[без темы]  Каким должен быть космический аппарат, чтобы быть сотни лет в полете?
Сообщение было послано: KLM (91.225.79.109)
Дата: Вторник, Февраль 12 11:21:49 2019


Корабль поколений – образ из научной фантастики, аппарат для разведки и колонизации звездных систем. Он может преодолевать огромные расстояния, находиться в автономном режиме сотни лет (а при развитых системах жизнеобеспечения еще дольше) и нести на борту население небольшого города. В пути там будут сменяться поколения – экипаж и пассажиров, стартовавших с Земли, сменят их дети или даже внуки.

Сейчас это выглядит не слишком реалистично. Но международная группа ученых, опубликовавшая серию работ по этой теме, считает, что такой сценарий полета заслуживает внимания.

«Из нескольких тысяч экзопланет, которые нам удалось обнаружить, ближайшая, напоминающая Землю, находится в 40 трлн километров, – говорит один из участников проекта Фредерик Марин, астрофизик из обсерватории в Страсбурге. – Даже если достичь скорости в 1% от световой (что намного выше возможностей нынешних космических аппаратов), понадобится более 400 лет, чтобы туда добраться. При таких параметрах можно предположить, что межзвездные путешествия будут превышать срок одного поколения. Это будут долгие миссии, в которых жизнеобеспечение участников должно будет поддерживаться на протяжении сотен лет».

В предыдущей работе ученые, используя компьютерную модель, прикинули минимальное число участников, необходимое для такого полета. В новой – оценили примерный размер корабля.

Зачем такие сложности?
Расстояние до звездной системы Альфа Центавра – более 4 световых лет. До ближайшей ее звезды – Проксима Центавра – 4,2 световых года, более 40 трлн километров. Гипотетические технологии, которые позволили бы путешествовать со скоростью, близкой к световой или даже быстрее (использование «червоточин» в пространстве, искажающих пространство двигателей и так далее), людям – на данный момент, по крайней мере – недоступны. А если использовать те, что есть, – даже если решить проблему финансовых затрат и расхода топлива – полет неизбежно окажется очень долгим.

Один из экономичных вариантов – ионный двигатель, создающий реактивную тягу на основе ионизированного газа, разогнанного электрическим полем. Его преимущества – сравнительно небольшой расход топлива и продолжительность функционирования (тесты показали, что он может работать годами). Но недостаток – малая тяга. Межпланетная станция Deep Space 1, запущенная в конце 1990-х годов к комете Борелли и оснащенная таким двигателем, потратила более полутора лет на ускорение до 56 тысяч километров в час (15 километров в секунду). При такой скорости, например, на то, чтобы достичь соседней системы, ушли бы десятки тысяч лет.

У других методов свои недостатки (и низкая для межзвездных перелетов скорость – в их числе). Для разгона можно использовать гравитационный маневр – сближение с планетой, чтобы ускориться за счет ее гравитационного поля. Этот метод позволяет экономить топливо, но достижимый пока рекорд скорости (ожидаемый для солнечного зонда «Паркер», запущенного в прошлом году) – около 430 тысяч миль в час (192 километра в секунду, менее тысячной доли от скорости света). При такой максимальной скорости на путешествие к соседней системе все равно уйдут тысячи лет.

Термоядерный ракетный двигатель – перспективная технология, которую предлагают использовать, например, для полетов на Марс, – поможет долететь быстрее. Но даже с его помощью, по примерным оценкам, ускорение и последующее торможение при полете к Альфа Центавра займет сотни лет. Корабль с ядерно-импульсным двигателем (проект, разрабатывавшийся в середине прошлого века, подразумевал, что корабль выбрасывает за собой ядерные боеголовки, которые, подрываясь, толкают его вперед), обошелся бы в триллионы долларов и, как предполагается, все равно потребовал бы для полета более одного поколения астронавтов.

Некоторые технологии теоретически позволяют достичь скорости, в несколько раз меньше световой, и долететь до Альфа Центавра за несколько десятков лет – например, лазерный парус (корабль при этом разгоняется лазерным лучом). Но для этого, по подсчетам руководителя лаборатории NASA Роберта Фрисби, пришлось бы строить парус диаметром в сотни километров, а энергетические затраты для работы лазера оказались бы сопоставимы с потреблением всей планеты.

Какой нужен корабль?
Проект с участием ученых из нескольких стран – попытка представить корабль поколений, аппарат, который мог бы достичь соседней звездной системы, используя технологии, близкие к современным. В компьютерную программу закладываются параметры (размер и состав экипажа, условия полета и так далее), а затем, по словам авторов, моделируются «все возможные сценарии», включая и нештатные ситуации.

По их расчетам, минимальное число участников для такого полета – около 100 человек (при меньшем количестве возникает риск близкородственных связей с негативными генетическими последствиями для потомства). «Контролируя рост популяции на борту, можно поддерживать ее в нормальном состоянии сколь угодно долго», – отмечают они.

Размер корабля будет зависеть от многих параметров, включая продовольствие. Полет, который может занять более сотни лет, не может полагаться только на запасы продуктов, так что их придется производить на борту. «Мы оценили примерный уровень метаболизма участников полета, и на основании этого рассчитали число килокалорий, необходимых им в день (при этом сделали поправку на то, что среди них могут быть люди разного телосложения), – говорит Фредерик Марин. – После этого мы подсчитали производительность земледелия, гидропоники и аэропоники (выращивания растений в водной и воздушной среде без использования почвы)».

Согласно их расчетам, еду для группы в 500 человек можно производить на территории площадью в 0,45 квадратного километра, «используя комбинацию аэропоники (для фруктов, овощей, сахара и масла) и животноводства (для получения мяса, рыбы, молочных продуктов и меда)». С учетом архитектуры корабля, на это, по примерным оценкам, потребуется секция размером примерно 220 на 320 метров. Открытым остается вопрос о водных ресурсах. Только для питья, как отмечают авторы исследования, группе из 500 человек понадобятся сотни тысяч литров в год (не считая расходов на другие нужды, включая сельское хозяйство). Учитывая, что при рециркуляции часть воды теряется, ее все же придется запасать заранее – или искать возможность пополнять запасы по пути.

Общий размер корабля участники проекта пока оценили только приблизительно. С учетом жилых секций, двигателей, центра управления и других элементов он, по словам Марина, должен быть «как минимум вдвое больше» сельскохозяйственной зоны. Но даже частичные расчеты, считает он, создают основу для проектирования таких кораблей в будущем.


Сообщения в этом потоке
+ Каким должен быть космический аппарат, чтобы быть сотни лет в полете? (174) - KLM (91.225.79.109) - 12/2/2019 11:21
+ Никаким, общество нестабильно внутри корабля, деградируют (-) (6) - DrDr (50-244-213-195-static.hfc.comcastbusiness.net) - 12/2/2019 20:50
+ Надо пустить два корабля наперегонки. (-) (10) - X-Ray (31.173.81.139) - 12/2/2019 22:45
+ Херня (65) - Graf (217.118.86.60) - 12/2/2019 13:51
+ Новая тенденция сейчас в фантастике, вселенная -темный лес (65) - RTТХC (165.227.162.36) - 12/2/2019 12:56
+ Кто-то откопал подшивки научно-популярных журналов... (44) - Alexei (81.5.119.120.dhcp.mipt-telecom.ru) - 12/2/2019 12:28
+ по всей видимо мы еще морально не готовы выпасть из колыбели, ну и нужен анабиоз, чтобы пассажиры (67) - Lelik (195.19.82.25) - 12/2/2019 11:45
+ из лекции про полет на Марс я так поняла, что космические психологи больше боятся момента высадки, (64) - Atlantika (79.120.74.34) - 12/2/2019 13:30
+ Всё уже придумано, кошку первой выпустить (-) (12) - RTТХC (142.93.159.239) - 12/2/2019 13:46
+ рыбку в инверсном скафандре (29) - Черепашка (cs1-ats30-30.dialup.mts-nn.ru) - 12/2/2019 14:00
+ я бы боялся космических психологов, они такого могут насоветовать... (-) (6) - Черепашка (cs1-ats30-30.dialup.mts-nn.ru) - 12/2/2019 13:45
+ Можно разыграть приоритет в карты по пути туда. (-) (13) - X-Ray (178-238-117-178.in-addr.mastertelecom.ru) - 12/2/2019 13:38
+ а потом сыграть на Марсе на раздевание (-) (12) - Черепашка (cs1-ats30-30.dialup.mts-nn.ru) - 12/2/2019 13:43
+ чтобы первый проигравший умер от разгерметизации скафандра. (-) (9) - Городской нормальный (myoverstanding.ru) - 12/2/2019 13:45
+ очень по-русски. (-) (8) - Городской нормальный (myoverstanding.ru) - 12/2/2019 13:49
+ играть должны поручик с корнетом. (-) (9) - Городской нормальный (myoverstanding.ru) - 12/2/2019 13:49
+ декор скафандров должен быть каким-то таким: (pic) (30) - Городской нормальный (myoverstanding.ru) - 12/2/2019 14:02
+ ну его нафиг этот Марс с такими ценами (-) (8) - Черепашка (cs1-ats30-30.dialup.mts-nn.ru) - 12/2/2019 14:06
+ Марс стоит бомбера от D&G. (-) (11) - Городской нормальный (myoverstanding.ru) - 12/2/2019 14:08
+ (c) Генрих Наваррский. (-) (9) - Городской нормальный (myoverstanding.ru) - 12/2/2019 14:09
+ 6/10 и то только за знание истории :) (-) (6) - kolemik (195.211.250.6) - 12/2/2019 17:49
+ еать-копать, и как мы раньше-то без оценок тут общались. (-) (9) - Городской нормальный (myoverstanding.ru) - 12/2/2019 18:37
+ ну или предложить условие: кто весь полет стоит за стенкой, тот и выходит первый на марс (-) (10) - Рептункул (51.75.4.200) - 12/2/2019 13:41
+ И остаётся там, ибо брать его обратно - зашквар. (-) (9) - X-Ray (178-238-117-178.in-addr.mastertelecom.ru) - 12/2/2019 13:44
+ кстати да, замочить командира того стоит, чтобы оставить такой след в истории (-) (14) - Рептункул (51.75.4.200) - 12/2/2019 13:34
+ * не посадили дерево на космическом корабле (pic) (64) - Mr. President (194.226.88.6) - 12/2/2019 11:56
+ зачем, если через 200 лет будет варп-двигатель и тебя обстартапят когда ты и 1% расстояния не преод (54) - Рептункул (51.75.4.200) - 12/2/2019 11:32+ Как планета Земля (59) - хорошо в гараже (mail.krypten.ru) - 12/2/2019 11:28
+ однако уже зыбыли куда и зачем летят (38) - Перельман (212.176.91.130) - 12/2/2019 12:37
+ Если на земле так бережно и экономном расходовать ресурсы, то и улетать никуда не надо будет (-) (20) - KLM (91.225.79.109) - 12/2/2019 11:26
Ответить

Имя:   Пароль:    Автологин
Тема:
        

Отключить распознавание Тегов конференции
Отключить распознавание смайл-кодов
Получать уведомления об ответах по почте

 

Конференция основана на движке WWWConf 2.0 PRE BETA5, поддерживается и модерируется группой энтузиастов.