О ТЕХНИЧЕСКОЙ ВОЗМОЖНОСТИ ПИЛОТИРУЕМЫХ РЕЛЯТИВИСТСКИХ МЕЖЗВЕЗДНЫХ ПЕРЕЛЕТОВ
© С.В.Миронов
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и проблемы космического производства"
2001 г.
Масштаб межзвездных расстояний и продолжительность человеческой жизни (если не учитывать возможность анабиоза) диктуют необходимость использования при межзвездных перелетах скоростей, близких к скорости света. При дальнейших оценках технических возможностей таких перелетов будет рассматриваться требуемая скорость межзвездного космического корабля (МКК) в 0,7с или 210 тыс. км/с.
Предложенные различными авторами варианты двигателей для МКК непригодны по следующим причинам.
Импульсный термоядерный ракетный двигатель: число Циолковского составит 1000000000, а масса топлива — 10000000000 т, что при содержании лития-6 в земной коре примерно 0,0000001 потребует переработать все материки Земли на глубину в несколько километров (и это только на один перелет);
Прямоточный термоядерный двигатель: требуемое давление водорода в проточном термоядерном реакторе порядка 10 миллиардов атмосфер при температуре в миллиарды градусов, что технически абсолютно нереально;
Фотонный (мезонный) двигатель: по оценкам ЦЕРНа, можно производить около 0,00000001 г в год антиводорода при стоимости 60 триллионов долларов за 1 г (а требуется около 1000 т на перелет). В связи с тем, что все перечисленные варианты технически или экономически абсолютно нереальны, автор рассмотрел возможность использования околоземных источников энергии, передающих тяговое усилие на МКК с помощью релятивистского нейтрализованного пучка заряженных частиц, стабилизированного сбрасываемыми с МКК сверхпроводящими сдвоенными магнитными линзами (МЛ). В реальных условиях межзвездной среды и при современных конструкционных (кварцевое волокно с удельной прочностью 200 км) и сверхпроводящих (иттрий-бариево-медноокисная керамика с Ткр=80К и критической плотностью тока до 10 А/см2) материалах минимальная масса системы периодической фокусировки пучка мощностью 1015 Вт составит около 100 т, что вполне приемлемо. Необходимость защиты экипажа от галактического космического излучения требует использования магнитного поля с напряженностью около 10 Тл, окружающее торообразный МКК размерами 4x30 м, которого достаточно для отражения частиц пучка с относительной энергией 0,4 ГЭв, сфокусированных на него основной МЛ с D=10 км, совмещенной со сбрасывающим фокусирующие МЛ устройством. Для отклонения набегающих нейтральных частиц (атомов и пылинок) используются тонкие (1мк) обдирочные пленки, прикрывающие мидель МКК и удаленные от МКК для уменьшения нейтронного облучения экипажа на расстояние 2...3 км на электростатически поддерживаемой конструкции. Торможение МКК до нескольких тысяч км/с осуществляется путем взаимодействия отрицательно заряженной и широко раскинутой центробежными силами регенерируемой сетки из кварцевого волокна с плазменной составляющей межзвездной среды. По предварительным оценкам, время торможения МКК - 10 лет.
Таким образом, лишь освоившие солнечно-космическую энергетику долгоживущие цивилизации физически способны не только к информационному, но и к материальному контакту.