Правильное космическое путешествие

Предполагалось, что текст выйдет к 12.04, но господь Шива не расположил.Итак, полеты к иным мирам с точки зрения сверхтвёрдой научной фантастики (СТНФ), т.е. в рамках нынешних тенденций науки и техники. 

Сочные гроздья звезд сегодня также далеки как в 16 веке, когда некий китаец Ван Ху пытался стать первым тайконавтом.

Не стали они ближе после освоения околоземных орбит и выхода нескольких аппаратов в межзвездное пространство.

В пилотируемой космонавтике успехи скромнее. Есть большие сомнения, правда ли звездно-полосатые побывали на Луне в кораблях из фольги, с люками на мебельных шарнирах , одетые в скафандры, пошитые из лифчиков.

Но это вопрос темный. По сравнению с межзвездными расстояниями, принципиально нет разницы, бывал ли человек на Луне. Эксперимент не отвечает, что приключится с организмом человека на расстоянии десятков миллионов (и далее) километров от Земли.Есть предположение, что хрупкие существа благополучно скончаются от замедления обмена веществ при ослаблении привычного гравитационного поля (биогравитации, если хотите).Когда космонавтика созреет для полетов к звездам, станет доподлино известно, байка это или гениальное предвидение. Если двуногие способны выживать без привычного гравитационного поля, — шанс достичь иных звезд во плоти есть.

Остановится на этом оптимистичном утверждении.

Итак, как это могло бы быть?

Поскольку у нас СТНФ, с телепортацией и двигателями искривления попрощаемся сразу. За рамки возможного отойдет и давно освоенный фантастами фотонный звездолет. Более подробнотут.

Основная проблема производство и хранение антивещества для чуда техники.

Антивещество известно как самая дорогая субстанция на Земле — по оценкам НАСА 2006 года, производство миллиграмма позитронов стоило примерно 25 миллионов долларов США[6]. По оценке 1999 года, один грамм антиводорода стоил бы 62,5 триллиона долларов. По оценке CERN 2001 года, производство миллиардной доли грамма антивещества (объем, использованный CERN в столкновениях частиц и античастиц в течение десяти лет) стоило несколько сотен миллионов швейцарских франков

В скобках добавлю, что 900кТ дейтерида лития 6 - еще тот геморрой, но скажем, на 10 порядков более реальный, чем антивещество.

Что остается? Ионные, ядерные, термоядерные двигатели. Медленное и печальное движение металлического ковчега по  морю пустоты с неизбежными зивертами экспозиционной дозы от космических лучей, фона реакторов, и бомбардировки межзвездным газом.

Итак: Полет, для простоты, предполагается в один конец. Для очистки совести представим, что планета исследована роботами и пригодна для основания колонии.

Движение реактивное. Двигатель - лучший из возможных, т.е термоядерный. Примем скорость истечения за 30 000 км/с.

Не стану мучить банальным вычислениями читателя. Одноступенчатая термоядерная ракета начальной массой 1 миллион тонн смогла бы разогнаться до 10% от скорости света и доставить (+/-) 100 тыс. тонн (конструкция, экипаж, припасы) к цели.

Разумеется - это идеальный случай без учета пропадающего впустую электромагнитного и нейтронного излучения термоядерной реакции.

Естественно, термоядерного ракетного двигателя пока не существует. Ни в каком в виде ни импульсного, ни постоянного действия, ни четырехтактного. Но наземные прототипы термоядерных реакторов с магнитным удержанием уже сейчас приближаются, чтобы выйти из нулевого цикла. А что касается инерционно-импульсных, то если не завтра, то послезавтра они готовы ударить выхлопами плазмы из магнитных ловушек ракетных дюз.

Отмечу, что при скорости истечения 30 000 км/с рабочего тела можно разогнать корабль до 100 -120 тыс. км/с. Но для быстро движущегося объекта межзвездная среда слишком плотна. Межзвездная пыль, газ, и кванты реликтового излучения представляют собой серьезную преграду даже при скорости 0,1 с. В подсчетах сетевых энтузиастов мелькали данные про нагрев до 700 С и эрозию 90 см/год защитного титанового щита.

Горе тем, у кого на v>0,1c не окажется кросспотенциального электрогравитационного экрана. Ну, или как там у них станет называться защитное поле.

А как мы помним, в реальности СТНФ защитного поля нет.

Итак, скорость не превысит 0,1 с и продлится десятилетия даже к самой близкой звезде.

Сразу же откажемся от анабиоза. Работающие технологии отсутствуют. Предположим, какая-нибудь "гибернация" появится. Однако, приведенные к жизни через (условно) сотню лет полета замороженные трупы, вскоре отправятся обратно в страну счастливой охоты из-за критических повреждений радиацией.

Тело умеет залечивать даже сублетальные повреждения, если живет. А тут на "воскресшего" навалятся все интимные подробности общения с ионизирующими излучениями на всю экспозиционную дозу.

Путешествие предполагается долгим, звездоплавателям необходимо обеспечить силу тяжести. Единственная существующая ныне возможность - использование центробежной силы. Несмотря на привлекательность, способ весьма затратный.

Для обеспечения более-менее сходных характеристик ускорения (+/-3%) в пределах роста человека (разные диаметры вращения дают разные значения центробежной силы), требуется колесо в 412 метров в диаметре. Вращаться конструкции необходимо со скоростью 2,08 об/мин.

По данным литературы, вестибулярный аппарат человека нормально реагирует на вращение до 4 об/мин, что дает возможность с некоторыми оговорками снизить диаметр "аттракциона" до 112 м.

В любом случае, звездолет превращается из оптимального копьеподобного обьекта в блин, пропарывающий космос широкой стороной.

Если мы не хотим выпустить голых колонистов в пампасы чужой планеты, нельзя строить звездные корабли по стандартам морских танкеров и газовозов. Масса конструкции в 10% от полной массы звездолёта не оставляет на оснащение экспедиции ничего.

Предполагалось, что в качестве топливо будет использоваться гидрид лития 6. Это твердое вещество плотностью 820кг/м3. Для полета потребуется более миллиона кубометров.

Тогда лучшим решением стала бы самонесущая конструкция из наливных пленочных элементов и разборных блоков горючего.

Однако, расчеты энергоёмкости топлива заставили отказаться от дейтерида лития. Выделение энергии 60 мТ на тонну обеспечивает лишь половину теоретической потребности в энергии. В окончательном варианте в качестве топлива предполагается использовать чистый дейтерий.

Объем топлива  в виде дейтериевого льда составит больше 11 миллиардов кубометров, что превращает звездолет в подобие газового астероида.

Масса стартовая 1 000 000 тонн

Масса после разгона 300 000 тонн

Масса конечная 100 000 тонн

Максимальная скорость 30 000 кс/сек

Ускорение среднее 0,11 м/с2

Время разгона/торможения 10 лет

Средний расход топлива 2,22 кг/с

Мощность двигательной установки (расчетная, макс.) 90 000 000 гВт (экв 4,0026 мТ/сек)

Мощность ходовая 100 000 гВт (экв 0,24 мТ/сек) Низкий КПД заложен намерено. Есть большие сомнения, в возможности магнитных сопел обеспечить идеальный выпуск рабочего тела из по всем законам газодинамики. При улучшении качества конструкции часть топлива удастся заменить инертной реактивной массой.

Тяга макс 114 мН

Смысл школярского расчета - показать проблемы, предстоящие разработчикам межзвездной керосинки с термоядерным фитильком.

Одно только излучение от перманентного мегатонного взрыва в камерах термоядерного двигателя создаст массу проблем с защитой экипажа. А еще, потребуются системы раннего обнаружения препятствий (радар/дроны), охлаждения, лучевой ионизации газа и пыли, магнитная и броневая защита. Не стоит забывать про запас материалов для ремонта в полете.

При этом корабль должен обеспечить поддержание жизни, т.е. автономную систему жизнеобеспечения, достаточно комфортные условия, чтобы люди не сошли с ума за десятки и сотни лет в жестянке. Предполагается, что к цели попадут потомки первых звездолетчиков, оттого люди на борту обязаны не просто размножаться, а производить на свет потомство, способное к управлению кораблем.

Сейчас более-менее понятно, как питать организмы: регенератор воздуха и воды, оранжерея для растений, чаны с хлореллой, баки с опарышем, крысиные фермы. Есть примерные прикидки по массе таких конструкций на человека.

Много написано про различные варианты организации жизни экипажа. В позитиве это сотни пар лучших людей, писаных красавиц и красавцев, роскошные интерьеры, справедливое общество, движимое жаждой познания. Или наоборот: религиозные фанатики, хайнлайновские мутанты и пр.

Но не будет ли все по другому? Шаланда изо льда и пластика, где лед и пламень двигательных установок находятся в опасной близости диктует иное видение.

Это не про вынужденную тесноту и пасту из опарыша на обед и ужин. Предположу - к перевозке и разведению человеков подойдут по сельскохозяйственным стандартам.

Нынешние нормы половой морали и личные предпочтения звездоплавателей скорей всего проигнорируют. Необходимость довезти до цели максимально здоровую популяцию оправдает любую медико-генетическую диктатуру.

Несмотря на защиту, потоки излучения и радиация двигателя проверит гены переселенцев на прочность. Наверняка, у инквизиторов специалистов будет запас материала для репродукции на борту и страховочный запас для предотвращения вырождения на планете. Вопросы воспроизведения перестанут быть личным делом человека. Кто с кем и сколько станут решать специалисты, выводя из оборота особей с критическими повреждениями генов.

«Родильные машины» пока что лежат вне тенденций современной науки. Догадайтесь, на кого ляжет функция по вынашиванию эталонных яйцеклеток и потомства от научно выбранных производителей, которые к тому времени давно умерли на старушке Земле.

Скорей всего, самые ярые радикальные феминистки посчитали бы харрасмент и старую, добрую торговлю телом приемлемой и желательной, на фоне ужасов нового витка сексуальной эксплуатации.

Предполагается, что мужчины в полете не особо нужны. Большую часть экипажа составят женщины. Меньшие габариты и обмен веществ, крепкая психика, меньше амбиций, больше ответственности. Нормальное соотношение полов предполагается ближе к моменту, когда потребуется копать руду и десантироваться с бластерами в инопланетные джунгли.

Последнее, что может случиться в жизни будущих колонистов — это технологии прямого введения информации в мозг или виртуальная реальность. Воображению рисуются ячейки повышенной защиты, где управляемые электрическими импульсами люди проводят от рождения до смерти иллюзорные жизни. Тела-инкубаторы с заглушенным сознанием, тела-доноры крови и органов и прочая невкусная инфернальщина.

Такой вот медленный и печальный перелет к звездам выходит по канонам СТНФ.

Не пора ли изобрести нуль-транспортировку и телепортацию?