Für diejenigen, die im Universum von «Star Trek», am 4. April des Jahres 2063 wird ein großer Tag. An diesem Tag, der geniale Raketen-Ingenieur Зефрам Кохрэйн erfährt zum ersten mal erfolgreich seinen Warp-Antrieb. Technologie würde zu einer Revolution in der Raumfahrt: in der Lage, Raumschiffe schneller als das Licht zu Reisen und bringen uns sicher dorthin, wo niemand zuvor gewesen.
Für alle anderen Warp-Motoren, Wurmlöcher und Reisen schneller als das Licht bleibt rein spekulativ Begriffen. Sie können möglich sein — die Idee des Warp (Warp) Reisen durch Raum und kurze Passagen in das Gewebe der Raum-Zeit viele Jahre wissenschaftlich behandelt wird — aber nur sehr wenige Physiker bereit sind, ernsthaft Geld gegen Einsteins Behauptung, dass niemand kann schneller als das Licht bewegen.
Was ist mit denen, wer will, um außerhalb unseres Sonnensystems und sehen, was dort liegt?
Die einzige Raumsonde, die kletterte weiter als Planeten, Monden und Asteroiden unseres Sonnensystems, wurde «Voyager-1». Zum Zeitpunkt des Schreibens dieses Artikels, ist dieser mutige Sonde wurde in 20 083 476 000 Kilometer von der Erde, bewegt sich eine Geschwindigkeit von 17 Kilometern pro Sekunde. Und anscheinend ist cool, aber «Voyager 1» wurde im Jahr 1977 ins Leben gerufen und ausgestattet mit wissenschaftlichen Instrumenten, Kameras und sensoren von Anfang der 70er Jahre Mit Ihnen und er fliegt seit fast 40 Jahren.
Bevor die Menschen versuchen, senden Sie eine andere Sonde in den interplanetarischen Raum, die Ingenieure hoffen, einen Weg finden, um schneller dorthin und, im Idealfall, zu seinen Lebzeiten.
Es gibt mehrere Varianten. Einige Leute mögen einen sonnigen Segel — Riesen-SLR-Blätter, durch die Kraft von Photonen der Sonne. Andere — darunter Stephen Hawking — egal, der Flug auf diesen Segel mittels eng fokussierten Strahls von Photonen, erzeugen Laser auf der Erde oder auf Satelliten in der Umlaufbahn.
Ein NASA-Ingenieur Bruce Вигманн studiert die mglichkeit der Flug zu den Sternen mit der Anwendung des Antriebssystems, die erinnert an die gebrochenen Regenschirm oder жилистую Medusa. Es basiert auf der Idee elektrischen Segels und der kosmischen Sonde platziert in der Mitte des Lüfters Drähte aus Metall.
Anstatt zu bauen auf Kosten der Photonen, электропарус nutzt die Energie des Sonnenwindes. Dieser Strom geladener Teilchen kontinuierlich strahlt die Sonne bei Geschwindigkeiten nahe der 400 km/S. Vorläufige Studien zeigen, dass das Raumfahrzeug, das Reiten den wind, bewegen konnte dreimal schneller Sonde, die mit Solar-Segel.
«Sie haben lange, dünne blanke Drähte, die positiv geladen sind und erstrecken sich von langsam rotierenden Raumsonde», sagt Вигманн, arbeitet in der Abteilung für fortschrittliche Konzepte der NASA im Marshall Space Center in Alabama. «Positiv geladene Draht abstoßen werden die positiv geladenen Ionen des Sonnenwindes, schob das Raumschiff — ähnlich wie магнитикам, mit denen wir in der Schule gespielt, Magnete gleicher Polarität stoßen sich ab».
«Wir könnten die Mission zu wiederholen «Вояджера», aber für 10-12 Jahre, sagt er. — Wir konnten erreichen von Pluto für 5-6 Jahre, doppelt so schnell wie der Mission Dawn, und zum Jupiter in zwei Jahren».
Aber in der Praxis kann es alles nicht so einfach.
Professor der Astrophysik von der University of Michigan Thomas Зарбахен sagt, dass in der Idee Вигманна «ein Haufen Probleme».
«Ein Großteil der Energie der Sonne kommt in Form von Licht, sagt er. — Seine volle Energie in sonniger Segel entspricht etwa der einer Gravitations-Kraft Riegel Schokolade auf dem Fußballplatz — die Energie des Sonnenwindes tausend mal weniger».
Also, wenn Solar-Segel kann mehrere hundert Meter breit, Weltraum-NASA erwartet muss 40 Kilometer im Durchmesser — die Größe einer Stadt — und Draht gebunden zur kosmischen Einheit, ausgeführt werden, auf einer normalen Rakete wie neuen SLS der NASA.
Vor kurzem Зарбахен leitete wichtigen amerikanischen Forschung, die zeigte, dass die kleinen Satelliten, bekannt als Cubesat, durchaus mithalten kann mit den planetarischen Missionen und kostet viel billiger als herkömmliche Raumfahrzeuge. Aber es ist nicht sicher, dass das Fliegen im geladenen Drähten wird der beste Weg, um Sie zu verschieben. «Die materielle Seite in diesem ganzen bin entsetzt, sagt Зарбахен. — Wir machen die Drähte mehr als hundert Jahren und Sie sind immer noch brechen».
«Denken Sie an die Leitungen: Sie werden schwer, weil Sie aus Metall sind, sagt er. — Sie müssen von höherer Qualität sein, wenn Sie sonst verpassen auf Sie Strom, Sie brennen. Sie brechen und dann, wenn Sie nach ihm schlagen микрометеорит».
Anstelle der Verwendung von электропарус, Зарбахену mehr wie die Idee zu zerstreuen Sonden Zukunft mit Hilfe von Solar-Segel oder nuklearen Bewegung — oder beides. Nicht, dass elektrischer Sonnenschirm unmöglich machen. Aber sicherlich nicht leicht.
Das Team Вигманна derzeit befasst sich mit den Grundlagen Engineering in Ihrem Projekt und hofft auf die ersten Tests, mit Draht gebunden zu einem pop Ballons.
«Wir versuchen, die Fähigkeit der Technologie zu beweisen», sagt Вигманн, planend, eine erste Demo-Mission am Anfang der 2020-er Jahre. «Wir studieren auch die physische Seite des Problems, um zu wissen, wie viele der motorischen Kräfte in der Lage, produzieren Sonnenwind. Alles mit etwas begonnen. Ich mag diese Idee. Wenn wir beweisen, die Physik, bleibt der Fall für Ingenieure».
Wenn die Technologie erfolgreich ist, ein Raumschiff auf электропарусе in der Lage, zu überholen «Voyager». Oder wir könnten einfach warten, bis Кохрэйн erfindet den Warp-Motor, und dann beide bisherigen Varianten bleiben weit hinter sich…
Электропарус Zukunft: ob «gebrochene Dach» öffnen Raum für uns
Ilja Hel