Перед нами расстояния, которые даже свет преодолевает долгие годы. Ясно, что на тех ракетах, которые есть сейчас, далеко не улетишь. Уже придумано с десяток вариантов двигателей будущего. Интересно посмотреть, какие из них реально сделать.
"Ведро" EmDrive
Стадия разработки: протестирован в NASA, Техническом университете Дрездена и Китайской академии наук
Фото © Wikipedia
Конструкция кажется до смешного простой: берём металлическое ведро и кладём внутрь магнетрон (который в любой микроволновке есть), а потом — накрываем крышкой наглухо, то есть запаиваем. Включаем "микроволновку" и получаем следующее: электромагнитное излучение создаёт определённое давление, и под крышкой оно больше, чем на дне. За счёт этого создаётся тяга, направленная к дну. Правда, у экспериментальной модели она ничтожна — 20 микроньютонов. На Земле этого не хватит, даже чтобы с места сдвинуться. Зато есть явное преимущество — топлива не нужно. Вообще. К тому же в космосе, уверены разработчики, даже с такой малой мощностью можно за десять лет разогнаться до скорости несколько километров в секунду и пролететь 3,5 миллиарда километров. Вот только в космических масштабах это всё равно означает ползти медленнее улитки: до самой-самой ближайшей звезды (не считая Солнца, конечно) Проксимы Центавра — 4 световых года, а каждый световой год это 9 тысяч миллиардов километров.
Ионный двигатель
Стадия разработки: 1998 — запуск зонда "Дип Спейс-1" (двигатель работал 678 суток), 2003-й — запуск зондов "Хаябуса", "СМАРТ-1"
Фото © Flickr/Magic Jochen
Тут нужен ксенон или какой-то другой инертный газ. Электрический ток выбивает из его атомов электроны — получаются ионы, которые приобретают просто фантастическое ускорение: до 200 километров в секунду. Это в 50 раз больше, чем скорость, с какой несётся раскалённый газ из нынешних ракет. Притом он может беспрерывно работать три года подряд.
Плазменный двигатель
Стадия разработки: проект VASIMR, в космосе ещё не испытан
Фото © Wikipedia
Похож на ионный, только в десятки раз мощнее. Ионизированный газ нагревают до нескольких миллионов градусов, и он переходит в состояние плазмы, которая выбрасывается через сопло. Такой двигатель подумывают установить на корабле для пилотируемых полётов на Марс. Путь тогда займёт всего 39 дней. Но до звёзд ни он, ни его младший брат нас не довезут: слишком немыслимое количество топлива потребуется, да и до приземления на экзопланете в таком корабле явно не доживём.
Термоядерный двигатель
Стадия разработки: рабочих образцов нет
Фото © Wikipedia
Ему тоже топливо не нужно, он будет брать его прямо из космоса — собирать водород (а его там хватает), нагревать до того состояния, когда атомы начнут термоядерный синтез, то есть до миллионов градусов, и получать таким образом энергию. Скорость движения, по расчётам, получается просто невероятная — за 11 лет можно преодолеть 400 световых лет и добраться до созвездия Плеяд, а за 23 года — вообще до соседней галактики Андромеды. И вся беда в том, что нужна особая, протон-протонная термоядерная реакция, а её получить пока не удаётся.
Двигатель на антиматерии
Стадия разработки: теория, в 2010-м — успешное получение антивещества
Фото © Flickr./Daniel Mennerich
Значит, так: бывают электроны, а бывают — позитроны. Это электроны наоборот, потому что у них положительный заряд, а не отрицательный. И бывают такие же неправильные протоны — антипротоны. Всё это и есть антивещество. Физики подсчитали, что с помощью каких-то четырёх миллиграммов такой материи можно за несколько недель долететь до Марса, а 17 граммов хватит до альфы Центавра. Прикол в том, что при её взаимодействии с веществом — самым обыкновенным — они друг друга уничтожают, и при этом происходит выброс просто колоссальной энергии. Килограмм антивещества плюс килограмм обычного равно Царь-бомба, а ведь она у нас, землян, самая жуткая из всех водородных. Остался лишь один маленький вопрос — как это сокровище достать. В обозримой Вселенной его пока не нашли. Пытаются сделать сами. Первую античастицу синтезировали ещё в 1965 году. Теперь задача — их поймать в специальную ловушку и добиться, чтобы они там как можно дольше держались в своём антисостоянии. Пока получается негусто: в 2011 году 309 антипротонов "прожили" 1000 секунд.
Квантовый двигатель
Стадия разработки: техзадание от "Роскосмоса" на экспериментальную проверку
Фото © "Квантон"
Если говорить об изобретении российского учёного Владимира Леонова, так его нынче обзывают "гравицапой" и вообще ругают на чём свет стоит. А ведь в 2014 году свою экспериментальную модель её создатель показал Российской академии наук, и там её признали вполне работоспособной. Тогда 54-килограммовый двигатель дал тягу, способную поднять и унести в космос до 700 килограммов, потребляя при этом всего киловатт электроэнергии. Штука, правда, очень сложная. Например, для неё нужен реактор холодного ядерного синтеза (а это вещь пока ещё гипотетическая), а главное — нулевой элемент, который ещё Менделеев в своё время включил в свою периодическую систему и который в наши дни наука не признаёт. Леонов настаивает, что он существует и из него состоит невидимая материя ("квантовое пространство-время"). А если научиться с ним обращаться, то можно получить антигравитацию, которая донесёт нас до Марса за 42 часа. Весной 2019 года в "Роскосмосе" согласились позволить Леонову показать, как это работает, и доказать, что на этом можно полететь в далёкий космос.
Варп-двигатель
Стадия разработки: теория
Фото © Wikipedia
Можно сказать, идеи Леонова похожи на то, что придумал другой учёный — мексиканский физик Мигель Алькубьерре. Однажды в 90-е он насмотрелся Star Trek и после целой ночи вычислений пришёл к выводу, что ничего невозможного в "Энтерпрайзе" нет. Надо всего-то деформировать пространство вокруг корабля. И как? А так: просто свести его с ума, опять-таки с помощью антигравитации. Только для этого понадобился не нулевой элемент, а нечто ещё более невообразимое — экзотическая материя. Где её взять, мы не знаем, зато знаем, что у неё давление меньше, чем в вакууме. Отрицательное. Скажете, так не бывает? Оказывается, бывает. Вакуум-то не пустой, как выяснилось, он кишит квантовыми частицами, которые тоже создают давление. И если очень, прямо совсем близко поставить две микроскопические пластины, то между ними этих частиц будет болтаться меньше, чем вокруг. Вот и получится, что там — отрицательное давление. Этот эксперимент в 1948 году провёл голландский физик Хендрик Казимир, так что теперь удивительный эффект носит его имя.
Так вот, насчёт Алькубьерре. Его мысль такая: окружить космический корабль большим экзотическим кольцом. И тогда безумная материя, взаимодействуя с нормальной, начнёт создавать антигравитацию и искривит пространство: впереди оно будет сжиматься, а позади расширяться. Будет такой тоннель, в котором наш "Энтерпрайз", сам никуда не двигаясь, сможет перемещаться быстрее света, а через две недели будет у ближайшей к Солнцу звезды.
То есть найдём экзотики не в микроскопических, а в нормальных масштабах — и полетим.
Автор:
Адель Романенкова
Источник:
