Fils et filles de la planète bleue
Envolez-vous vers le haut, dérangeant les étoiles de la paix.
Le chemin vers l'espace interstellaire a été établi
Pour satellites, fusées, stations scientifiques.
Un Russe volait dans une fusée, J'ai vu la terre entière d'en haut.
Gagarine a été le premier dans l'espace.
Comment serez-vous ?
En 1973, un groupe de travail de la British Interplanetary Society a commencé à concevoir l'apparence d'un vaisseau spatial interstellaire capable de voyager 6 années-lumière en mode sans pilote et de mener une brève exploration des environs de l'étoile de Barnard.
La différence fondamentale entre le projet britannique et les œuvres de science-fiction résidait dans les conditions de conception d'origine: dans leur travail, les scientifiques britanniques s'appuyaient exclusivement sur des technologies réelles ou du futur proche, dont l'apparition imminente ne fait aucun doute. De fantastiques « anti-gravité », une « téléportation » inconnue et des « moteurs supraluminiques » ont été rejetés comme des idées exotiques et notoirement impossibles.
Selon les termes du projet, les développeurs ont dû abandonner même le "moteur à photons" alors populaire. Malgré la possibilité théorique de l'existence d'une réaction d'annihilation de substance, même les physiciens les plus audacieux qui expérimentent régulièrement des cannabinoïdes hallucinogènes sont incapables d'expliquer comment mettre en pratique le stockage de « l'antimatière » et comment récupérer l'énergie libérée.
Le projet a reçu le nom symbolique "Daedalus" - en l'honneur du héros éponyme du mythe grec, qui a réussi à survoler la mer, contrairement à Icare, qui a volé trop haut.
Le vaisseau spatial interstellaire automatique Daedalus avait une conception à deux étages.
Le sens du projet Daedalus:
Preuve de la possibilité de création par l'Homme d'un vaisseau spatial sans pilote pour l'étude des systèmes stellaires les plus proches du Soleil.
Côté technique du projet:
Enquête à partir de la trajectoire de survol du système stellaire de Barnard (une naine rouge de type spectral M5V à une distance de 5,91 années-lumière, l'une des plus proches du Soleil et, en même temps, la "plus rapide" des étoiles de la composante perpendiculaire de la vitesse de l'étoile à la direction de visée de l'observateur terrestre est de 90 km/s, ce qui, couplé à une distance relativement « proche », transforme « Flying Barnard » en une véritable « comète »). Le choix de la cible a été dicté par la théorie de l'existence d'un système planétaire à l'étoile de Barnard (la théorie a ensuite été réfutée). A notre époque, la "cible de référence" est l'étoile la plus proche du Soleil, Proxima Centauri (distance 4, 22 années-lumière).
Déplacer l'étoile de Barnard dans le ciel terrestre
Conditions du projet:
Vaisseau spatial sans pilote. Seules les technologies réalistes du futur proche. Le temps de vol maximum vers l'étoile est de 49 ans ! Selon les termes du Projet Daedalus, ceux qui ont créé le vaisseau interstellaire auraient dû être en mesure de connaître les résultats de la mission de leur vivant. Autrement dit, pour atteindre l'étoile de Barnard en 49 ans, le vaisseau spatial aurait besoin d'une vitesse de croisière de l'ordre de 0,1 fois la vitesse de la lumière.
Donnée initiale:
Les scientifiques britanniques disposaient d'un « ensemble » assez impressionnant de toutes les réalisations modernes de la civilisation humaine: technologie nucléaire, réaction thermonucléaire incontrôlée, lasers, physique des plasmas, lancements spatiaux habités en orbite proche de la Terre,technologies d'assemblage et de réalisation de travaux d'assemblage d'objets de grande taille dans l'espace, systèmes de communication spatiale à longue portée, microélectronique, automatisation et ingénierie de précision. Est-ce suffisant pour "toucher votre main" aux étoiles ?
Non loin d'ici - un arrêt de taxi
Débordant de doux rêves et de fierté des réalisations de l'Esprit Humain, le lecteur court déjà pour acheter un billet sur un vaisseau interstellaire. Hélas, sa joie est prématurée. L'univers a préparé sa réponse terrifiante aux tentatives pathétiques des humains pour atteindre les étoiles les plus proches.
Si vous réduisez la taille d'une étoile comme le Soleil à la taille d'une balle de tennis, tout le système solaire s'adaptera à la Place Rouge. Les dimensions de la Terre, dans ce cas, seront généralement réduites à la taille d'un grain de sable.
Au même moment, la "balle de tennis" la plus proche (Proxima Centauri) se trouvera au milieu de l'Alexanderplatz à Berlin, et un peu plus éloignée l'étoile de Barnard - sur Piccadilly Circus à Londres !
Position de Voyager 1 le 8 février 2012. Distance 17 heures-lumière du Soleil.
Les distances monstrueuses jettent le doute sur l'idée même de voyage interstellaire. La station sans pilote Voyager 1, lancée en 1977, a mis 35 ans pour traverser le système solaire (la sonde l'a dépassé le 25 août 2012 - ce jour-là, les derniers échos du "vent solaire" ont fondu derrière la poupe de la station, tandis que la rayonnement galactique d'intensité). Il a fallu 35 ans pour survoler la "Place Rouge". Combien de temps faudra-t-il à Voyager pour voler « de Moscou à Londres » ?
Autour de nous se trouvent des milliards de kilomètres d'abîmes noirs - avons-nous une chance de voler vers l'étoile la plus proche dans au moins un demi-siècle terrestre ?
Je t'enverrai un bateau…
Personne ne doutait que le Daedalus aurait des dimensions monstrueuses - seule la "charge utile" pouvait atteindre des centaines de tonnes. En plus des instruments astrophysiques relativement légers, des détecteurs et des caméras de télévision, un compartiment assez grand pour contrôler les systèmes du navire, un centre de calcul et, surtout, un système de communication avec la Terre sont nécessaires à bord du navire.
Les radiotélescopes modernes ont une sensibilité énorme: l'émetteur de Voyager 1, situé à une distance de 124 unités astronomiques (124 fois plus loin de la Terre au Soleil), a une puissance de seulement 23 watts - moins qu'une ampoule dans votre réfrigérateur. Étonnamment, cela s'est avéré suffisant pour assurer une communication ininterrompue avec l'appareil à une distance de 18,5 milliards de kilomètres ! (un prérequis - la position de Voyager dans l'espace est connue avec une précision de 200 mètres)
L'étoile de Barnard est à 5,96 années-lumière du Soleil, soit 3 000 fois plus loin que Voyager. Évidemment, dans ce cas, on ne peut se passer d'un intercepteur de 23 watts - la distance incroyable et l'erreur significative dans la détermination de la position du vaisseau spatial dans l'espace nécessiteront une puissance de rayonnement de centaines de kilowatts. Avec toutes les exigences qui en découlent pour les dimensions de l'antenne.
Les scientifiques britanniques ont cité un chiffre très précis: la charge utile du vaisseau spatial Daedalus (la masse du compartiment de contrôle, des instruments scientifiques et du système de communication) sera d'environ 450 tonnes. A titre de comparaison, la masse de la Station spatiale internationale à ce jour a dépassé 417 tonnes.
La charge utile requise du vaisseau spatial est dans des limites réalistes. De plus, compte tenu des progrès de la microélectronique et des technologies spatiales au cours des 40 dernières années, ce chiffre pourrait légèrement diminuer.
Moteur et essence. L'extrême consommation d'énergie des voyages interstellaires devient un obstacle majeur à de telles expéditions.
Les scientifiques britanniques ont adhéré à une logique simple: laquelle des méthodes connues d'obtention d'énergie est la plus productive ? La réponse est évidente: la fusion thermonucléaire. Sommes-nous capables de créer aujourd'hui un « réacteur thermonucléaire » stable ? Hélas, non, toutes les tentatives pour créer un "noyau thermonucléaire contrôlé" se soldent par un échec. Sortir? Nous devrons utiliser une réaction explosive. Le vaisseau spatial "Daedalus" se transforme en "exploser" avec un moteur de fusée thermonucléaire pulsé.
Le principe de fonctionnement en théorie est simple: des « cibles » d'un mélange congelé de deutérium et d'hélium-3 sont introduites dans la chambre de travail. La cible est chauffée par une impulsion de lasers - une minuscule explosion thermonucléaire s'ensuit - et, le tour est joué, la libération d'énergie pour accélérer le vaisseau !
Le calcul a montré que pour l'accélération effective du Dédale, il faudrait produire 250 explosions par seconde - par conséquent, les cibles doivent être introduites dans la chambre de combustion d'un moteur thermonucléaire pulsé à une vitesse de 10 km/s !
C'est de la pure fantaisie - en réalité, il n'y a pas un seul échantillon exploitable d'un moteur thermonucléaire pulsé. De plus, les caractéristiques uniques du moteur et les exigences élevées en matière de fiabilité (le moteur d'un vaisseau spatial doit fonctionner en continu pendant 4 ans) transforment la conversation sur le vaisseau spatial en une histoire dénuée de sens.
En revanche, il n'y a pas un seul élément dans la conception d'un moteur thermonucléaire pulsé qui n'ait été testé en pratique - solénoïdes supraconducteurs, lasers de forte puissance, canons à électrons… tout cela est depuis longtemps maîtrisé par l'industrie et est souvent amené à la production de masse. Nous avons une théorie bien développée et de riches développements pratiques dans le domaine de la physique des plasmas - il s'agit simplement de créer un moteur pulsé basé sur ces systèmes.
La masse estimée de la structure de l'engin spatial (moteur, réservoirs, poutres de support) est de 6170 tonnes, hors carburant. Fondamentalement, le chiffre semble réaliste. Pas de dixièmes de degrés et d'innombrables zéros. Pour livrer une telle quantité de structures métalliques en orbite terrestre basse, il faudrait "seulement" 44 lancements de la puissante fusée Saturn-5 (charge utile 140 tonnes avec un poids de lancement de 3000 tonnes).
Lanceur super-lourd H-1, poids de lancement 2735 … 2950 tonnes
Jusqu'à présent, ces chiffres correspondent théoriquement aux capacités de l'industrie moderne, bien qu'ils aient nécessité un certain développement des technologies modernes. Il est temps de se poser la question principale: quelle est la masse de carburant nécessaire pour accélérer le vaisseau spatial à 0, 1 la vitesse de la lumière ? La réponse semble effrayante et, en même temps, encourageante - 50 000 tonnes de combustible nucléaire. Malgré l'apparente improbabilité de ce chiffre, il ne représente « que » la moitié du déplacement du porte-avions nucléaire américain. Une autre chose est que la cosmonautique moderne n'est pas encore prête à travailler avec des structures aussi volumineuses.
Mais le problème principal était différent: le principal composant du combustible d'un moteur thermonucléaire pulsé est l'isotope rare et coûteux Hélium-3. Le volume actuel de production d'hélium-3 ne dépasse pas 500 kg par an. Dans le même temps, 30 000 tonnes de cette substance spécifique devront être déversées dans les réservoirs du Daedalus.
Les commentaires sont superflus - il n'y a pas une telle quantité d'hélium-3 sur Terre. Des "scientifiques britanniques" (cette fois, vous pouvez à juste titre prendre l'expression entre guillemets) ont suggéré de construire "Daedalus" sur l'orbite de Jupiter et de l'y ravitailler, en extrayant du carburant de la couche nuageuse supérieure de la planète géante.
Du pur futurisme multiplié par l'absurdité.
Malgré le tableau globalement décevant, le projet Daedalus a montré que les connaissances scientifiques existantes sont suffisantes pour envoyer une expédition vers les étoiles les plus proches. Le problème réside dans l'ampleur du travail - nous avons des échantillons fonctionnels de "Tokamaks", des électro-aimants supraconducteurs, des cryostats et des vases Dewar dans des conditions de laboratoire idéales, mais nous n'avons absolument aucune idée de comment fonctionneront leurs copies hypertrophiées pesant des centaines de tonnes. Comment assurer le fonctionnement continu de ces structures fantastiques pendant de nombreuses années - tout cela dans les conditions difficiles de l'espace, sans aucune possibilité de réparation et d'entretien par l'homme.
En travaillant sur l'apparition du vaisseau spatial "Daedalus", les scientifiques ont été confrontés à de nombreux problèmes mineurs, mais non moins importants. En plus des doutes déjà mentionnés sur la fiabilité du moteur thermonucléaire pulsé, les créateurs du vaisseau spatial interstellaire ont été confrontés au problème de l'équilibrage du vaisseau géant, de son accélération et de son orientation correctes dans l'espace. Il y a eu aussi des moments positifs - au cours des 40 années qui se sont écoulées depuis le début des travaux sur le projet Daedalus, le problème du complexe informatique numérique à bord du navire a été résolu avec succès. Les progrès colossaux de la microélectronique, des nanotechnologies, l'émergence de substances aux caractéristiques uniques, tout cela a considérablement simplifié les conditions de création d'un vaisseau spatial. En outre, le problème de la communication dans l'espace lointain a été résolu avec succès.
Mais jusqu'à présent, aucune solution n'a été trouvée au problème classique - la sécurité d'une expédition interstellaire. À une vitesse de 0, 1 de la vitesse de la lumière, tout grain de poussière devient un obstacle dangereux pour le navire, et une minuscule météorite de la taille d'une clé USB peut être la fin de toute l'expédition. En d'autres termes, le vaisseau a toutes les chances d'être brûlé avant d'atteindre sa cible. La théorie propose deux solutions: la première "ligne de défense" - un nuage protecteur de microparticules retenu par un champ magnétique à une centaine de kilomètres avant le cap du navire. La deuxième "ligne de défense" est un bouclier en métal, en céramique ou en composite pour refléter les fragments de météorites en décomposition. Si tout est plus ou moins clair sur la conception du bouclier, alors même les lauréats du prix Nobel de physique ne savent pas mettre en pratique un "nuage protecteur de microparticules" à une distance considérable du navire. Il est clair qu'avec l'aide d'un champ magnétique, mais voici comment exactement …
… Le navire navigue dans un vide glacial. Cela fait 50 ans qu'il a quitté le système solaire et un long voyage s'étend derrière le "Dédale" pendant six années-lumière. La dangereuse ceinture de Kuiper et le mystérieux nuage d'Oort ont été franchis en toute sécurité, des instruments fragiles ont résisté aux flots de rayons galactiques et au froid cruel de l'espace ouvert… Le rendez-vous bientôt prévu avec le système stellaire de Barnard… mais qu'est-ce que cette chance rencontre au milieu de l'océan stellaire sans fin promet le messager de la lointaine Terre ? De nouveaux dangers de collision avec de grosses météorites ? Champs magnétiques et ceintures de radiations mortelles à proximité de « Barnard en marche » ? Des explosions inattendues de protruberans ? Le temps nous le dira… "Daedalus" dans deux jours se précipitera devant l'étoile et disparaîtra à jamais dans l'immensité du Cosmos.
Daedalus contre l'Empire State Building de 102 étages
L'Empire State Building, un point de repère clé dans l'horizon de New York. Hauteur sans flèche 381 m, hauteur avec flèche 441 mètres
Daedalus contre le lanceur super-lourd Saturn V
Saturn V sur la rampe de lancement
