.

Иначе говоря, корабль с естественной сменой поколений (или с анабиозом) и с замкнутым циклом жизнеобеспечения, созданный для полёта на дальность 1–2 световых года, может лететь, скажем, на 20–30 или даже на 100 световых лет. При крейсерской скорости 12'000 км/с, для перелёта на расстояние в 100 св. лет потребуется 2'500 лет. Конечно, это повышает требования к надёжности и долговечности всех систем корабля. Но, с учётом постоянного технического обслуживания, да ещё при широком использовании роботов, такую задачу нельзя считать невыполнимой. Режим полёта, вероятно, пришлось бы дополнить периодической корректировкой траектории (например, через каждые 500 лет пути). В случае анабиоза для этого потребовалось бы периодически „будить” часть экипажа.

Констатируя техническую возможность такого полёта, мы, естественно, обходим очень сложный комплекс биологических, особенно – психологических проблем. Наука ещё не подготовлена к уверенному решению этой группы задач. На сегодняшнем этапе развития попытка их рассмотрения увела бы нас далеко от науки, в сторону фантазий и романов.

* * *

В заключение, нельзя не отметить одно обстоятельство, заставляющее пристальнее вглядеться в схему описанного корабля. На каком-то этапе развития человеческой цивилизации его более или менее миниатюрный вариант понадобится людям задолго до будущих межзвёздных перелётов. Создание такого корабля станет буквально вопросом жизни или смерти. Дело в том, что земной цивилизации постоянно угрожают неожиданные, уничтожающие удары крупных астероидов и комет. В последние годы уже ряд астероидов прошёл в опасной близости от Земли. Сегодня, наиболее действенной и реалистичной считается борьба с ними путём уничтожения космического пришельца ракетой с ядерным зарядом. Но, во-первых, сила ядерного удара в безвоздушном пространстве сравнительно невелика и не гарантирует успеха, а во-вторых, множество радиоактивных осколков астероида, бомбардирующих Землю, тоже не являются приятным подарком.

К этому нужно добавить очень слабую изученность существующей угрозы, потому что с Земли удаётся более или менее контролировать только пояс астероидов, расположенный между орбитами Марса и Юпитера. Два других пояса астероидов и комет – пояс Койпера и, особенно, более далёкий пояс Оорта – нам совершенно не видны. Мы знаем об их существовании только потому, что оттуда периодически прилетают небесные гостьи (кометы и др.).

Наиболее радикальным способом устранения астероидной и кометной опасности является организация долговременной экспедиции к поясам Койпера и Оорта на космическом корабле, достаточно защищённом от столкновений с частыми в этих зонах мелкими метеоритами. Находясь вблизи такого пояса, корабль может выявить своими радиолокаторами небесные тела, сильно отклонившиеся от стабильных орбит, и специальными „транспортными” ракетами скорректировать их движение. В тех зонах скорость астероидов значительно меньше, чем при подлёте к Земле, и на коррекцию орбиты требуется меньше энергии. Да и вообще, двигаясь вблизи потока небесных тел, сообразно их темпу, экипаж корабля может действовать в более спокойной, рабочей обстановке, а не в ситуации спасения от неожиданной смертельной опасности.

Длительность экспедиций к поясам Койпера или Оорта (или к поясу астероидов между Марсом и Юпитером) могла бы составлять 7–10 лет, а численность экипажа, вероятно, должна быть 5–7 тысяч человек (как команда одного-двух авианосцев). Конечно, при такой длительности полёта корабль должен предоставить экипажу максимальный комфорт, условия должны быть наиболее приближены к нормальной земной жизни.

Дата добавления: 2015-07-08