Зонд, разгоняемый лучом материи

Концепция "разгоняемого лучом материи зонда" [Singer, 1980] заключается в том, что мелкие частицы вещества (шарики либо пылинки) разгоняются ускорителем в солнечной системе и аккуратненько направляются на межзвездный зонд, где те захватываются и передают собственный импульс галлактическому кораблю. При использовании малеханьких порций вещества фундаментальные ограничения электрических волн при увеличении расстояния до Зонд, разгоняемый лучом материи цели могут быть просто преодолены. Потому, кажется куда разумней использовать луч частичек, чем луч фотонов для передачи импульса на огромные расстояния. Шарики-частички могут быть запущены очень длиным и массивным линейным ускорителем. Он должен быть установлен в Солнечной системе, и использовать для разгона частичек или энергию Солнца, или ядерную энергию Зонд, разгоняемый лучом материи.

Поток частичек должен быть очень аккуратненько нацелен сразу после пуска и, может быть, нужна будет повторная переколлимация (поднастройка) еще пару раз в процесс полета. Луч вещества, в конце концов, должны быть перехвачены и отражены вспять межзвездным зондом, который воспримет от их разгонный импульс.

Кажущаяся принципиальной, на 1-ый взор, абсолютная точность прицеливания Зонд, разгоняемый лучом материи пусковой установки, не является по сути суровой неувязкой. Зонд может детектировать положение парящего на него потока частиц и сам корректировать свое положение, всегда оставаться в его центре. Ряд подкорректирующих форму и направление луча станций могли бы находиться далековато от ускорителя по направлению движения потока частичек. К примеру, любая Зонд, разгоняемый лучом материи еще одна такая станция могла бы находится втрое далее, чем предшествующая и создавать одну третья часть опции (коллимации) скорости и формы потока.

Грубая настройка луча могла бы быть выполнена электрическим либо статическим полем, а узкая корректировка может производиться световым давлением лазера, потоком плазмы либо потоком нейтральных частиц.

Один из способов Зонд, разгоняемый лучом материи захвата скоростных частиц на борту разгоняемого корабля заключается в том, чтоб испарять подлетающие твердые нейтральные шарики импульсом фотонов либо частиц, превращая те в плазму. После чего заряженную плазму можно отражать магнитным полем наподобие того, что отражает плазму в "магнитном сопле" ("магнитной пробке" либо зеркале) на пульсирующих Зонд, разгоняемый лучом материи термоядерных ракетных движках [Hyde, Wood, and Nuckolls,1972]. Габариты магнитного зеркала должны быть приняты из расчета того, что по последней мере радиус витка подлетающего иона протона, будет 3 метра при скорости подлетающих частичек 0.1С и магнитном поле напряженностью 10 Тесла.

Развивая далее эту концепцию, можно представить такое изменение состава и скорости шариков-частичек, чтоб они Зонд, разгоняемый лучом материи представляли из себя термоядерное горючее, подлетающее к зонду с относительно низкой скоростью, потому они не отражаются, а улавливаются и употребляются в термоядерном движке для разгона и торможения.

Торможение у цели так же может быть реализовано с применением данной схеме привода. От основного корабля отделяется беспилотный щит, от которого Зонд, разгоняемый лучом материи частички луча материи рикошетят и подлетают к основному кораблю со стороны цели, обеспечивая ему тормозное ускорение.

Может быть, в один прекрасный момент где-нибудь войдет в строй "межзвездный хайвей"? Тогда поток частиц будет запускаться с 2-ух сторон, что обеспечит относительно обычное и комфортное двусторонне движение по нему.

Starwisp ("Звездная Зонд, разгоняемый лучом материи дымка") - разгоняемый мазером зонд-сетка

Starwisp ("Звездная дымка") - это сверхлегкий, скоростной межзвездный флай-бай зонд (зонд-робот изучающий цель без торможения, пролетая мимо нее) разгоняемый потоком микроволнового излучения [Forward, 1985 ]. База конструкции: парус в виде узкой проволочной сетки, в узлах которой размещены микросхемы. Парус-сетка разгоняется с огромным ускорением Зонд, разгоняемый лучом материи массивным микроволновым лучом, который фокусируется на его поверхность большой сегментной плоской линзой, состоящей из концентрических колец, в каких чередуется кольца, заполненные железной сетью с кольцами пустого места (см. рис 1). Такая конфигурация колец будет работать как обычная, но действенная линза для микроволнового луча.

Длина микроволн намного больше, чем ячейки в сетке "Starwisp", потому Зонд, разгоняемый лучом материи ажурный парус для микроволнового излучения настолько же непроницаема как толстый лист металла. Когда микроволны налетают на проволочную сетку, они отражаются от нее в оборотном направлении. В итоге импульс отраженных микроволн передается сетке-парусу. Величина импульса невелика, но если парус легкий, а мощность микроволнового луча достаточна, итоговое ускорение корабля может Зонд, разгоняемый лучом материи быть во много раз больше ускорения свободного падения на Земле (g). Огромное ускорение зонда в микроволновом луче позволяет "Звездной дымке" достигнуть околосветовой скорости, все еще находясь неподалеку от фокусирующей линзы - в границах Галлактики.

Перед прибытием зонда к цели, передатчик микроволн у Земли опять врубается и практически затапливает звездную Зонд, разгоняемый лучом материи систему-цель потоком микроволновой энергии. Используя проволочные ячейки сетки как антенны, микросхемы "Starwisp" собирают достаточное количество энергии для их оптических датчиков и логических схем, чтоб узреть и сформировать образ планет, находящихся в системе. Направление, с которого поступают микроволны воспринимается практически в каждой ячейке сетки и эта информация о направлении Зонд, разгоняемый лучом материи употребляется микросхемами корабля для того чтоб использовать ячейки сейчас как микроволновые антенны, излучающие сигнал назад к Земле, содержащий данные о открывшейся зонду картине.

Малый "Starwisp" должен имеет 1 километровую сетку-парус массой в 16 гр и нести 4 грамма микросхем. (Целый галлактический корабль весит меньше чем унция. Вы могли бы свернуть его и Зонд, разгоняемый лучом материи отправить по почте в обыкновенном конверте заплатив за пересылку как за обыденное письмо). Этот 20 граммовый звездный корабль был должен бы разгоняться с ускорением 115g (земных гравитаций) 10 ГWт (1010 W) микроволновым лучом, до скорости 1/5 от скорости света за некоторое количество дней. По прибытию к Альфе Центавре через 21 год Зонд, разгоняемый лучом материи "Starwisp" мог бы впитать в себя довольно микроволновой энергии для того чтоб передавать нам сюда цветное изображение высочайшего свойства приобретенное им в реальном режиме времени в течении всего просвета через эту звездную систему.

Потому что у звездолета очень малая масса, то для пуска и управления наименьшим "Starwisp" нужен микроволновый луч Зонд, разгоняемый лучом материи, мощность которого соответствует мощности луча, по которому должна передаваться с орбитальной солнечной электростанции на поверхность Земли выработанная там энергия. Таким макаром, если энерго спутники-электростанции будут смонтированы в течении последующих нескольких десятилетий, мы сможем использовать их для пуска целой флотилии зондов "Starwisp" ко всем наиблежайшим звездам, в течении срока Зонд, разгоняемый лучом материи службы станций. Если какая-нибудь из "Звездных дымок" увидит для нас увлекательную планетку, мы сможем посетить этот новый мир лично, используя другую форму подобного привода, который именуется световой парус на лазерном луче. Микроволны можно использовать только для того, чтоб "вытолкнуть" корабль-робот за границы галлактики с большой скоростью на большом ускорении Зонд, разгоняемый лучом материи. Но если мы перейдем к лазерным длинам волны, тогда возникает возможность спроектировать систему привода на острие энергетического луча, которая может, используя лазеры, не только лишь отправить из галлактики звездолет к наиблежайшей звезде, да и возвратить его вкупе с командой назад, домой.

Лазерный световой парус

Один из наилучших способов Зонд, разгоняемый лучом материи путешествия к звездам, был бы способ, использующий большой парус из светоотражающего материала разгоняемый давлением луча сгенерированного большой батареей лазеров, расположенных на низкой орбите около Солнца. [Forward, 1984 ]. С таковой технологией мы могли бы строить галлактические корабли, которые могут не только лишь нести огромную команду людей с солидной скоростью к наиблежайшим Зонд, разгоняемый лучом материи звездам, да и смогли бы затормозить экспедицию у цели исследования, а позже и возвратить команду вспять на Землю. Мы могли бы совершить таковой полет в границах одной людской жизни.

В системе с лазерным световым парусом свет от массивного лазера отражается от огромного зеркального паруса окружающего полезную нагрузку. Световой Зонд, разгоняемый лучом материи парус делается из тонкой дюралевой пленки прошитой узкой и крепкой структурой силовых швов (такелажем), на которую в свою очередь подвешена нужная нагрузка. Световое давление лазерного света толкает парус и полезную нагрузку создавая нужную тягу.

Звездолет на лазерном световом парусе так далек от концепции ракеты, как это может быть. Таковой звездолет состоит Зонд, разгоняемый лучом материи только из полезной нагрузи и паруса, который является и движителем и несущей структурой корабля. Движок нашего звездолета - лазер (их батарея), источник энергии - Солнце, и топливом (реактивной массой) является лазерный свет сам по для себя.

Парус, который будет использовать световой корабль, является развитием версии солнечного паруса, который был Зонд, разгоняемый лучом материи спроектирован Лабораторией Реактивного Движения NASA (Jet Propulsion Laboratory) для встречи с кометой Галлея и резвого полета в пояс астероидов. Нужные для разгона лазеры могли быть более сильной версией высоко-мощных лазерных батарей лихорадочно исследуемых на данный момент по программке Стратегической Оборонной Инициативе Департаментом Вооружений (в СССР именуемой СОИ, а в Зонд, разгоняемый лучом материи США - SDI Space Defense Initiative. прим. пер.). Очень принципиально осознавать, что мы не нуждаемся ни в каких больших научных открытиях, чтоб выстроит таковой звездолет. Главные физические принципы лазеров, фокусирующая линза, и парус - все это нам уже понятно. Все что требуется, чтобы выстроить лазерный парусный звездолет реально и в Зонд, разгоняемый лучом материи металле - много конструкторского труда (и много средств).

Лазеры размещались бы в космосе и накачивались бы солнечным светом, который собирался бы огромным рефлектором. Разгоняющие межзвездный корабль лазеры, может быть, работали бы лучше, если крутились вокруг планетки Меркурий. На таком расстоянии от Солнца имеется сильно много световой энергии и гравитационное притяжение Меркурия задерживало бы Зонд, разгоняемый лучом материи лазерные спутники от разбегания в итоге накапливающейся реакции от лазерных лучей. Станции-излучатели использовали бы мощнейший солнечный свет на орбите Меркурия для генерации когерентного лазерного света, который будет соединен в один монохромный лазерный луч и послан через фокусирующую линзу, которая плавает меж Сатурном и Ураном на световые Зонд, разгоняемый лучом материи годы к кораблю.

Мы желаем спроектировать звездолет, который может доставить команду людей в течении одной людской жизни к звезде и назад, расположенной на дистанции Тау Кита и Эпсилон Эридан. Таковой световой парус состоял бы из 3-х секций (см. Рис. 2).

Имеется внутренний парус полезной нагрузки в 100 км в поперечнике. Он окружен Зонд, разгоняемый лучом материи внутренним кольцом-парусом 230 км в диметре и 100 километровым отверстием в центре. Тот же в свою очередь окружен третьим, тоже кольцеобразным парусом 1000 км в поперечнике с внутренним отверстием в 320 км. Общая масса всей конструкции - 80 000 тонн, которая включает 3000 тонн полезной нагрузки из команды, отсеков для их обитания, припасы и модули Зонд, разгоняемый лучом материи для посадки на планетки.

Вся эта конструкция может разгоняться с ускорением в 30% от земной тяжести 43 000 ТW (43 x1015 W) лазерной мощности. Потому что вся земля производит около 1 ТW электронной энергии то мы, естественно, желали бы использовать свободную солнечную энергию в космосе, заместо того, чтоб пробовать получить энергию от Земли Зонд, разгоняемый лучом материи. При таком ускорении наш световой парус достигнул бы половины от скорости света в течении 1.6 лет. Экспедиция достигнула бы Эпсилон Эридан за 20 лет земного времени и 17 лет времени команды (из-за релятивистского эффекта), тогда и настал бы момент начать торможение. На расстоянии 0.4 световых года от цели путешествия, наружный кольцевой парус должен быть разделен Зонд, разгоняемый лучом материи от 2-ух внутренних частей. Внутренним частям позволили бы, пока большая наружняя часть удаляется, несколько отклонится от курса. Лазерный свет, который придет из Галлактики отразится от наружного кольцевого паруса, который будет работать сейчас как переотражающее зеркало. Отраженный свет замедляет две внутренние части и тормозит их до применимой скорости для Зонд, разгоняемый лучом материи входа в систему Эпсилон Эридан.

После того как команда изучит чужую систему в течении пары лет (используя свои световые паруса как солнечный парус) наступит время ворачиваться вспять. Чтоб это сделать, малый кольцевой парус отделяется от паруса полезной нагрузки и необходимым образом ориентируется по отношению к оставшейся внутренней части. Чтоб Зонд, разгоняемый лучом материи возвратиться вспять, нужна поддержка Галлактики. Кто-то не должен запамятовать включить лазерное излучение 12-ю годами ранее. Лазерный луч с орбиты Солнца отражается от кольцевого паруса на орбите чужой звезды и концентрируется на парус полезной нагрузки. Эта световая энергия разгоняет внутренний круглый парус в направлении Галлактики. Как парус Зонд, разгоняемый лучом материи с полезной нагрузкой приблизится к Солнечной системе 20-ю астрономическими годами позднее, лазерный движок экспедиции включится опять, чтоб сейчас затормозить корабль совсем в родной системе. Члены экипажа пробудут вдали от дома 51 год (включая 5 лет исследовательских работ). Для их пройдет 46 лет. И сейчас они могут подать в отставку, чтобы приступить к написанию Зонд, разгоняемый лучом материи воспоминаний.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Тяжело достигнуть звезд, но это может быть. Имеется масса различных технологий, которые на данный момент активно развиваются для совершенно других целей, но соответственно модифицированные и переориентированные, они могут обеспечить людскому виду средство для полета к наиблежайшим звездам. Все что для этого нужно - желание и несколько десятилетий изоляции себя Зонд, разгоняемый лучом материи в космосе, много инженерного труда. Тогда и наши 1-ые межзвездные зонды могли бы отправится к звездам еще при нашей жизни.

ACKNOWLEDGEMENTS

This work was partially supported by Air Force Contract 04611-86-C-0039.

REFERENCES

1. Bussard, R.W. (1960). Galactic matter and interstellar flight. Astronautica Acta, 6, 179-194.

2. Forward, R.L. (1976). Programme for interstellar exploration. J. British Зонд, разгоняемый лучом материи Interp1anetary Soc., 29, 611-632

3. Forward, R.L. (1984). Round-trip interstellar travel by laser-pushed lightsails. J. Spacecraft & Rockets, 21, 1B7-l95.

4. Forward, R.L. (1985) Starwisp: an ultra-light interstellar probe. J. Spacecraft & Rockets, 22, 345-350.

5. Hyde, R., Wood, L., and Nuckolls, J. (1972). Prospects for rocket propulsion with laser induced fusion microexplosions. AIAA Paper Зонд, разгоняемый лучом материи 72-1063.

6. Ma11ove, E.F., Forward, R.L., Paprotny, Z., and Lehmann, J., (1980). Interstellar travel and communication: a bibliography. J. British Interplanetary Soc., 33, 201-248.

7. Paprotny, Z. and Lehmann, J. (1983). Interstellar travel and communication bibliography: 1982 update. J. British Interplanetary Soc., 36, 311-329.

8. Paprotny, Z., Lehmann, J., and Prytz, J. (1984). Interstellar travel and communication Зонд, разгоняемый лучом материи bibliography: 1984 update. J. British Interplanetary Soc., 37, 502-512

9. Paprotny, Z., Lehmann, J., and Prytz, J. (1985). Interstellar travel and communication bibliography: 1985 update. J. British Interplanetary Soc., 39, 127-136.

10. Singer, C.E. (1980). Interstellar propulsion using a pellet stream for momentum transfer. J. British Interplanetary Soc., 33, 107-115.

Перевод изготовлен Александром Семеновым [sem123(С)list.ru] в 2007 г. по публикации в Зонд, разгоняемый лучом материи сети: HTML Expression only © 1997, W. Paul Blase


zollingera-ellisona-sindrom-doklad.html
zolotaya-cepochka-v-glibe-kamennogo-uglya-iz-morrisonvilya-shtat-illinojs-kniga-2004-592-s-v-.html
zolotaya-orda-i-eyo-gospodstvo-nad-rusyu.html