Идея такого зонда не нова. Ещё в 1985 году американский физик Роберт Форвард предложил проект "Звёздная дымка" (Starwisp), в котором зонд массой в несколько десятков граммов снабжался бы отражающим парусом из тончайшей сетки. В космосе нет сопротивления среды — в силу этого даже небольшое давление солнечного ветра может быть использовано для разгона такого зонда. Однако Форвард предложил иную схему: разгон микрозонда с помощью узконаправленного микроволнового луча мощностью в 10 гигаватт, вырабатываемого разгонной станцией на одной из планет Солнечной системы. При ускорении, более чем в сто раз превышающем ускорение свободного падения на Земле, за неделю разгона парус-сетка помогла бы микрозонду развить скорость около 20% от скорости света — и в таком случае полёт зонда к Проксиме Центавра занял бы всего лишь 25 лет. При подлёте к точке назначения зонд мог бы снова получить импульс энергии с земной станции, запустить свои батареи, провести все необходимые исследования возле ближайшей к нам звезды и передать результаты на Землю.
Сегодня идею Форварда хотят возродить на новом техническом уровне знаменитый астрофизик Стивен Хокинг и российский миллионер Юрий Мильнер. 12 апреля 2016 года, в день 55-летнего юбилея первого пилотируемого полёта в космос, совершённого Юрием Гагариным, они выступили с презентацией проекта "Звёздный выстрел" (Starshot). Согласно этой концепции, в полёт к системе Центавра надо отправить целый рой микрозондов, который будет разгоняться огромным наземным лазером мощностью в 100 гигаватт. На проработку технических аспектов этой миссии спонсоры "Звёздного выстрела" уже выделили сто миллионов долларов.
Безусловно, такой смелый проект пока находится буквально на пределе человеческих возможностей. Достаточно сказать, что мощность гипотетического разгонного лазера проекта составляет около половины мощности Единой энергетической системы России (около 210 гигаватт). Неясна пока и конструкция самого разгонного лазера: системы такой мощности, да ещё и способные работать не миллисекундными импульсами, а долгими неделями, прежде никогда не создавались. Однако даже такая смелая идея уже позволит учёным и инженерам подобраться к решению массы сложных технических проблем и, как это часто бывало в прошлом, в итоге нащупать пусть немного иной, но реальный способ "дотянуться до звёзд". Чтобы полёт к ним в итоге стал не сложнее путешествия из Москвы в Ярославль…
Неизбежный Космос
Алексей Анпилогов
19 января 2017 0
человечество шагает в будущее
"ЗАВТРА". Тема нашей сегодняшней беседы — это текущий этап освоения космического пространства, цели и задачи, которые стоят перед нами сегодня в космосе, а также — препятствия и трудности, которые встречает человечество на своём пути к тому, чтобы называться по-настоящему космической цивилизацией. И нашем гостем сегодня будет Филипп Терехов — блогер и популяризатор космонавтики. И первый вопрос, который бы хотелось задать: что такое современная космонавтика? Ведь для большинства обывателей это очень абстрактная величина, для них космос, программы его исследования, даже живые космонавты на орбите — всё это существует в каком-то далёком, ином мире!
Филипп ТЕРЕХОВ. Сегодня космонавтика, то есть — технология и наука космических полётов, живёт гораздо более насыщенной и богатой жизнью, нежели тривиальное представление обычных людей о "людях на орбите". Кроме видимой, публичной части работы людей в космическом пространстве, на околоземной орбите, которую мы сегодня часто видим в виде "картинки" по телевизору или в глобальной сети — это и совершенно иной процесс, связанный с реальной работой на орбите. В первую очередь — это исследования в фундаментальной науке, то, что вроде бы сегодня выглядит чудачеством и пустой тратой времени, что нельзя "положить в карман" или "намазать на хлеб", но что, скорее всего, будет кормить и содержать нас уже в ближайшем будущем.
"ЗАВТРА". А что может быть примером таких неброских, но фундаментальных исследований?
Филипп ТЕРЕХОВ. Например, на МКС недавно был завершён интереснейший эксперимент — "плазменный кристалл". На протяжении длительного периода времени космонавты исследовали на орбите искусственную плазму с микрочастицами пыли и наблюдали за её поведением в условиях невесомости, земной тяжести и микрогравитации. Такая плазменная суспензия вела себя самым непредсказуемым образом — кроме ожидаемой однородной взвеси пыли в плазме внезапно формировались устойчивые полости, свободные от пыли. А в целой серии экспериментов были зафиксированы удивительные пылевые спирали, разительно похожие на спиральную структуру нашей собственной ДНК. В итоге стало ясно, что в условиях микрогравитации и невесомости можно из плазмы получать наноматериалы с заданными свойствами, использовать прямое осаждение из плазмы для создания сложнейших микросхем, очищать с помощью плазмы промышленные выбросы — и даже стерилизовать плазмой неживые предметы и, возможно, заживлять раны. Но все эти прикладные технологии станут доступны лет через десять-двадцать: сейчас мы только с удивлением узнали о таких уникальных свойствах плазменных кристаллов — и сделали это благодаря исследованиям на МКС.
В этом и есть суть фундаментальной науки: она не порождает богатство сама по себе, но — создаёт на своём "теле" прикладные технологии, которые уже делают нас богаче, здоровее, умнее, но которые никогда бы не были возможны без исследований в фундаментальной науке.
"ЗАВТРА". А если кто-то не хочет ждать десять или двадцать лет? Что ему может ответить современная космонавтика?
Филипп ТЕРЕХОВ. Абсолютно прикладные вещи — это тоже часть современной космонавтики. Например, одной из сверхсложных задач при её реализации на Земле является задача выращивания сверхчистых больших кристаллов методом молекулярно-лучевой эпитаксии. Требование этой технологии — глубокий вакуум, в противном случае полученный кристалл неизбежно засоряется даже ничтожными остатками земной атмосферы. А вот даже на орбите МКС это уже не проблема — вокруг станции находится естественный вакуум. Конечно, и тут надо решить массу проблем — создать особый экран, который бы "раздвигал" остатки разреженной земной атмосферы на орбите МКС, вынести производственный модуль подальше от собственного газового облака, которое окружает МКС — но это уже сугубо инженерные задачи, которые как раз и решают обычно в рамках прикладной технологии. И мы, скорее всего, вскорости дорастём до выращивания кристаллов на орбите — именно в этом направлении двигаются растущие запросы современной электроники.
С другой стороны, есть примеры того, что космонавтика уже сегодня приносит массу полезных прикладных результатов. Например, ещё с начала 2000-х годов на МКС идёт эксперимент "Сейнер", в рамках которого с МКС производят фотографирование океанов и морей, собирая информацию о скоплениях рыбы. В результате рыболовецкая флотилия может сразу идти к косяку промысловой рыбы, не затрачивая время и топливо на его поиски.
"ЗАВТРА". А в чём тогда смысл пилотируемой космонавтики? Ведь перечисленные исследования можно, пожалуй, делать и автоматическими станциями! А для каких-то целей, например, для того же выращивания кристаллов в вакууме, космонавт рядом даже нежелателен — он дышит, ест, осуществляет другие естественные надобности — а рядом с вакуумным высокоточным производством это нежелательно…
Филипп ТЕРЕХОВ. Начнём с простого факта — космонавт может выполнить даже сегодня массу таких операций, которые не под силу даже самому "умному" и изощрённому автоматическому оборудованию. Просто потому, что он может производить оценку рисков и самостоятельно принимать сложные и быстрые решения. Пока что ни один из автоматических исследовательских аппаратов на это не способен: все они действуют или по жёстким программам — или же по чётким командам, подаваемым на них с Земли.
С другой стороны, человек — это и сам по себе объёкт исследования в космосе. Если мы когда-либо хотим по-настоящему выйти в космическое пространство, то нам надо в первую очередь понять, как себя там чувствует человек и с какими проблемами он сталкивается. А это можно сделать, только постоянно проводя исследования с живыми космонавтами. Вот такая получается "космическая рекурсия"…
"ЗАВТРА". А насколько люди будут участвовать в освоении дальнего космоса? Ведь пока что пилотируемая космонавтика, после прекращения полётов к Луне, так и топчется на низкой околоземной орбите. Да, нынешняя МКС гораздо больше советских "Салютов" и "Мира", американского "Скайлэба", но это всё тот же "дачный домик" на низкой околоземной орбите. А как же Марс, к которому люди мечтали полететь весь ХХ век?
