ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПРОРЫВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ В ТЕХНИКЕ И ТЕХНОЛОГИИ МЕЖЗВЁЗДНОГО ПОЛЁТА

© А.И.Казыкин
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и научное прогнозирование"
2016 г.

Человечество как космическая цивилизация делает первые шаги во Вселенную. На протяжении всей космической эры в качестве основной «движущей силы» в космонавтике используются термохимические ракетные двигатели, которые в арсенале тяговых космических систем являются наиболее примитивными и полностью исчерпавшими все резервы для дальнейшего совершенствования.

Поэтому современный этап проникновения человечества в космос можно охарактеризовать как «борьбу с гравитацией». С увеличением масштабов проникновения в космос «борьба с гравитацией» потеряет свою актуальность и на первый план выйдет «борьба с пространством и временем», что неизбежно приведёт к качественному скачку в технике и технологии пространственных коммуникаций. Уже в ближайшей перспективе для пилотируемых экспедиций к планетам Солнечной системы и защиты Земли от астероидно–кометной опасности потребуются тяговые системы нового поколения, использующие более эффективные виды энергии — ядерную и термоядерную. Что касается более отдалённой перспективы, то для прорыва в дальний космос понадобятся качественно новые тяговые системы, основанные на неракетных физических принципах движения.

К.Э. Циолковский, заложивший теоретические основы ракетодинамики, обладал потрясающей научной интуицией и хорошо понимал, что ракеты нельзя считать единственно возможным техническим средством освоения космоса: «Многие думают, что я хлопочу о ракете и беспокоюсь о её судьбе из-за самой ракеты. Это было бы глубочайшей ошибкой. Ракеты для меня только способ, только метод проникновения в глубину космоса, но отнюдь не самоцель. Будет иной способ передвижения в космосе — приму и его. Вся суть в переселении с Земли и в заселении Космоса».

Предвидение К.Э. Циолковского сейчас находит своё подтверждение. В последнее время в научной литературе появилось немало публикаций, посвящённых «Кротовым норам», «метрике Алькубьерре» и прочим «warp – двигателям», работающим за счёт деформации пространства-времени и способных за очень короткое время перемещать объекты на огромные пространственные расстояния межзвёздного и межгалактического масштаба. Правда, все подобные гипотетические «лазы во Вселенную» имеют общий недостаток: они могут быть реализованы только при наличии «экзотической материи» с отрицательной массой и отрицательной плотностью энергии.

Как альтернатива «экзотическим теориям», предлагается идея активного использования гравитации в движителях космических летательных аппаратов. Такая возможность исследовалась при теоретическом моделировании мобильных динамических систем с компактным концентратом массы и полевой структурной связью и была положена в основу концепции космического корабля «Гравитационный тандем» (ГТ). В качестве компактного концентрата массы рассматривались микроскопические (маломассивные) чёрные дыры с массами порядка 1018 – 1020 кг. На основе расчётного моделирования показано, что величина экстремальных ускорений подобных систем может достигать 104 – 105 м/с2 без возникновения запредельных перегрузок в космическом корабле, а продолжительность пространственных перелётов сокращается кардинальным образом: при собственном ускорении 105 м/с2 расстояние до ближайшей звезды Проксимы Центавра (4,3 св. года) ГТ преодолевает за 9,5 часов, а Метагалактику (10 млрд. св. лет) пересекает за 28 часов.

Опыт изучения проблемы межзвёздных перелётов привёл автора к убеждению, что подготовка и осуществление пилотируемой межзвёздной экспедиции — это длительный многоэтапный процесс. Вне зависимости от физических принципов, заложенных в конструкцию межзвёздного корабля, его созданию будет предшествовать широкомасштабное индустриальное освоение Солнечной системы. Как для постройки «тихоходного» звездолёта на термоядерной тяге, развивающего скорость порядка 10%–20% от скорости света, так и для создания «сверхскоростного» космического корабля типа ГТ, необходимы следующие базовые предпосылки:

– организация космического производства;

– разработка внеземных сырьевых и энергетических ресурсов;

– формирование развитой транспортно-космической, инженерно-космической и социально-космической инфраструктуры, охватывающей околоземное пространство, Луну, пояс астероидов и планеты-гиганты.

Концепция ГТ предполагает использование в его двигательной системе физических процессов с самым высоким уровнем выделения энергии – квантового испарения чёрных дыр. Для производства искусственных чёрных дыр с необходимым спектром масс потребуются ускорительно-накопительные комплексы нового поколения, по своим характеристикам на много порядков превосходящие Большой адронный коллайдер. Квантовый распад чёрных дыр приводит к образованию интенсивной радиации, в том числе жёсткого гамма-излучения, что предопределяет размещение подобных комплексов на безопасном расстоянии от Земли, а также создание надежной защиты при использовании подобных технологий.

Активное использование гравитации в движителях космических кораблей будет означать не только качественный скачок в их развитии и переход к принципиально новым технологиям передвижения в пространстве, но и поставит человеческую цивилизацию на качественно новую ступень развития.

 
 

Ссылки партнёров