Ті, що мріють про зореліт

Космос, як зазначив Дуґ­­лас Адамс у своїй книжці «Путівник Галактикою для космотуристів» («The Hitchhiker’s Guide to the Galaxy»), є великим. Справді, він такий гігантський, що його не осягне навіть наукова фантастика. Більшість представників цього жанру нехтують проблемою колосальних відстаней між зірками. Вони звертаються до магії, пишуть про якісь супершвидкісні гіпердвигуни, сподіваючись, що читачі заплющать очі на неув’язку заради доброї історії.

Однак є і такі науковці, інженери та фантасти, які не бояться труднощів. 22 жовтня в Лондонському королівському астрономічному товаристві (RAS) зібралася невелика, але ідейна аудиторія, охоча послухати таких людей і подискутувати щодо останніх теорій, як зробити космічні мандри реальністю. Цей симпозіум став продовженням іншого засідання, що відбулося цього ж таки року в Сан-Дієго.

Нині міжзоряні дослідження переживають щось на кшталт буму. «Кілька років тому лише одна організація у світі займалась космічними мандрівками, – розповів на конференції Джим Бенфорд, фізик, що спеціалізується на мікрохвильовому випромінюванні, а в минулому вивчав термоядерний синтез. – А тепер таких організацій п’ять». Наступного дня більшість доповідачів відвідали також Британське міжпланетне товариство (BIS, відому організацію з тих, які згадував науковець), щоб обговорити подробиці спорудження зорельота під назвою «Ікар».

Читайте також: Німецький астронавт Ульріх Вальтер: «Навіть сучасні технології дозволять людству переселитися в космос»

Розробка зорельотів завжди була не надто розвиненою галуззю, де порядкували бунтівники і мрійники, що зосереджували активність навколо власної «серйозної» праці. Справжній по­­ступ на цій ниві почався 1968-го, коли фізик із незалежною позицією Фрімен Дайсон дослідив можливості ракет, що запускаються внаслідок ядерних вибухів. Пізніше, 1970 року, BIS розробив «Дедала» – безпілотний апарат, який за допомогою термоядерного двигуна зможе набирати 12% швидкості світла, а отже, на ньому реально буде за 50 років дістатися зорі Барнарда, що міститься за шість світлових років від Землі. Тоді цю зірку, хоч і не найближчу до Сонця, вважали найменш віддаленою з тих, що мають принаймні одну планету.

Невідомі межі

Після «Дедала» інтерес до зоряних мандрів зменшився. Однак нещодавно ситуація змінилася з кількох причин. Завдяки інтернету мрійники-однодумці дістали змогу підтримувати зв’язок. Астрономи відкрили тисячі невідомих планет (зокрема, можливо, й одну поблизу зірки Альфа Центавра В, що міститься за 4,4 світлового року від Землі, входячи у склад найближчої до Сонця зоряної системи). Нові відомості про планети поза Сонячною системою заполонили уяву людей, а дослідників зорельотів забезпечили переліком пунктів призначення. Розвиток приватної космічної індустрії, спрямованої на здешевлення вартості польотів, дає надію, що котрогось дня орбітальна інфраструктура, необхідна для будівництва зорельота, таки буде створена. Тим часом Агентство передових оборонних дослідних проектів (DARPA), підрозділ Міністерства оборони США, що фінансує довгостроковий проект розвитку технологій, необхідних для розробки зорельота, забезпечило належну фінансову підтримку та громадський інтерес.

Як зазначив пан Адамс, голов­­на проблема – це відстань. У період холодної війни США витратили кілька років і неабиякі суми (станом на 1966-й 4,4% державного бюджету), щоб профінансувати подорож на Місяць і в зворотному напрямку для двох десятків астронавтів. Однак за астрономічними мірками мандрівка на супутник Землі – це дрібниці. Якщо нашу планету діаметром 12 742 км стиснути до розмірів піщинки й покласти на стіл, Місяць мав би стати ще меншим кристаликом піску, розташованим за 3 см від неї, Сонце – більшим м’ячиком, майже за 12 м, а Альфа Центавра В перебувала б тоді приблизно за 3200 км від земної кулі.

Ракети із двигуном на хімічному пальному не можуть генерувати достатньо енергії для подолання таких відстаней за реальний період часу. «Вояджер-1» – космічний зонд, запущений 1977 року для вивчення Сонячної системи, зміг подолати найбільшу відстань від Землі, порівняно з будь-яким іншим відомим на сьогодні апаратом. Завдяки поєднанню двигуна на хімпальному та гравітаційних сил планет Сонячної системи швидкість зонда збільшилася до 17 км/с. За таких умов він міг би (спрямований у правильному напрямку) дістатися Альфи Центавра за 75 тис. років.

Ядерна енергія може суттєво скоротити ці терміни. Ракета Дайсона, що використовує енергію вибуху, здійснила б таку подорож за 130 років. Однак вона не пригальмує біля пункту призначення (адже для цього знадобиться вдвічі більше енергії), тож промине невідому нам Сонячну систему за якихось кілька днів. Швидший «Дедал» також пролетить повз кінцевий об’єкт, зібравши дорогою всю можливу інформацію. «Ікар», логічне продовження плану, таки зможе ввімкнути гальма.

Інший підхід, придуманий Робертом Форвардом, пропонують Бенфорд та його брат Ґреґорі, котрий, як і Форвард, працює фізиком і водночас пише наукову фантастику. Йдеться про те, щоб відмовитися від проблемного пального. Зорельотам, як стверджують учені, потрібні вітрила. Замість того щоб надимати апарати вітром, орбітальний передавач наповнюватиме їх енергією у вигляді лазерів або мік­­рохвильового проміння, що забезпечуватиме сильний імпу­­льс та прискорення до частки швидкості світла й дозволить (коли пощастить) безперешкодно дістатися пункту призначення.

Без пального космічні апарати можна зробити меншими, а отже, їм буде простіше набирати швидкість. Можливо, вони навіть зупинятимуться в пункті, до яко­­го вирушили. Гальмування відбуватиметься завдяки сонячному вітрові зірки, до якої пролягатиме маршрут, із використанням другого так званого магнітного паруса. Основи технології вже розроблено: мікрохвильові вітри­­ла здіймалися в лабораторних умовах. Тим часом орбітальні передавачі можна використовувати знову і знову, відповідно зорельоти обійдуться дешевше за ядерні ракети одноразового запуску.

Бо зорі є

Очевидно, слово «дешевше» годиться вживати досить умовно. За словами Джима Бенфорда, навіть невеличка повільна модель, розроблена для дослідження Космосу безпосередньо за межами Сонячної системи, а не для подолання відстані до тієї чи тієї зірки, вимагатиме стільки електроенергії, скільки знадобиться маленькій країні. Припускають, що її джерелом будуть супутники, які обертаються на орбіті Землі. Справжній космічний апарат, що рухається з десятою частиною швидкості світла, потребуватиме більше енергії, ніж уся нинішня цивілізація. Величезні відстані до зірок означають, що все, пов’язане із зорельотами, має великі масштаби. Стосовно вартості (якщо її взагалі доцільно оцінювати) можна сказати, що йдеться про багато трильйонів доларів.

Тож окрім того, чи взагалі реальним є будівництво зорельотів, постає ще одна проблема: ціна. 50 років технологічних пошуків можуть завершитися технічним обґрунтуванням того, чому нереально сконструювати безпілотний зореліт (певно, перспективи є і в зорельотів із людьми на борту, однак така ідея породжує додаткові проблеми). Однак наразі немає відповіді на запитання: навіщо комусь іти на всі ці жертви заради будівництва зорельота?

Кілька доповідачів у RAS висловили думку, що зореліт стане реальністю лише тоді, коли людство опанує понад половину Сонячної системи й матиме достатньо економічних можливостей для управління ресурсами більш ніж однієї планети. Чи настане такий день – це поки що відкрите питання. Немає жодних земних аналогій для масштабності проблем, пов’язаних із дослідженням Космосу. Ґреґорі Бенфорд може помилятися. А все ж таки він та його колеги, розробники зорельота, великі оптимісти.

© 2011 The Economist Newspaper Limited. All rights reserved
Переклад з оригіналу здійснено «Українським тижнем», оригінал статті опубліковано на www.economist.com