Корабль поколений.Межзвездные перелеты

Космические путешествия к дальним звездам, галактикам и даже планетам всегда будоражили умы не только ученых, но и простых людей. Действительно, когда 12 апреля 1961 года Юрий Гагарин вышел на околоземную орбиту, все пророчили, что через несколько десятков лет «Космос будет наш». Вся научная и околонаучная фантастика крутилась вокруг космоса и полетов к дальним мирам. Исследовательское сообщество начало разрабатывать, казалось бы, вполне реальные устройства – космический лифт, космический тоннель, фотонный двигатель и многое другое. Проблема была в том, что все фантазии и разработки основывались на том факте, что наука и технологии связанные с космосом будут развиваться с такой же прогрессией. Поэтому в старых научных работах можно встретить высказывания довольно известных ученых-астрофизиков о том, что в 2001-2010 годах космические перелеты станут обыденностью. На деле же все оказалось менее радужным и реальным.

В данный момент самым обсуждаемым способом путешествия к дальним звездам является Корабль поколений, подробнее о нем читайте на сайте новостного портала "Реактор". Реальность создания подобных звездолетов обоснована тем, что они будут двигаться с нерелятивистской скоростью (то есть, не сравнимой со скоростью света), в отличие от других проектов, реализация которых требует развития скорости близкой к скорости света. Другими словами, путь даже к самой близкой звезде (Проксима Центавра. 4.3 световых года) займет сотни, а может и тысячи лет на этом «Межзвездном Ковчеге».

Основой реализации этого проекта станет создание и поддержание замкнутой биосферы. Корабль обязан быть полностью самодостаточным. Это необходимо для непрерывного снабжения экипажа пищей и водой, а самого себя – энергией, ГСМ и другими важными элементами. Кроме того, он должен обладать высоким запасом устойчивости и длительным эксплуатационным сроком службы. Если со вторым пунктом человечество сможет разобраться только в ближайшем будущем, то первый – уже сейчас реальная вещь.

Замкнутые экосистемы

Первым масштабным моделированием замкнутой системы занялись ученые красноярского Института биофизики. Самым известным их проектом считается БИОС-3. Это специально построенный герметический комплекс размерами (14х9х2.5 метров, и объемом около 320 куб. метров). Строительство комплекса закончилось в 1972 году, и ученые сразу же приступили к работе. Суммарно было проведено 10 исследований с количеством испытуемых от одного до трех. Наиболее длительный эксперимент – 6 месяцев. Результаты исследования оказались довольно обнадеживающими – полная автономность поддержания газа и воды, и удовлетворение потребностей экипажа на 80%.

Следующим, еще более масштабной разработкой стала «Биосфера-2». В пустыне Аризона построили огромное сооружение общей площадью 1.4-1.6 гектар. Оно было разделено на несколько независимых друг от друга экосистем с общей стеклянной крышей, которая пропускала менее 60% солнечного света. Восемь подопытных (50% мужчин и 50% женщин) провели в «Биосфере-2» примерно два года. У них не было никакой прямой связи с внешним миром, а непрямая поддерживалась с помощью использования компьютера. Кроме людей в сооружение доставили более трех тысяч видов эукариотов (растений и животных).

С самого начала исследователи столкнулись с серьезными проблемами. Через неделю после начала эксперимента одна из участниц получила серьезное повреждение. Из-за неосторожного обращения с сельхоз оборудованием она ампутировала себе палец. Незамедлительно была проведена операция. Результат был неудачным, и сохранить палец не удалось, после чего ее незамедлительно госпитализировали. На этом закончилось ее участие в эксперименте, но неудачи всего проекта только начинались. Изначально предполагалась полностью автономная работа всего комплекса. Однако с течением времени испытуемые начали жаловаться на потерю веса и затрудненное дыхание. После прекращения эксперимента обнаружился экспоненциальный рост скорости размножения микроорганизмов и насекомых. Это и вызвало избыточное потребление кислорода.

Принимая во внимание неудачи первого эксперимента, в 1996 году был начат новый проект, уже без участия людей. Он должен был детально разобрать причины снижения уровня кислорода в закрытой экосистеме и попробовать решить эту проблему. В результате ученые выяснили:

• Скорость размножения насекомых и микробов – ужасающая. Без должного контроля и использования химикатов уже через две недели после герметизации уровень кислорода начинает падать;

• Стеклянная крыша комплекса стала причиной искусственных дождей благодаря конденсату;

• В условиях постоянного отсутствия ветра деревья становятся более хрупкими.

На этом полномасштабное моделирование замкнутых экосистем в реальной жизни закончилось. Сейчас все ресурсы направлены на разработку способов поддержания состава воздуха в неизменном состоянии.

Микрозонды в макрокосмосе

Когда человечество столкнулось с необходимостью развивать скорость света для межзвездных путешествий, практически сразу была видна несостоятельность этой идеи. Причем развить скорость в 1-10% от световой – это не так уж и сложно. Основная проблема в том, что человеческий организм и обшивка массивного корабля не могут справиться с огромными перегрузками. В апреле 2016 года Ю.Миллер и С. Хокинг представили свой новый проект Breakthrough Starshot. В его рамках планируется разработка микрозондов для межзвездных полетов. Прототип крошечного беспилотного космического корабля назвали StarShip. Вес «космического корабля» составляет 1 г. Фактически – это одноплатный компьютер оснащенный датчиками и фотонными двигателями.

Иллюстрация к статье: Яндекс.Картинки