В космос — под парусом
[i]Еще от детского посещения Московского планетария в памяти осталась незабываемая картина: плоская Земля и звездочет, просунувший свою голову сквозь нарисованный небесный свод.Нынешняя ситуация с познанием нашей Солнечной системы чем-то напоминает ту самую картину. Мы узнали многое о планетах Солнечной системы, в том числе о самой далекой — Плутоне.И вот сейчас пытаемся разведать: а что там, за Плутоном? Сможем ли мы когда-нибудь долететь до ближайшей к нам чужой звезды? [/i]Интерес к этому велик. Недавно я беседовал с видным ученым, занимающимся проблемой дальних полетов в космос, — доктором физико-математических наук, заместителем директора Государственного научного центра РФ «Физико-энергетический институт» (ФЭИ) [b]Андреем ГУЛЕВИЧЕМ[/b]. Он сказал: — Плутон находится от нас на расстоянии примерно сорока астрономических единиц (среднее расстояние от Земли до Солнца). Два года назад были сообщения о том, что вроде бы удалось открыть еще одну планету за Плутоном, но пока эти сведения астрономами не подтверждаются.За Плутоном начинается очень интересная область — так называемый Пояс Купера, состоящий из огромного числа небесных тел разного диаметра. Число объектов размером от ста до трехсот километров оценивается примерно в сто тысяч единиц. А тел меньше километра около десяти миллиардов.[b]— Что это? Планета в стадии формирования? Или, наоборот, распавшееся на осколки крупное небесное тело? [/b]— Однозначного ответа пока нет. Сейчас в эту область направляются два американских космических аппарата «Вояджер-1» и «Вояджер-2», запущенные еще в конце семидесятых годов.[b]— А как в целом современная наука представляет «заплутоновое пространство»? [/b]— На расстоянии ста — ста пятидесяти астрономических единиц находится так называемая гелиосфера. Ее образуют частицы солнечной плазмы, вылетающие во все стороны из короны нашего светила. Образно их называют «солнечный ветер», и дует он с весьма высокой скоростью, триста — восемьсот километров в секунду. И вот там, где эти два потока сталкиваются, образуется своеобразная ударная волна, а сама эта область именуется гелиопаузой. Эти окрестности солнечной системы в последние годы вызывают повышенный интерес ученых.[b]— Но как туда долететь? Какого типа аппараты использовать? Какое топливо?[/b]— Проектов много. Просматриваются три основных. Наиболее известен принцип фотонной ракеты, движущейся за счет сжигания материи и антиматерии — электронов и позитронов, которые на Земле создают в лабораториях физики. Это задача не только сложная, но и страшно дорогая. По оценкам американских специалистов, чтобы запустить аппарат с одной тонной антиматерии, потребуется 62 квадраллиона долларов. Такая сумма превышает бюджеты всех стран нашей планеты.Рассматривается и возможность использования термоядерного синтеза. Но пока он осуществлен только в термоядерных взрывах. Наиболее близкий к реализации принцип российского ТОКАМАКа. Но для управляемого синтеза в масштабах межпланетного корабля придется соорудить громадный и неподъемный монстр.Есть еще один подход: запускать аппараты, движущиеся с помощью космических парусов. В этом направлении есть серьезные технологические достижения. Уже созданы пленки с массой 100 граммов на квадратный метр и толщиной 5 — 7 микрон. С парусом 400 метров в диаметре и площадью в 100 тысяч квадратных метров можно разогнать космический аппарат и получить приращение скорости в 70 километров в секунду. Однако это позволит преодолевать всего от десяти до двадцати астрономических единиц в год. Мы можем долететь до Плутона, но дальнейшее продвижение потребует уже очень длительного времени. Есть ли смысл посылать аппарат, чтобы узнать его данные лишь через двести лет… [b]— Выходит, даже теоретически нельзя быстро долететь до ближайшей звезды? [/b]— Я этого не говорил. Если есть цель, то человечество рано или поздно найдет пути ее достижения. На недавней международной конференции американцы попытались решить эту задачу с использованием ядерной энергии. На бумаге им удалось концептуально долететь до звезды за пятьдесят лет.[b]— А в реальности? [/b]— Потребуется гигантский ядерный реактор мощностью сто тепловых гигаватт. Для сравнения скажем, что мощность базового реактора нашей энергетики всего один гигаватт. Представляете, какая понадобится для такого корабля АЭС.На мой взгляд, весьма перспективная концепция разрабатывается у нас в ФЭИ. Мы тоже хотим использовать для движения космического аппарата ядерный реактор. Но понимая, что 90% вырабатываемой энергии будет бесполезно уходить в космос, решили поместить реактор в центр параболического зеркала. Оно превратит это бросовое тепло в параллельные лучи, а их отдача будет двигать аппарат вперед, как в фотонной ракете.Беда реакторов в том, что в них выгорает всего 10 — 15% урана. Значит, надо везти с собой огромный запас топлива и периодически перегружать реактор. Куда девать отходы? И эту задачу можно решить, если использовать газофазный реактор. Там уран распределен по определенному объему. Если этот реактор закрутить, более легкие осколки деления будут уходить на периферию и сбрасываться в космос.По нашим расчетам, такой космический аппарат может достичь скоростей от трехсот до тысячи километров в секунду. За 10—15 лет преодолеть до ста тысяч астрономических единиц пространства! Есть вероятность, что появятся какие-то принципиально новые идеи, не противоречащие законам Эйнштейна, но отличные от известных сегодня физикам. США выделили на такую новую физику 500 тысяч долларов. Что ж, возможно, человечество достигнет других звезд способом, о котором мы еще ничего не знаем.