Прямоточный термоядерный звездолет

Публикуется в разделе "К звездам"

29.05.2010. Проблема межзвездных перелетов состоит в том, что звезды находятся очень далеко. Добраться до даже самых близких звезд в разумное время, например, в течение одной человеческой жизни, возможно лишь при околосветовых скоростях. Это потребовало бы двигателей, основанных на таких принципах, что при нынешнем уровне развития технологий реализовать невозможно. Однако, даже если мы могли бы построить такой двигатель, остается проблема топлива. Чем быстрее мы хотим лететь, тем большее количество топлива потребуется. Это означает, что масса корабля увеличивается, что в свою очередь потребует еще больше топлива... Но представьте, если бы нам не нужно было возить топливо с собой.

Межзвездное пространство не является абсолютно пустым - оно содержит атомы водорода, хотя и в очень малом количестве. А теперь представьте себе двигатель, который может использовать этот водород в качестве топлива.

Прямоточные воздушно-реактивные двигатели уже много лет используются в авиации. Принцип действия такого двигателя прост – когда самолет ускоряется до определенной скорости, давление набегающего воздушного потока становится достаточно, чтобы обойтись без компрессора для предварительного сжатия воздуха в камере сгорания.

 

В принципе, тот же принцип можно было бы применить и в межзвездном пространстве. Разогнать корабль до скорости, когда в его раструб стало бы поступать такое количество атомов водорода, чтобы использовать этот водород в качестве топлива в термоядерном реакторе. Было разработано несколько схем, и это было очень похоже на  многообещающую перспективу достижения звезд.

 

Концепцию такого звездолета с прямоточным термоядерным двигателем в 1960 году предложил американский физик Роберт Бассард (Bussard's interstellar ramjet). В этой концепции корабль оснащенный таким приводом вначале разгоняется за счет собственных запасов топлива до скорости, когда в заборники начинает поступать водород в количестве, достаточном для поддержания термоядерной реакции синтеза. Заборники этого корабля представляют собой воронку огромных размеров, образованную силовыми линиями магнитного поля. Известно, что такая «воронка» способна захватывать лишь заряженные частицы, поэтому, чтобы захватывать весь водород, впереди корабля включается ионизирующий луч, например, рентгеновский или ультрафиолетовый.

 

Собранный таким образом межзвездный водород, а точнее, ядра водорода – протоны –  поступают в реактор, где газ сжимается и вступает в реакцию синтеза. Образовавшийся в результате термоядерной реакции гелий с огромной скоростью выбрасывается назад, создавая реактивную тягу.

 

Будучи реализован, такой корабль мог бы стать идеальным средством для межзвездных перелетов. Прямоточный термоядерный звездолет мог бы двигаться в любом направлении с постоянным ускорением в 1g половину пути, а вторую половину тормозя с таким же ускорением. Для достижения ближайшей звезды этому кораблю потребовалось бы всего 6 лет по земному времени, а по корабельному всего 2 с небольшим года. Обладая полной автономностью, такой корабль может пересечь Галактику, и даже более того, в течение жизни одного человека совершить облет всей видимой части Вселенной. На это ему понадобилось бы 51 год по корабельному времени. Но, конечно, такое путешествие лишено смысла, так как после возвращения экипаж не застал бы ни человечества, ни Солнца, так как по земному календарю за это время прошли бы сотни миллиардов лет.

Межзвездный прямоточный термоядерный звездолет БассардаДругое важное достоинство такого корабля – его абсолютная экологическая чистота. Продуктом работы его двигателей является гелий – инертный, абсолютно безвредный газ. Почему я это подчеркиваю? Давайте попробуем сравнить его с другим предполагаемым межзвездным приводом – фотонным. Работа фотонного привода основывается на реакции аннигиляции вещества и антивещества. При этом образуется мощный поток гамма-излучения. А теперь представьте, что такой корабль уходит от Солнечной системы. Весь поток гамма-излучения, отраженная кормовым зеркалом корабля будет направлен на Солнце и на планеты. В том числе и на Землю. Наверное, понятно, что ничего хорошего Земле это не принесет. Прямоточный двигатель Бассарда не имеет этого недостатка.

 

Да, это был бы идеальный корабль. Корабль-мечта. Но…

На пути создания такого корабля имеются очень много препятствий. А некоторые из них имеют принципиальный характер. Например, проблема осуществления протон-протонного цикла термоядерного синтеза.

Хотите что-то добавить или возразить? Вы можете оставлять свои комментарии прямо здесь или вступить в наши группы ВКонтакте или в Facebook и участвовать в обсуждениях