Je, ni kasi gani ya roketi angani? Kasi ya cosmic katika maabara. Muendelezo

Moja ya mali kuu ya ubinadamu ni ya kimataifa kituo cha anga, au ISS. Mataifa kadhaa yaliungana kuiunda na kuiendesha katika obiti: Urusi, baadhi ya nchi za Ulaya, Kanada, Japan na Marekani. Kifaa hiki kinaonyesha kuwa mengi yanaweza kupatikana ikiwa nchi zitashirikiana kila mara. Kila mtu kwenye sayari anajua kuhusu kituo hiki, na watu wengi huuliza maswali kuhusu ISS inaruka katika urefu gani na katika obiti gani. Je, wanaanga wangapi wamekuwepo? Je, ni kweli kwamba watalii wanaruhusiwa huko? Na hii sio yote ambayo yanavutia ubinadamu.

Muundo wa kituo

ISS ina moduli kumi na nne, ambazo huweka maabara, maghala, vyumba vya kupumzika, vyumba vya kulala na vyumba vya matumizi. Kituo hicho kina hata chumba cha mazoezi na vifaa vya mazoezi. Mchanganyiko huu wote huendesha kwenye paneli za jua. Ni kubwa, ukubwa wa uwanja.

Ukweli kuhusu ISS

Wakati wa operesheni yake, kituo kiliamsha watu wengi. Kifaa hiki ni mafanikio makubwa zaidi ya akili za binadamu. Katika muundo wake, madhumuni na vipengele, inaweza kuitwa ukamilifu. Bila shaka, labda katika miaka 100 wataanza kujenga spaceships ya aina tofauti duniani, lakini kwa sasa, leo, kifaa hiki ni mali ya ubinadamu. Hii inathibitishwa na ukweli ufuatao kuhusu ISS:

Wakati wa kuwepo kwake, wanaanga wapatao mia mbili walitembelea ISS. Pia kulikuwa na watalii hapa ambao walikuja tu kutazama Ulimwengu kutoka kwa urefu wa obiti.
Kituo kinaonekana kutoka Duniani kwa jicho uchi. Muundo huu ni mkubwa zaidi kati ya satelaiti bandia na unaweza kuonekana kwa urahisi kutoka kwa uso wa sayari bila kifaa chochote cha kukuza. Kuna ramani ambazo unaweza kuona ni saa ngapi na wakati kifaa kinaruka juu ya miji. Ukizitumia unaweza kupata taarifa kuhusu eneo lako kwa urahisi: angalia ratiba ya safari za ndege katika eneo.
Ili kukusanya kituo na kukitunza katika utaratibu wa kufanya kazi, wanaanga walitoka zaidi ya mara 150 kwa siku. nafasi wazi, akitumia takriban saa elfu moja huko.
Kifaa hiki kinadhibitiwa na wanaanga sita. Mfumo wa usaidizi wa maisha huhakikisha uwepo endelevu wa watu kwenye kituo hicho tangu kuzinduliwa kwake kwa mara ya kwanza.
Kituo cha Kimataifa cha Anga cha Juu ni mahali pa kipekee ambapo aina mbalimbali za majaribio ya maabara hufanywa. Wanasayansi hufanya uvumbuzi wa kipekee katika nyanja za dawa, biolojia, kemia na fizikia, fiziolojia na uchunguzi wa hali ya hewa, na vile vile katika nyanja zingine za sayansi.
Kifaa kinatumia giant paneli za jua, saizi yake ambayo hufikia eneo la eneo la uwanja wa mpira na kanda zake za mwisho. Uzito wao ni karibu kilo laki tatu.
Betri zina uwezo wa kuhakikisha kikamilifu uendeshaji wa kituo. Kazi yao inafuatiliwa kwa uangalifu.
Kituo hicho kina nyumba ndogo iliyo na bafu mbili na chumba cha mazoezi.
Ndege inafuatiliwa kutoka Duniani. Programu zinazojumuisha mamilioni ya mistari ya kanuni zimetengenezwa kwa udhibiti.

Wanaanga

Tangu Desemba 2017, wafanyakazi wa ISS wana wanaastronomia na wanaanga wafuatao:

Anton Shkaplerov - kamanda wa ISS-55. Alitembelea kituo hicho mara mbili - mnamo 2011-2012 na mnamo 2014-2015. Wakati wa safari 2 za ndege aliishi kituoni kwa siku 364.
Skeet Tingle - mhandisi wa ndege, mwanaanga wa NASA. Mwanaanga huyu hana uzoefu wa safari za anga za juu.
Norishige Kanai - mhandisi wa ndege, mwanaanga wa Kijapani.
Alexander Misurkin. Safari yake ya kwanza ya ndege ilifanywa mnamo 2013, ilidumu siku 166.
Macr Vande Hai hana uzoefu wa kuruka.
Joseph Akaba. Ndege ya kwanza ilifanywa mnamo 2009 kama sehemu ya Ugunduzi, na ndege ya pili ilifanyika mnamo 2012.

Dunia kutoka nafasi

Kuna maoni ya kipekee ya Dunia kutoka angani. Hii inathibitishwa na picha na video za wanaanga na wanaanga. Unaweza kuona kazi ya kituo na mandhari ya anga ikiwa unatazama matangazo ya mtandaoni kutoka kwa kituo cha ISS. Hata hivyo, baadhi ya kamera huzimwa kutokana na kazi ya matengenezo.

Kutoka kwa helikopta na vyombo vya anga hadi chembe za msingi- Hapa kuna vitu 25 vya haraka zaidi ulimwenguni.

25. Treni ya haraka zaidi

Treni ya Kijapani ya JR-Maglev ilifikia kasi inayozidi kilomita 581 kwa saa ikitumia njia ya sumaku.

24. Roller coaster ya haraka zaidi

Formula Rossa, iliyojengwa hivi majuzi huko Dubai, inaruhusu wasafiri kufikia kasi ya kilomita 240 kwa saa.

23. Lifti ya haraka zaidi

Lifti katika Mnara wa Taipei nchini Taiwan hubeba watu juu na chini kwa kasi ya kilomita 60 kwa saa.

22. Gari la uzalishaji wa haraka zaidi

Bugatti Veyron EB 16.4, inayoongeza kasi hadi kilomita 430 kwa saa, ndilo gari la kasi zaidi duniani lililoidhinishwa kutumika kwenye barabara za umma.

21. Gari isiyo ya uzalishaji ya haraka zaidi

Oktoba 15, 1997 gari na msukumo wa roketi Msukumo wa SSC ulivunja kizuizi cha sauti katika jangwa la Nevada.

20. Ndege inayoendeshwa kwa kasi zaidi

Jeshi la anga la Merika X-15 sio tu kufikia kasi ya kuvutia (kilomita 7,270 kwa saa), lakini pia huruka juu sana hivi kwamba marubani wake kadhaa walipokea mbawa za mwanaanga kutoka NASA.

19. Kimbunga cha kasi zaidi

Kimbunga kilichotokea karibu na jiji la Oklahoma kilikuwa cha kasi zaidi kwa upande wa kasi ya upepo, kikifikia kilomita 480 kwa saa.

18. Mtu mwenye kasi zaidi

Mwaka wa 2009, mwanariadha wa Jamaica Usain Bolt aliweka rekodi ya dunia katika mbio za mita 100, akiikimbia kwa sekunde 9.58.

17. Mwanamke mwenye kasi zaidi

Mnamo 1988, Mmarekani Florenc Griffith-Joyner alikimbia mbio za mita 100 kwa sekunde 10.49, rekodi ambayo haijawahi kuvunjwa hadi leo.

16. Mnyama wa nchi kavu mwenye kasi zaidi

Mbali na ukweli kwamba duma hukimbia haraka (kilomita 120 kwa saa), pia wana uwezo wa kuongeza kasi zaidi kuliko magari mengi ya uzalishaji (kutoka kilomita 0 hadi 100 kwa saa katika sekunde 3).

15. Samaki wa haraka zaidi

Baadhi ya watu wa spishi za sailfish wanaweza kuongeza kasi hadi kilomita 112 kwa saa.

14. Ndege mwenye kasi zaidi

Falcon pia ndiye mnyama mwenye kasi zaidi ulimwenguni na anaweza kuzidi kasi ya kilomita 325 kwa saa.

13. Kompyuta ya kasi zaidi

Ingawa kuna uwezekano rekodi hii kuvunjwa utakaposoma makala haya, Milky Way-2 ya China ndiyo kompyuta yenye kasi zaidi duniani.

12. Manowari yenye kasi zaidi

Ni ngumu kusajili rekodi katika vitu kama hivyo, kwani habari juu ya manowari kawaida huwekwa siri. Walakini, kulingana na makadirio fulani, manowari ya Soviet K-162 ilifikia kasi yake ya juu mnamo 1969. Kasi ilikuwa takriban 44 knots.

11. Helikopta ya kasi zaidi

Mnamo Julai 2010, Sikorsky X2 iliweka rekodi mpya ya kasi juu ya West Palm Beach - kilomita 415 kwa saa.

10. Boti yenye kasi zaidi

Rekodi ya kasi ya maji duniani ndiyo kasi ya juu inayotambulika rasmi iliyotengenezwa na usafiri wa majini. Mmiliki wa rekodi kwa sasa ni Spirit of Australia, ambayo ilifikia kilomita 511 kwa saa.

9. Mchezo wa haraka zaidi na raketi

Katika badminton, shuttlecock inaweza kufikia kasi ya zaidi ya kilomita 320 kwa saa.

8. Usafiri wa nchi kavu kwa kasi zaidi

Sled za kombora za kijeshi hufikia kasi inayozidi Mach 8 (kilomita 9,800 kwa saa).

7. Chombo cha anga za juu zaidi

Katika nafasi, kasi inaweza tu kupimwa ikilinganishwa na vitu vingine. Kwa kuzingatia hili, chombo chenye kasi zaidi, kinachotembea kutoka Jua kwa kasi ya kilomita 62,000 kwa saa, ni Voyager 1.

6. Mla haraka zaidi

Joey “Jaws” Chestnut sasa ametambuliwa kuwa bingwa wa dunia na Shirikisho la Kimataifa la Kula kwa Ushindani baada ya kula hot dogs 66 ndani ya dakika 12.

5. Jaribio la kasi zaidi la ajali

Ili kubaini ukadiriaji wa usalama, EuroNCAP kawaida hufanya majaribio yake ya ajali kwa kasi ya kilomita 60 kwa saa. Walakini, mnamo 2011, waliamua kuongeza kasi hadi kilomita 190 kwa saa. Kwa kujifurahisha tu.

4. Mpiga gitaa mwenye kasi zaidi

John Taylor aliweka rekodi mpya ya dunia kwa kucheza Flight of the Bumblebee kikamilifu kwa midundo 600 kwa dakika.

3. Rapper mwenye kasi zaidi

No Clue alipokea jina la "rapper mwenye kasi zaidi" katika Guinness Book of Records alipozungumza silabi 723 ndani ya sekunde 51.27. Alitamka takriban silabi 14 kwa sekunde.

2. Wengi zaidi kasi ya juu

Kitaalam, kasi ya haraka zaidi katika Ulimwengu ni kasi ya mwanga. Walakini, kuna tahadhari chache hapa ambazo zinatupeleka kwenye hatua ya kwanza ...

1. Chembe ya msingi ya haraka zaidi

Ingawa hili ni dai lenye utata, wanasayansi katika Kituo cha Utafiti wa Nyuklia cha Ulaya hivi majuzi walifanya majaribio ambapo neutrino za mu-meson zilisafiri kati ya Geneva, Uswisi na Gran Sasso, Italia, nanosekunde kadhaa kwa kasi zaidi kuliko mwanga. Walakini, kwa sasa, photon bado inachukuliwa kuwa mfalme wa kasi.

Utafutaji wa nafasi kwa muda mrefu umekuwa jambo la kawaida kwa wanadamu. Lakini safari za ndege kwa obiti ya chini ya Dunia na kwa nyota zingine hazifikiriki bila vifaa vinavyoruhusu mtu kushinda mvuto - roketi. Ni wangapi wetu tunajua: jinsi gari la uzinduzi linavyofanya kazi na kufanya kazi, ambapo uzinduzi unafanyika na kasi yake ni nini, ambayo inaruhusu kushinda mvuto wa sayari na katika nafasi isiyo na hewa. Hebu tuangalie kwa karibu masuala haya.

Kifaa

Ili kuelewa jinsi gari la uzinduzi linavyofanya kazi, unahitaji kuelewa muundo wake. Hebu tuanze kuelezea nodes kutoka juu hadi chini.

CAC

Kifaa kinachozindua satelaiti au sehemu ya mizigo kwenye obiti daima hutofautishwa na mtoa huduma, ambayo inalenga kusafirisha wafanyakazi, kwa usanidi wake. Mwisho una juu sana mfumo maalum uokoaji wa dharura, inayohudumia kuhamisha chumba kutoka kwa wanaanga katika tukio la hitilafu ya gari la uzinduzi. Turret hii isiyo ya kawaida, iko juu sana, ni roketi ndogo ambayo inakuwezesha "kuvuta" capsule na watu chini ya hali ya ajabu na kuipeleka kwa umbali salama kutoka kwa ajali hatua ya awali ya kukimbia, ambapo bado inawezekana kutekeleza asili ya parachute ya capsule Katika nafasi isiyo na hewa, jukumu la SAS inakuwa muhimu sana Katika nafasi ya karibu ya Dunia, kazi ambayo inafanya uwezekano wa kutenganisha gari la kushuka kutoka kwa gari la uzinduzi itaruhusu wanaanga kuokolewa.

Sehemu ya mizigo

Chini ya SAS kuna compartment kubeba mzigo: gari la watu, satelaiti, compartment mizigo. Kulingana na aina na darasa la gari la uzinduzi, wingi wa mizigo iliyozinduliwa kwenye obiti inaweza kuanzia tani 1.95 hadi 22.4. Mizigo yote inayosafirishwa na meli inalindwa na haki ya kichwa, ambayo hutupwa baada ya kupita tabaka za anga.

Injini kuu

Watu walio mbali na anga wanafikiri kwamba ikiwa roketi itaishia katika nafasi isiyo na hewa, kwa urefu wa kilomita mia moja, ambapo kutokuwa na uzito huanza, basi dhamira yake imekamilika. Kwa kweli, kulingana na kazi, obiti ya lengo la mizigo iliyozinduliwa kwenye nafasi inaweza kuwa mbali zaidi. Kwa mfano, satelaiti za mawasiliano ya simu lazima zisafirishwe kwenye obiti kwa urefu wa zaidi ya kilomita elfu 35. Ili kufikia uondoaji unaohitajika, injini ya propulsion inahitajika, au kama inavyoitwa vinginevyo, hatua ya juu. Ili kufikia njia iliyopangwa ya sayari au njia ya kuondoka, unapaswa kubadilisha kasi ya ndege zaidi ya mara moja, ukifanya vitendo fulani, kwa hiyo injini hii lazima iwashwe na kuzimwa mara kwa mara, hii ni tofauti yake kutoka kwa vipengele vingine vya roketi sawa.

Hatua nyingi

Katika gari la uzinduzi, sehemu ndogo tu ya wingi wake inachukuliwa na mzigo uliosafirishwa uliosafirishwa ni injini na mizinga ya mafuta, ambayo iko katika hatua tofauti za gari. Kipengele cha kubuni ya vitengo hivi ni uwezekano wa kujitenga kwao baada ya uchovu wa mafuta. Baada ya hapo huwaka angani bila kufika chini. Kweli, kama tovuti ya habari reactor.space inavyosema, in miaka ya hivi karibuni Teknolojia ilitengenezwa ambayo inafanya uwezekano wa kurudisha hatua zilizotenganishwa bila kudhuriwa hadi mahali maalum na kuzizindua tena angani. Katika sayansi ya roketi, wakati wa kuunda meli za hatua nyingi, miradi miwili hutumiwa:

Ya kwanza ni ya muda mrefu, hukuruhusu kuweka injini kadhaa zinazofanana na mafuta kuzunguka mwili, ambayo huwashwa wakati huo huo na kuweka upya kwa usawa baada ya matumizi.

Ya pili ni ya kupita, ambayo inafanya uwezekano wa kupanga hatua kwa kuongezeka kwa utaratibu, moja ya juu zaidi kuliko nyingine. Katika kesi hii, huwashwa tu baada ya hatua ya chini, iliyotumiwa kuweka upya.

Lakini mara nyingi wabunifu hutoa upendeleo kwa mchanganyiko wa muundo wa transverse na longitudinal. Roketi inaweza kuwa na hatua nyingi, lakini kuongeza idadi yao ni busara hadi kikomo fulani. Ukuaji wao unajumuisha ongezeko la wingi wa injini na adapta zinazofanya kazi tu katika hatua fulani ya kukimbia. Kwa hiyo, magari ya kisasa ya uzinduzi hayana vifaa zaidi ya hatua nne. Kimsingi, mizinga ya mafuta ya hatua inajumuisha hifadhi ambayo vipengele tofauti hupigwa: oxidizer (oksijeni ya kioevu, tetroksidi ya nitrojeni) na mafuta (hidrojeni ya kioevu, heptyl). Ni kwa mwingiliano wao tu ndipo roketi inaweza kuharakishwa kwa kasi inayohitajika.

Je, roketi inaruka kwa kasi gani angani?

Kulingana na kazi ambazo gari la uzinduzi lazima lifanye, kasi yake inaweza kutofautiana, ikigawanywa katika maadili manne:

Nafasi ya kwanza. Inakuruhusu kupanda kwenye obiti ambapo inakuwa satelaiti ya Dunia. Ikiwa tunatafsiri kwa maadili ya kawaida, ni sawa na 8 km / s.

Nafasi ya pili. Kasi 11.2 km / s. hufanya iwezekane kwa meli kushinda mvuto kuchunguza sayari za mfumo wetu wa jua.

Ya tatu ni cosmic. Kushikamana na kasi ya 16,650 km/s. unaweza kushinda mvuto wa mfumo wa jua na kuacha mipaka yake.

Nafasi ya nne. Baada ya kuendeleza kasi ya 550 km / s. roketi ina uwezo wa kuruka zaidi ya galaksi.

Lakini haijalishi kasi ya vyombo vya angani ni ya juu kiasi gani, ni ya chini sana kwa usafiri kati ya sayari. Kwa maadili kama haya, itachukua miaka 18,000 kufikia nyota iliyo karibu zaidi.

Jina la mahali ambapo roketi hurushwa angani ni lipi?

Ili kushinda nafasi kwa mafanikio, pedi maalum za uzinduzi zinahitajika kutoka ambapo roketi zinaweza kurushwa kwenye anga ya nje. Katika matumizi ya kila siku huitwa cosmodromes. Lakini jina hili rahisi ni pamoja na tata nzima ya majengo yanayochukua maeneo makubwa: pedi ya uzinduzi, vyumba vya majaribio ya mwisho na mkusanyiko wa roketi, majengo ya huduma zinazohusiana. Yote hii iko kwa umbali kutoka kwa kila mmoja, ili katika tukio la ajali miundo mingine ya cosmodrome isiharibike.

Hitimisho

Kadiri teknolojia ya anga inavyoboreka, ndivyo muundo na uendeshaji wa roketi unavyozidi kuwa mgumu zaidi. Labda katika miaka michache, vifaa vipya vitaundwa ili kuondokana na mvuto wa Dunia. Na makala inayofuata itatolewa kwa kanuni za uendeshaji wa roketi ya juu zaidi.

Mfumo wa jua kwa muda mrefu haukuwa na riba maalum kwa waandishi wa hadithi za kisayansi. Lakini, cha kushangaza, kwa wanasayansi wengine sayari zetu za "asili" hazisababishi msukumo mwingi, ingawa bado hazijachunguzwa kivitendo.

Baada ya kufungua dirisha kwenye nafasi, ubinadamu unakimbilia katika umbali usiojulikana, na sio tu katika ndoto, kama hapo awali.
Sergei Korolev pia aliahidi kuruka angani hivi karibuni "kwenye tikiti ya chama cha wafanyikazi," lakini kifungu hiki tayari kina nusu karne, na odyssey ya nafasi bado ni mengi ya wasomi - raha ghali sana. Hata hivyo, miaka miwili iliyopita HACA ilizindua mradi mkubwa Miaka 100 ya nyota, ambayo inahusisha uundaji wa taratibu na wa miaka mingi wa msingi wa kisayansi na kiufundi wa safari za anga za juu.

Mpango huu ambao haujawahi kufanywa unatarajiwa kuvutia wanasayansi, wahandisi na wakereketwa kutoka kote ulimwenguni. Ikiwa kila kitu kitafanikiwa, katika miaka 100 ubinadamu utaweza kuunda meli ya nyota, na tutazunguka mfumo wa jua kama kwenye tramu.

Kwa hivyo ni shida gani zinahitaji kutatuliwa ili safari ya nyota iwe ukweli?

MUDA NA KASI NI JAMAA

Unajimu kwa kutumia chombo kiotomatiki inaonekana kwa baadhi ya wanasayansi kuwa tatizo linalokaribia kutatuliwa, isiyo ya kawaida. Na hii licha ya ukweli kwamba hakuna maana kabisa katika kuzindua bunduki za mashine kwa nyota na kasi ya konokono ya sasa (karibu 17 km / s) na vifaa vingine vya zamani (kwa barabara zisizojulikana).

Sasa chombo cha anga za juu cha Marekani Pioneer 10 na Voyager 1 vimeacha mfumo wa jua, na hakuna uhusiano wowote nazo. Pioneer 10 inaelekea kwa nyota Aldebaran. Ikiwa hakuna kitu kitatokea kwake, itafikia ujirani wa nyota hii ... katika miaka milioni 2. Vivyo hivyo, vifaa vingine hutambaa katika anga za Ulimwengu.

Kwa hivyo, bila kujali meli inakaliwa au la, kuruka kwa nyota inahitaji kasi ya juu, karibu na kasi ya mwanga. Hata hivyo, hii itasaidia kutatua tatizo la kuruka tu kwa nyota za karibu zaidi.

K. Feoktistov aliandika hivi: “Hata kama tungeweza kutengeneza meli ya nyota inayoweza kuruka kwa kasi inayokaribia kasi ya mwanga, wakati wa kusafiri tu katika Galaxy yetu ungehesabiwa katika milenia na makumi ya milenia, kwa kuwa kipenyo chake. ni miaka ya mwanga 100,000 hivi. Lakini duniani, mengi zaidi yatatokea wakati huu.”

Kulingana na nadharia ya uhusiano, kupita kwa wakati katika mifumo miwili ya kusonga kwa kila mmoja ni tofauti. Kwa kuwa kwa umbali mrefu meli itakuwa na wakati wa kufikia kasi karibu sana na kasi ya mwanga, tofauti ya wakati Duniani na kwenye meli itakuwa kubwa sana.

Inachukuliwa kuwa lengo la kwanza la ndege za kati itakuwa Alpha Centauri (mfumo wa nyota tatu) - karibu zaidi na sisi. Kwa kasi ya mwanga unaweza kuruka huko katika miaka 4.5, Duniani kwa wakati huu miaka itapita kumi. Lakini kadri umbali unavyokuwa mkubwa ndivyo tofauti ya wakati inavyoongezeka.

Kumbuka "Andromeda Nebula" maarufu na Ivan Efremov? Huko, ndege hupimwa kwa miaka, na katika miaka ya nchi kavu. Hadithi nzuri, hakuna cha kusema. Walakini, nebula hii inayotamaniwa (kwa usahihi zaidi, Galaxy ya Andromeda) iko umbali wa miaka milioni 2.5 ya mwanga kutoka kwetu.

Kulingana na mahesabu fulani, safari itachukua wanaanga zaidi ya miaka 60 (kulingana na saa za nyota), lakini enzi nzima itapita Duniani. Wazao wao wa mbali watasalimiaje nafasi ya "Neanderthals"? Na Dunia itakuwa hai? Hiyo ni, kurudi kimsingi hakuna maana. Walakini, kama ndege yenyewe: lazima tukumbuke kwamba tunaona galaksi ya Andromeda nebula kama ilivyokuwa miaka milioni 2.5 iliyopita - ndio muda ambao mwanga wake unasafiri kwetu. Je, ni hatua gani ya kuruka kwa lengo lisilojulikana, ambalo, labda, halijakuwepo kwa muda mrefu, angalau kwa fomu sawa na mahali sawa?

Hii ina maana kwamba hata ndege kwa kasi ya mwanga ni haki tu kwa kiasi karibu nyota. Walakini, vifaa vinavyoruka kwa kasi ya mwanga bado vinaishi katika nadharia tu, ambayo inafanana na hadithi za kisayansi, ingawa za kisayansi.

MELI YENYE UKUBWA WA SAYARI

Kwa kawaida, kwanza kabisa, wanasayansi walikuja na wazo la kutumia athari ya nyuklia yenye ufanisi zaidi kwenye injini ya meli - kwani ilikuwa tayari imefanywa kwa sehemu (kwa madhumuni ya kijeshi). Walakini, kwa safari ya kwenda na kurudi, safiri karibu na kasi ya mwanga, hata na muundo kamili mfumo, uwiano wa misa ya awali hadi misa ya mwisho inahitajika kuwa si chini ya 10 hadi nguvu ya thelathini. Hiyo ni, chombo cha anga kitafanana na treni kubwa yenye mafuta ya ukubwa wa sayari ndogo. Haiwezekani kuzindua kolossus kama hiyo angani kutoka Duniani. Na pia inawezekana kuikusanya katika obiti; sio bure kwamba wanasayansi hawajadili chaguo hili.

Wazo la injini ya fotoni kutumia kanuni ya maangamizi ni maarufu sana.

Maangamizi ni mabadiliko ya chembe na antiparticle inapogongana na kuwa chembe zingine tofauti na zile za asili. Iliyosomwa zaidi ni kuangamizwa kwa elektroni na positron, ambayo hutoa picha, nishati ambayo itasonga nyota. Mahesabu ya wanafizikia wa Marekani Ronan Keene na Wei-ming Zhang yanaonyesha kwamba, kulingana na teknolojia za kisasa, inawezekana kuunda injini ya maangamizi yenye uwezo wa kuharakisha chombo cha anga hadi 70% ya kasi ya mwanga.

Hata hivyo, matatizo zaidi huanza. Kwa bahati mbaya, kutumia antimatter kama mafuta ya roketi ngumu sana. Wakati wa maangamizi, milipuko ya mionzi yenye nguvu ya gamma hutokea, yenye madhara kwa wanaanga. Kwa kuongeza, mawasiliano ya mafuta ya positron na meli yanajaa mlipuko mbaya. Hatimaye, bado hakuna teknolojia za kupata kiasi cha kutosha cha antimatter na uhifadhi wake wa muda mrefu: kwa mfano, atomi ya antihidrojeni "inaishi" sasa kwa chini ya dakika 20, na uzalishaji wa milligram ya positrons hugharimu dola milioni 25.

Lakini hebu tufikiri kwamba baada ya muda matatizo haya yanaweza kutatuliwa. Hata hivyo, bado utahitaji mafuta mengi, na wingi wa kuanzia wa nyota ya photon italinganishwa na wingi wa Mwezi (kulingana na Konstantin Feoktistov).

MELI IMEPASUKA!

Nyota maarufu na ya kweli leo inachukuliwa kuwa mashua ya jua, wazo ambalo ni la mwanasayansi wa Soviet Friedrich Zander.

Sail ya jua (mwanga, photon) ni kifaa kinachotumia shinikizo mwanga wa jua au laser imewashwa kioo uso kuendesha chombo cha anga.
Mnamo 1985, mwanafizikia wa Amerika Robert Forward alipendekeza muundo wa uchunguzi wa nyota ulioharakishwa na nishati ya microwave. Mradi huo ulitarajia kuwa uchunguzi huo ungewafikia nyota wa karibu zaidi katika miaka 21.

Katika Mkutano wa Kimataifa wa Astronomia wa XXXVI, mradi wa nyota ya laser ulipendekezwa, harakati ambayo hutolewa na nishati ya lasers za macho ziko kwenye obiti karibu na Mercury. Kulingana na mahesabu, njia ya nyota ya muundo huu kwa nyota Epsilon Eridani (miaka 10.8 ya mwanga) na nyuma ingechukua miaka 51.

"Haiwezekani kwamba data iliyopatikana kutoka kwa kusafiri kupitia mfumo wetu wa jua itafanya maendeleo makubwa katika kuelewa ulimwengu tunamoishi. Kwa kawaida, mawazo yanageuka kwa nyota. Baada ya yote, hapo awali ilieleweka kuwa safari za ndege karibu na Dunia, ndege kwa sayari zingine za mfumo wetu wa jua hazikuwa lengo kuu. Kufungua njia kwa nyota ilionekana kuwa kazi kuu."
Maneno haya sio ya mwandishi wa hadithi za kisayansi, lakini kwa mbuni wa anga na mwanaanga Konstantin Feoktistov. Kulingana na mwanasayansi huyo, hakuna jipya litakalogunduliwa katika mfumo wa jua. Na hii licha ya ukweli kwamba mwanadamu hadi sasa amefikia Mwezi tu ...

Hata hivyo, nje ya mfumo wa jua, shinikizo la mwanga wa jua litakaribia sifuri. Kwa hiyo, kuna mradi wa kuongeza kasi ya mashua ya jua mifumo ya laser kutoka kwa asteroid fulani.

Yote hii bado ni nadharia, lakini hatua za kwanza tayari zinachukuliwa.

Mwaka 1993 katika Meli ya Kirusi"Progress M-15", kama sehemu ya mradi wa "Znamya-2", ilipeleka meli ya jua yenye upana wa mita 20 kwa mara ya kwanza. Wakati wa kusimamisha Maendeleo na kituo cha Mir, wafanyakazi wake waliweka kitengo cha kupeleka kiakisi kwenye bodi ya Maendeleo. Matokeo yake, reflector iliunda doa mkali 5 km pana, ambayo ilipitia Ulaya hadi Urusi kwa kasi ya 8 km / s. Sehemu ya mwanga ilikuwa na mwangaza takriban sawa na Mwezi mzima.

Kwa hivyo, faida ya mashua ya jua ni ukosefu wa mafuta kwenye ubao, hasara ni udhaifu wa muundo wa meli: kimsingi, ni foil nyembamba iliyoinuliwa juu ya sura. Ambapo ni dhamana ya kwamba meli haitapokea mashimo kutoka kwa chembe za cosmic njiani?

Toleo la meli linaweza kufaa kwa kuzindua uchunguzi wa kiotomatiki, vituo na meli za mizigo, lakini haifai kwa ndege za kurudi za mtu. Kuna miradi mingine ya nyota, lakini ni, kwa njia moja au nyingine, kukumbusha ya hapo juu (pamoja na matatizo sawa ya kiasi kikubwa).

MSHANGAO KATIKA NAFASI YA INTERSTELLAR

Inaonekana kwamba mshangao mwingi unangojea wasafiri katika Ulimwengu. Kwa mfano, ni vigumu kufikia nje ya mfumo wa jua, Vifaa vya Amerika Pioneer 10 alianza kupata nguvu ya asili isiyojulikana, na kusababisha breki dhaifu. Mawazo mengi yamefanywa, ikijumuisha athari ambazo bado hazijulikani za hali ya hewa au hata wakati. Bado hakuna maelezo ya wazi kwa jambo hili zaidi hypotheses mbalimbali: kutoka kwa zile rahisi za kiufundi (kwa mfano, nguvu tendaji kutoka kwa kuvuja kwa gesi kwenye kifaa) hadi kuanzishwa kwa sheria mpya za asili.

Kifaa kingine, Voyadger 1, kiligundua eneo lenye uga wenye nguvu wa sumaku kwenye mpaka wa mfumo wa Jua. Ndani yake, shinikizo la chembe za kushtakiwa kutoka kwa nafasi ya nyota husababisha shamba iliyoundwa na Jua kuwa mnene. Kifaa pia kilisajiliwa:

ongezeko la idadi ya elektroni za juu-nishati (karibu mara 100) ambazo hupenya kwenye Mfumo wa Jua kutoka kwa nafasi ya nyota;
ongezeko kubwa la kiwango cha mionzi ya cosmic ya galactic - chembe za kushtakiwa kwa nishati ya juu ya asili ya nyota.

Na hii ni tone tu baharini! Walakini, kile kinachojulikana leo juu ya bahari ya nyota kinatosha kutia shaka juu ya uwezekano wa kuzunguka anga za Ulimwengu.

Nafasi kati ya nyota sio tupu. Kuna mabaki ya gesi, vumbi, na chembe kila mahali. Unapojaribu kusafiri karibu na kasi ya mwanga, kila chembe inayogongana na meli itakuwa kama chembe ya miale ya anga ya juu ya nishati. Kiwango cha mionzi ngumu wakati wa bombardment hiyo itaongezeka bila kukubalika hata wakati wa ndege kwa nyota za karibu.

Na athari ya mitambo ya chembe kwa kasi kama hiyo itakuwa kama risasi za kulipuka. Kulingana na mahesabu fulani, kila sentimita skrini ya kinga nyota hiyo itaendelea kurushwa kwa kasi ya raundi 12 kwa dakika. Ni wazi kuwa hakuna skrini itastahimili udhihirisho kama huo kwa miaka kadhaa ya kukimbia. Au italazimika kuwa na unene usiokubalika (makumi na mamia ya mita) na wingi (mamia ya maelfu ya tani).

Kwa kweli, basi spaceship itajumuisha skrini hii na mafuta, ambayo itahitaji tani milioni kadhaa. Kwa sababu ya hali hizi, kuruka kwa kasi kama hiyo haiwezekani, haswa kwani njiani unaweza kukimbia sio vumbi tu, bali pia kitu kikubwa, au kuanguka kwenye mtego wa haijulikani. uwanja wa mvuto. Na kisha kifo hakiepukiki tena. Kwa hivyo, hata ikiwa inawezekana kuharakisha nafasi ya anga kwa kasi ya chini, haitafikia lengo lake la mwisho - kutakuwa na vikwazo vingi kwenye njia yake. Kwa hivyo, ndege za kati zinaweza kufanywa tu kwa kasi ya chini sana. Lakini basi sababu ya wakati hufanya ndege hizi kutokuwa na maana.

Inageuka kuwa haiwezekani kutatua tatizo la kusafirisha miili ya nyenzo juu ya umbali wa galactic kwa kasi karibu na kasi ya mwanga. Hakuna maana katika kuvunja kupitia nafasi na wakati kwa kutumia muundo wa mitambo.

MINYOO

Waandishi wa hadithi za kisayansi, wakijaribu kushinda wakati usioweza kuepukika, waligundua jinsi ya "kutafuna mashimo" kwenye nafasi (na wakati) na "kuikunja". Walikuja na kuruka kwa nafasi tofauti kutoka kwa sehemu moja hadi nyingine, kupita maeneo ya kati. Sasa wanasayansi wamejiunga na waandishi wa hadithi za kisayansi.

Wanafizikia walianza kutafuta hali kali za maada na mianya ya kigeni katika Ulimwengu ambapo inawezekana kusonga kwa kasi ya juu zaidi, kinyume na nadharia ya Einstein ya uhusiano.

Hivi ndivyo wazo la shimo la minyoo lilivyotokea. Shimo hili huleta pamoja sehemu mbili za Ulimwengu, kama handaki iliyokatwa inayounganisha miji miwili iliyotenganishwa na mlima mrefu. Kwa bahati mbaya, mashimo ya minyoo yanawezekana tu katika utupu kabisa. Katika Ulimwengu wetu, mashimo haya si thabiti sana: yanaweza kuanguka tu kabla ya chombo kufika huko.

Hata hivyo, ili kuunda minyoo imara, unaweza kutumia athari iliyogunduliwa na Mholanzi Hendrik Casimir. Inajumuisha mvuto wa pande zote wa kufanya miili isiyo na malipo chini ya ushawishi wa oscillations ya quantum katika utupu. Inabadilika kuwa utupu sio tupu kabisa, kuna mabadiliko katika uwanja wa mvuto ambao chembe na minyoo ya microscopic huonekana na kutoweka.

Kinachobaki ni kugundua shimo moja na kunyoosha, na kuiweka kati ya mipira miwili ya superconducting. Mdomo mmoja wa shimo la minyoo utabaki Duniani, mwingine utahamishwa na chombo kwa kasi ya karibu-mwanga hadi kwa nyota - kitu cha mwisho. Hiyo ni, chombo cha anga, kama ilivyokuwa, kitavunja handaki. Mara tu nyota ya nyota inapofikia lengo lake, shimo la minyoo litafungua kwa usafiri halisi wa nyota-haraka, ambayo muda wake utapimwa kwa dakika.

KIPOVU CHA KUVURUGA

Sawa na nadharia ya wormhole ni Bubble warp. Mnamo 1994, mwanafizikia wa Mexico Miguel Alcubierre alifanya hesabu kulingana na milinganyo ya Einstein na akapata uwezekano wa kinadharia wa deformation ya wimbi la mwendelezo wa anga. Katika kesi hiyo, nafasi itapungua mbele ya chombo na wakati huo huo kupanua nyuma yake. Nyota ya nyota ni, kama ilivyo, imewekwa kwenye Bubble ya curvature, yenye uwezo wa kusonga kwa kasi isiyo na kikomo. Fikra ya wazo ni kwamba chombo cha anga kinakaa kwenye kiputo cha mkunjo, na sheria za uhusiano hazivunjwa. Wakati huo huo, Bubble ya curvature yenyewe inasonga, ikipotosha wakati wa nafasi.

Licha ya kutokuwa na uwezo wa kusafiri kwa kasi zaidi kuliko mwanga, hakuna kitu kinachozuia nafasi kusonga au kukimbia kwa muda kuenea kwa kasi zaidi kuliko mwanga, jambo ambalo linaaminika kutokea mara tu baada ya Mlipuko Mkuu wakati Ulimwengu ulipoundwa.

Mawazo haya yote bado hayaingii kwenye mfumo sayansi ya kisasa, hata hivyo, mwaka wa 2012, wawakilishi wa NASA walitangaza maandalizi ya mtihani wa majaribio ya nadharia ya Dk Alcubierre. Nani anajua, labda nadharia ya Einstein ya uhusiano siku moja itakuwa sehemu ya mpya nadharia ya kimataifa. Baada ya yote, mchakato wa kujifunza hauna mwisho. Hii ina maana kwamba siku moja tutaweza kuvunja kupitia miiba kwa nyota.

Irina GROMOVA

Teknolojia za kisasa na uvumbuzi zinachukua uchunguzi wa nafasi kwa kiwango tofauti kabisa, lakini kusafiri kwa nyota bado ni ndoto. Lakini je, ni jambo lisilowezekana na lisiloweza kufikiwa? Tunaweza kufanya nini sasa na tunaweza kutazamia nini hivi karibuni?

Kusoma data iliyopatikana kutoka kwa darubini ya Kepler, wanaastronomia waligundua sayari 54 zinazoweza kukaa. Ulimwengu hizi za mbali ziko katika eneo linaloweza kukaa, i.e. kwa umbali fulani kutoka kwa nyota ya kati, kuruhusu maji kudumishwa katika hali ya kioevu kwenye uso wa sayari.

Walakini, jibu la swali kuu, ikiwa tuko peke yetu katika Ulimwengu, ni ngumu kupata - kwa sababu ya umbali mkubwa unaotenganisha mfumo wa jua na majirani zetu wa karibu. Kwa mfano, sayari "ya kuahidi" Gliese 581g iko katika umbali wa miaka 20 ya mwanga - hii ni karibu vya kutosha na viwango vya cosmic, lakini bado ni mbali sana kwa vyombo vya dunia.

Wingi wa sayari za exoplanet ndani ya eneo la miaka 100 ya mwanga au chini ya hapo kutoka Duniani na maslahi makubwa ya kisayansi na hata ya ustaarabu ambayo wanawakilisha kwa ajili ya ubinadamu hutulazimisha kutazama upya wazo zuri la hadi sasa la kusafiri kati ya nyota.

Ndege kwenda kwa nyota zingine, bila shaka, ni suala la teknolojia. Kwa kuongezea, kuna uwezekano kadhaa wa kufikia lengo kama hilo la mbali, na chaguo kwa niaba ya njia moja au nyingine bado haijafanywa.

Ubinadamu tayari umetuma magari ya nyota angani: uchunguzi wa Pioneer na Voyager. Hivi sasa, wameacha mfumo wa jua, lakini kasi yao hairuhusu kuzungumza juu ya mafanikio yoyote ya haraka ya lengo. Kwa hivyo, Voyager 1, inayotembea kwa kasi ya kilomita 17 kwa sekunde, itaruka sana hata kwa nyota iliyo karibu zaidi Proxima Centauri (miaka 4.2 ya mwanga) muda mrefu- miaka elfu 17.

Ni dhahiri kwamba kwa injini za kisasa za roketi hatutafika popote zaidi kuliko Mfumo wa Jua: kusafirisha kilo 1 ya mizigo hata kwa Proxima Centauri iliyo karibu, makumi ya maelfu ya tani za mafuta zinahitajika. Wakati huo huo, wingi wa meli huongezeka, kiasi cha mafuta kinachohitajika huongezeka, na mafuta ya ziada yanahitajika ili kusafirisha. Duru mbaya ambayo inakomesha mizinga yenye mafuta ya kemikali - ujenzi wa chombo cha anga chenye uzito wa mabilioni ya tani inaonekana kuwa kazi ya kushangaza kabisa. Mahesabu rahisi kwa kutumia fomula ya Tsiolkovsky yanaonyesha hiyo ili kuharakisha chombo cha anga na injini ya roketi mafuta ya kemikali ili kufikia kasi ya takriban 10% ya kasi ya nuru ingehitaji mafuta mengi kuliko yanayopatikana katika ulimwengu unaojulikana.

Mmenyuko wa muunganisho wa thermonuclear hutoa nishati kwa kila kitengo kwa wastani mara milioni zaidi ya michakato ya kemikali mwako. Ndiyo maana katika miaka ya 1970 NASA ilielekeza mawazo yake kwa uwezekano wa kutumia injini za roketi za nyuklia. Mradi wa Drone chombo cha anga Daedalus alifikiria kuunda injini ambayo pellets ndogo za mafuta ya nyuklia zingeingizwa kwenye chumba cha mwako na kuwashwa na mihimili ya elektroni. Bidhaa za mmenyuko wa thermonuclear huruka nje ya pua ya injini na kutoa kasi ya meli.

Spaceship Daedalus ikilinganishwa na Jengo la Jimbo la Empire

Daedalus alitakiwa kuchukua tani elfu 50 za pellets za mafuta na kipenyo cha 4 na 2 mm. Chembechembe zinajumuisha msingi ulio na deuterium na tritium na shell ya heliamu-3. Mwisho hufanya 10-15% tu ya wingi wa pellet ya mafuta, lakini, kwa kweli, ni mafuta. Heliamu-3 ni nyingi kwenye Mwezi, na deuterium hutumiwa sana katika tasnia ya nyuklia. Kiini cha deuterium hutumika kama kipuzi ili kuwasha mmenyuko wa muunganisho na kusababisha athari yenye nguvu kwa kutolewa kwa jeti tendaji ya plasma, ambayo inadhibitiwa na uga wenye nguvu wa sumaku. Chumba kikuu cha mwako cha molybdenum cha injini ya Daedalus kilipaswa kuwa na uzito zaidi ya tani 218, chumba cha pili - tani 25. Coils ya superconducting ya magnetic pia inafanana na reactor kubwa: ya kwanza ina uzito wa tani 124.7, na pili - tani 43.6 kwa kulinganisha, uzito kavu wa shuttle ni chini ya tani 100.

Ndege ya Daedalus ilipangwa kuwa ya hatua mbili: injini ya hatua ya kwanza ilitakiwa kufanya kazi kwa zaidi ya miaka 2 na kuchoma pellets milioni 16 za mafuta. Baada ya mgawanyiko wa hatua ya kwanza, injini ya hatua ya pili ilifanya kazi kwa karibu miaka miwili. Kwa hivyo, katika miaka 3.81 ya kuongeza kasi ya kuendelea, Daedalus angefikia kasi ya juu kwa 12.2% kasi ya mwanga. Meli kama hiyo itafunika umbali wa nyota ya Barnard (miaka 5.96 ya mwanga) katika miaka 50 na itaweza, kuruka kupitia mfumo wa nyota wa mbali, kusambaza matokeo ya uchunguzi wake kupitia redio hadi Duniani. Kwa hivyo, misheni nzima itachukua miaka 56.

Licha ya ugumu mkubwa katika kuhakikisha kutegemewa kwa mifumo mingi ya Daedalus na gharama yake kubwa, mradi huu unaweza kutekelezwa katika kiwango cha sasa cha teknolojia. Zaidi ya hayo, mnamo 2009, timu ya washiriki ilifufua kazi kwenye mradi wa meli ya nyuklia. Mradi wa Icarus kwa sasa unajumuisha mada 20 za kisayansi kuhusu ukuzaji wa kinadharia wa mifumo na nyenzo za vyombo vya anga za juu.

Kwa hivyo, safari za ndege zisizo na rubani kwa umbali wa hadi miaka 10 ya mwanga tayari zinawezekana leo, ambayo itachukua takriban miaka 100 ya kukimbia pamoja na wakati wa mawimbi ya redio kurudi Duniani. Mifumo ya nyota Alpha Centauri, Barnard's Star, Sirius, Epsilon Eridani, UV Ceti, Ross 154 na 248, CN Leo, WISE 1541-2250 inafaa ndani ya eneo hili. Kama tunavyoona, kuna vitu vya kutosha karibu na Dunia vya kuchunguzwa kwa kutumia misheni isiyo na rubani. Lakini vipi ikiwa roboti hupata kitu kisicho cha kawaida na cha kipekee, kama vile biolojia changamano? Je, msafara wenye ushiriki wa binadamu utaweza kwenda kwenye sayari za mbali?

Ndege ya maisha yote

Ikiwa tunaweza kuanza kujenga meli isiyo na rubani leo, hali ya mtu aliye na mtu ni ngumu zaidi. Kwanza kabisa, suala la wakati wa kukimbia ni papo hapo. Hebu tuchukue nyota hiyo hiyo ya Barnard. Wanaanga watalazimika kutayarishwa kwa ndege ya mtu kutoka shuleni, kwani hata ikiwa uzinduzi kutoka kwa Dunia utafanyika kwenye kumbukumbu ya miaka 20, chombo hicho kitafikia lengo la misheni ifikapo miaka 70 au hata 100 (kwa kuzingatia hitaji la kusimama, ambayo sio lazima katika ndege isiyo na rubani) . Kuchagua wafanyakazi katika umri mdogo umejaa kutofautiana kwa kisaikolojia na migogoro baina ya watu, na umri wa miaka 100 haitoi tumaini la kazi yenye matunda kwenye uso wa sayari na kurudi nyumbani.

Walakini, kuna faida yoyote ya kurudi? Tafiti nyingi za NASA husababisha hitimisho la kukatisha tamaa: mfiduo wa muda mrefu wa kutokuwa na uzito utaharibu afya ya wanaanga. Kwa hivyo, kazi ya profesa wa biolojia Robert Fitts na wanaanga wa ISS inaonyesha kwamba hata licha ya kazi mazoezi ya kimwili ndani ya chombo hicho, baada ya safari ya miaka mitatu ya Mars, misuli mikubwa kama vile misuli ya ndama itakuwa dhaifu kwa 50%. Uzito wa madini hupungua vile vile tishu mfupa. Kama matokeo, uwezo wa kufanya kazi na kuishi ndani hali mbaya hupungua kwa kiasi kikubwa, na kipindi cha kukabiliana na mvuto wa kawaida itakuwa angalau mwaka. Kuruka kwa nguvu ya sifuri kwa miongo kadhaa kutatilia shaka maisha ya wanaanga. Labda mwili wa mwanadamu utaweza kupona, kwa mfano, wakati wa kuvunja na kuongeza mvuto hatua kwa hatua. Hata hivyo, hatari ya kifo bado ni kubwa sana na inahitaji suluhisho kali.

Stanford Tor ni muundo mkubwa na miji mizima ndani ya ukingo unaozunguka.

Kwa bahati mbaya, kutatua shida ya kutokuwa na uzito kwenye meli ya kati sio rahisi sana. Uwezo unaopatikana kwetu wa kuunda mvuto wa bandia kwa kutumia mzunguko moduli ya makazi ina matatizo kadhaa. Ili kuunda mvuto wa kidunia, hata gurudumu lenye kipenyo cha m 200 lingelazimika kuzungushwa kwa kasi ya mapinduzi 3 kwa dakika. Kwa mzunguko huo wa haraka, nguvu ya Cariolis itaunda mizigo ambayo haiwezi kuvumilia kabisa kwa mfumo wa vestibuli ya binadamu, na kusababisha kichefuchefu na mashambulizi ya papo hapo ya ugonjwa wa bahari. Suluhisho pekee la shida hii ni Stanford Tor, iliyotengenezwa na wanasayansi katika Chuo Kikuu cha Stanford mnamo 1975. Hii ni pete kubwa yenye kipenyo cha kilomita 1.8, ambayo wanaanga elfu 10 wanaweza kuishi. Kutokana na ukubwa wake, hutoa nguvu ya mvuto wa 0.9-1.0 g na ni kabisa malazi ya starehe watu. Hata hivyo, hata kwa kasi ya mzunguko iliyo chini ya mapinduzi moja kwa dakika, watu bado watapata usumbufu mdogo lakini unaoonekana. Zaidi ya hayo, ikiwa chumba kikubwa cha kuishi kama hicho kinajengwa, hata mabadiliko madogo katika usambazaji wa uzito wa torus yataathiri kasi ya mzunguko na kusababisha vibrations ya muundo mzima.

Tatizo la mionzi pia bado ni gumu. Hata karibu na Dunia (kwenye ISS), wanaanga hukaa si zaidi ya miezi sita kwa sababu ya hatari ya kufichua mionzi. Chombo cha anga za juu kitalazimika kuwa na ulinzi mzito, lakini swali la athari ya mionzi kwenye mwili wa mwanadamu linabaki. Hasa, hatari ya kansa, maendeleo ambayo katika mvuto sifuri imekuwa kivitendo haijasomwa. Mapema mwaka huu, mwanasayansi Krasimir Ivanov kutoka Kituo cha Wanaanga cha Ujerumani huko Cologne alichapisha matokeo ya utafiti wa kuvutia wa tabia ya seli za melanoma (aina hatari zaidi ya saratani ya ngozi) katika mvuto wa sifuri. Ikilinganishwa na seli za saratani zilizokua katika mvuto wa kawaida, seli zilizokua katika mvuto wa sifuri kwa masaa 6 na 24 zilikuwa na uwezekano mdogo wa metastasize. Inaonekana kama habari njema, lakini kwa mtazamo wa kwanza tu. Ukweli ni kwamba kansa hiyo ya "nafasi" inaweza kubaki dormant kwa miongo kadhaa, na kuenea bila kutarajia kwa kiwango kikubwa wakati mfumo wa kinga umevunjwa. Aidha, utafiti huo unaweka wazi kwamba bado tunajua kidogo kuhusu mwitikio wa mwili wa binadamu kwa kufichuliwa kwa muda mrefu kwa nafasi. Leo, wanaanga, watu wenye afya, wenye nguvu, hutumia muda kidogo sana huko ili kuhamisha uzoefu wao kwa ndege ndefu ya nyota.

Kwa hali yoyote, meli kwa watu elfu 10 ni wazo la shaka. Ili kuunda mfumo wa ikolojia unaotegemewa kwa watu wengi, unahitaji idadi kubwa ya mimea, kuku elfu 60, sungura elfu 30 na kundi la ng'ombe. Hii pekee inaweza kutoa mlo wa kalori 2,400 kwa siku. Hata hivyo, majaribio yote ya kuunda mifumo ikolojia iliyofungwa huisha bila kubadilika. Kwa hivyo, wakati wa jaribio kubwa zaidi la "Biosphere-2" na Space Biosphere Ventures, mtandao wa majengo ya hermetic yenye eneo la jumla ya hekta 1.5 ulijengwa na aina elfu 3 za mimea na wanyama. Mfumo mzima wa ikolojia ulipaswa kuwa "sayari" ndogo inayojitegemea inayokaliwa na watu 8. Jaribio lilidumu miaka 2, lakini baada ya wiki chache tu matatizo makubwa yalianza: microorganisms na wadudu walianza kuzidisha bila kudhibitiwa, wakitumia oksijeni na mimea sana. kiasi kikubwa, pia ikawa kwamba bila upepo mimea ikawa tete sana. Kama matokeo ya maafa ya mazingira ya eneo hilo, watu walianza kupoteza uzito, kiasi cha oksijeni kilipungua kutoka 21% hadi 15%, na wanasayansi walilazimika kukiuka masharti ya jaribio na kusambaza "cosmonauts" nane na oksijeni na chakula.

Kwa hivyo, uundaji wa mifumo tata ya ikolojia inaonekana kuwa njia potofu na hatari ya kuwapa wafanyakazi wa meli ya nyota na oksijeni na lishe. Ili kutatua tatizo hili, viumbe vilivyoundwa maalum na jeni zilizobadilishwa zitahitajika ambazo zinaweza kulisha mwanga, taka na vitu rahisi. Kwa mfano, warsha kubwa za kisasa kwa ajili ya uzalishaji wa chlorella ya mwani inaweza kuzalisha hadi tani 40 za kusimamishwa kwa siku. Bioreactor moja ya uhuru kabisa yenye uzito wa tani kadhaa inaweza kuzalisha hadi lita 300 za kusimamishwa kwa chlorella kwa siku, ambayo ni ya kutosha kulisha wafanyakazi wa watu kadhaa kadhaa. Klorela iliyobadilishwa vinasaba haikuweza tu kukidhi mahitaji ya wafanyakazi virutubisho, lakini pia kuchakata taka, ikiwa ni pamoja na dioksidi kaboni. Leo, mchakato wa uhandisi wa uhandisi wa vinasaba umekuwa wa kawaida, na kuna sampuli nyingi iliyoundwa kusafisha. maji taka, uzalishaji wa nishati ya mimea, nk.

ndoto waliohifadhiwa

Takriban matatizo yote ya hapo juu ya kuruka kwa ndege yenye rubani yanaweza kutatuliwa na teknolojia moja yenye kuahidi sana - uhuishaji uliosimamishwa au, kama unavyoitwa pia, cryostasis. Anabiosis ni kupungua kwa michakato ya maisha ya mwanadamu angalau mara kadhaa. Ikiwezekana kumtia mtu katika uchovu huo wa bandia, ambayo hupunguza kimetaboliki mara 10, basi wakati wa kukimbia kwa miaka 100 atazeeka katika usingizi wake kwa miaka 10 tu. Hii hurahisisha kutatua matatizo ya lishe, ugavi wa oksijeni, matatizo ya akili, na uharibifu wa mwili kutokana na athari za kutokuwa na uzito. Kwa kuongeza, ni rahisi kulinda compartment na vyumba vya uhuishaji vilivyosimamishwa kutoka kwa micrometeorites na mionzi kuliko eneo kubwa la makazi.

Kwa bahati mbaya, kupunguza kasi ya michakato ya maisha ya mwanadamu ni kazi ngumu sana. Lakini kwa asili kuna viumbe vinavyoweza kujificha na kuongeza muda wa kuishi mamia ya nyakati. Kwa mfano, mjusi mdogo anayeitwa salamander wa Siberia anaweza kujificha katika nyakati ngumu na kubaki hai kwa miongo kadhaa, hata wakati ameganda kwenye kizuizi cha barafu na joto la minus 35-40 ° C. Kuna visa vinavyojulikana wakati salamanders walitumia kama miaka 100 katika hibernation na, kana kwamba hakuna kitu kilichotokea, thawed nje na kukimbia kutoka kwa watafiti kushangaa. Kwa kuongezea, muda wa kawaida wa "kuendelea" wa kuishi wa mjusi hauzidi miaka 13. Uwezo wa kushangaza wa salamander unaelezewa na ukweli kwamba ini yake huunganisha kiasi kikubwa cha glycerol, karibu 40% ya uzito wa mwili wake, ambayo inalinda seli kutoka kwa joto la chini.

Kikwazo kikuu cha kumzamisha mtu katika cryostasis ni maji, ambayo hufanya 70% ya mwili wetu. Wakati waliohifadhiwa, hugeuka kuwa fuwele za barafu, kuongezeka kwa kiasi kwa 10%, ambayo husababisha utando wa seli kupasuka. Kwa kuongezea, seli inapoganda, vitu vilivyoyeyushwa ndani ya seli huhamia ndani ya maji iliyobaki, na kuvuruga michakato ya kubadilishana ioni ya ndani, pamoja na upangaji wa protini na miundo mingine ya seli. Kwa ujumla, uharibifu wa seli wakati wa kufungia hufanya kuwa haiwezekani kwa mtu kurudi kwenye uzima.

Hata hivyo, kuna njia ya kuahidi ya kutatua tatizo hili - clathrate hydrates. Ziligunduliwa nyuma mwaka wa 1810, wakati mwanasayansi wa Uingereza Sir Humphry Davy alipoingiza klorini ndani ya maji chini ya shinikizo la juu na kushuhudia uundaji wa miundo imara. Hizi zilikuwa hydrates za clathrate - moja ya aina za barafu ya maji, ambayo ina gesi ya kigeni. Tofauti na fuwele za barafu, lati za clathrate hazina nguvu kidogo, hazina kingo kali, lakini zina mashimo ambayo vitu vya ndani vinaweza "kujificha". Teknolojia ya uhuishaji uliosimamishwa wa clathrate itakuwa rahisi: gesi ajizi, kama vile xenon au argon, halijoto iko chini ya sifuri, na kimetaboliki ya seli huanza kupungua polepole hadi mtu aanguke kwenye cryostasis. Kwa bahati mbaya, malezi ya hydrates ya clathrate inahitaji shinikizo la damu(takriban angahewa 8) na mkusanyiko wa juu sana wa gesi iliyoyeyushwa katika maji. Jinsi ya kuunda hali kama hizi katika kiumbe hai bado haijulikani, ingawa kumekuwa na mafanikio katika eneo hili. Kwa hivyo, clathrates zinaweza kulinda tishu za misuli ya moyo kutokana na uharibifu wa mitochondria hata kwa joto la cryogenic (chini ya digrii 100 Celsius), na pia kuzuia uharibifu wa membrane za seli. Bado hakuna mazungumzo juu ya majaribio juu ya anabiosis ya clathrate kwa wanadamu, kwani mahitaji ya kibiashara ya teknolojia ya cryostasis ni ndogo na utafiti juu ya mada hii unafanywa haswa. makampuni madogo, wakitoa huduma za kufungia miili ya marehemu.

Ndege kwenye hidrojeni

Mnamo mwaka wa 1960, mwanafizikia Robert Bussard alipendekeza dhana ya awali ya injini ya nyuklia ya ramjet, ambayo hutatua matatizo mengi ya usafiri wa nyota. Wazo ni kutumia vumbi la hidrojeni na nyota lililopo kwenye anga ya juu. Chombo cha anga kilicho na injini kama hiyo kwanza huharakisha kwa mafuta yake mwenyewe, na kisha kufunua funnel kubwa ya uwanja wa sumaku, maelfu ya kilomita kwa kipenyo, ambayo hunasa hidrojeni kutoka angani. Hidrojeni hii hutumika kama chanzo kisichokwisha cha mafuta kwa injini ya roketi iliyounganishwa.

Matumizi ya injini ya Bussard huahidi faida kubwa. Kwanza kabisa, kwa sababu ya mafuta "ya bure", inawezekana kusonga kwa kasi ya mara kwa mara ya 1 g, ambayo ina maana kwamba matatizo yote yanayohusiana na uzito hupotea. Kwa kuongeza, injini inakuwezesha kuharakisha kwa kasi kubwa - 50% ya kasi ya mwanga na hata zaidi. Kinadharia, kusonga na kuongeza kasi ya 1 g, meli iliyo na injini ya Bussard inaweza kufunika umbali wa miaka 10 ya mwanga katika miaka 12 ya Dunia, na kwa wafanyakazi, kwa sababu ya athari za uhusiano, miaka 5 tu ya wakati wa meli ingepita.

Kwa bahati mbaya, njia ya kuunda meli na injini ya Bussard inakabiliwa na shida kadhaa ambazo haziwezi kutatuliwa kwa kiwango cha sasa cha teknolojia. Awali ya yote, ni muhimu kuunda mtego mkubwa na wa kuaminika kwa hidrojeni, kuzalisha mashamba ya magnetic ya nguvu kubwa. Wakati huo huo, ni lazima kuhakikisha hasara ndogo na usafiri wa ufanisi wa hidrojeni kwenye reactor ya thermonuclear. Mchakato wenyewe wa mmenyuko wa thermonuclear wa kubadilisha atomi nne za hidrojeni kuwa atomi ya heliamu, uliopendekezwa na Bussard, unazua maswali mengi. Ukweli ni kwamba mmenyuko huu rahisi zaidi ni ngumu kutekeleza katika reactor mara moja, kwani inaendelea polepole sana na, kwa kanuni, inawezekana tu ndani ya nyota.

Walakini, maendeleo katika utafiti wa muunganisho wa nyuklia yanatoa tumaini kwamba shida inaweza kutatuliwa, kwa mfano, kwa kutumia isotopu "ya kigeni" na antimatter kama kichocheo cha athari.

Kufikia sasa, utafiti juu ya mada ya injini ya Bussard iko peke katika ndege ya kinadharia. Mahesabu kulingana na teknolojia halisi inahitajika. Kwanza kabisa, inahitajika kukuza injini inayoweza kutoa nishati ya kutosha kuwezesha mtego wa sumaku na kudumisha athari ya nyuklia, kutoa antimatter na kushinda upinzani wa kati ya nyota, ambayo itapunguza kasi ya "meli" kubwa ya umeme.

Antimatter kwa uokoaji

Hii inaweza kuonekana kuwa ya kushangaza, lakini leo ubinadamu uko karibu na kuunda injini ya antimatter kuliko injini ya angavu na inayoonekana kuwa rahisi ya Bussard ramjet.

Kichunguzi kilichotengenezwa na Hbar Technologies kitakuwa na tanga jembamba lililotengenezwa kwa nyuzi kaboni iliyopakwa urani 238. Kizuia hidrojeni kinapogonga tanga, kitaangamiza na kuunda msukumo wa ndege.

Kama matokeo ya kuangamizwa kwa hidrojeni na antihydrogen, mkondo wenye nguvu wa fotoni huundwa, kasi ya nje ambayo hufikia kiwango cha juu kwa injini ya roketi, i.e. kasi ya mwanga. Hiki ni kiashirio bora kinachoruhusu kufikia kasi ya juu sana inayokaribia mwanga ya chombo cha anga za juu kinachotumia fotoni. Kwa bahati mbaya, kutumia antimatter kama mafuta ya roketi ni ngumu sana, kwani wakati wa maangamizi kuna milipuko ya mionzi yenye nguvu ya gamma ambayo itaua wanaanga. Pia, hakuna teknolojia ya kuhifadhi bado kiasi kikubwa antimatter, na ukweli halisi wa mkusanyiko wa tani za antimatter, hata katika nafasi mbali na Dunia, ni tishio kubwa, kwani maangamizi ya hata kilo moja ya antimatter ni sawa. mlipuko wa nyuklia yenye uwezo wa megatoni 43 (mlipuko wa nguvu kama hiyo unaweza kugeuza theluthi moja ya Merika kuwa jangwa). Gharama ya antimatter ni sababu nyingine inayotatiza safari ya ndege kati ya nyota zinazotumia fotoni. Teknolojia za kisasa za uzalishaji wa antimatter hufanya iwezekanavyo kuzalisha gramu moja ya antihidrojeni kwa gharama ya makumi ya trilioni ya dola.

Hata hivyo miradi mikubwa utafiti wa antimatter unazaa matunda. Hivi sasa, vifaa maalum vya kuhifadhi positron vimeundwa, "chupa za sumaku," ambazo ni vyombo vilivyopozwa na heliamu ya kioevu na kuta zilizotengenezwa na uwanja wa sumaku. Mnamo Juni mwaka huu, wanasayansi wa CERN waliweza kuhifadhi atomi za antihydrogen kwa sekunde 2000. Kituo kikubwa zaidi cha uhifadhi wa antimatter duniani kinajengwa katika Chuo Kikuu cha California (Marekani), ambacho kitaweza kukusanya zaidi ya positroni trilioni moja. Mojawapo ya malengo ya wanasayansi wa UC ni kuunda mizinga inayobebeka ya antimatter ambayo inaweza kutumika kwa madhumuni ya kisayansi mbali na vichapuzi vikubwa. Mradi huu unaungwa mkono na Pentagon, ambayo ina nia ya matumizi ya kijeshi ya antimatter, kwa hivyo safu kubwa zaidi ya chupa za sumaku haziwezekani kukosa ufadhili.

Accelerators za kisasa zitaweza kuzalisha gramu moja ya antihydrogen katika miaka mia kadhaa. Huu ni muda mrefu sana, hivyo njia pekee ya nje ni kuendeleza teknolojia mpya uzalishaji wa antimatter au kuunganisha juhudi za nchi zote kwenye sayari yetu. Lakini hata katika kesi hii, na teknolojia za kisasa, haiwezekani hata kuota kutoa makumi ya tani za antimatter kwa ndege ya ndani ya nyota.

Walakini, kila kitu sio huzuni sana. Wataalamu wa NASA wamebuni miundo kadhaa ya vyombo vya angani ambavyo vinaweza kwenda kwenye anga za juu na maikrogramu moja tu ya antimatter. NASA inaamini kwamba vifaa vilivyoboreshwa vitawezesha kuzalisha antiprotoni kwa gharama ya takriban dola bilioni 5 kwa gramu.

Kampuni ya Marekani ya Hbar Technologies, kwa msaada wa NASA, inaendeleza dhana ya uchunguzi usio na mtu unaoendeshwa na injini inayotumia antihydrogen. Lengo la kwanza la mradi huu ni kuunda chombo kisicho na rubani ambacho kinaweza kuruka hadi ukanda wa Kuiper nje kidogo ya mfumo wa jua kwa chini ya miaka 10. Leo haiwezekani kuruka kwa pointi za mbali katika miaka 5-7 hasa, uchunguzi wa New Horizons wa NASA utaruka kupitia Kuiper Belt miaka 15 baada ya kuzinduliwa.

Uchunguzi unaosafiri umbali wa 250 AU. katika miaka 10, itakuwa ndogo sana, na malipo ya miligramu 10 tu, lakini pia itahitaji antihydrogen kidogo - 30 mg. Tevatron ingetoa kiasi hicho ndani ya miongo michache, na wanasayansi wangeweza kupima dhana mpya ya injini kwenye misheni halisi ya anga.

Hesabu za awali pia zinaonyesha kuwa inawezekana kutuma uchunguzi mdogo kwa Alpha Centauri kwa njia sawa. Kwenye gramu moja ya antihydrogen itafikia nyota ya mbali katika miaka 40.

Inaweza kuonekana kuwa yote yaliyo hapo juu ni fantasy na hayana uhusiano wowote na siku za usoni. Kwa bahati nzuri, hii sivyo. Ingawa usikivu wa umma unazingatia majanga ya kimataifa, kushindwa kwa nyota wa pop na matukio mengine ya sasa, mipango ya kuunda epoch inabakia katika kivuli. Shirika la anga za juu la NASA limezindua mradi kabambe wa Usafiri wa Nyota wa Miaka 100, unaohusisha uundaji wa taratibu na wa miaka mingi wa msingi wa kisayansi na kiteknolojia wa safari za ndege kati ya sayari na nyota. Mpango huu hauna mfano katika historia ya wanadamu na unapaswa kuvutia wanasayansi, wahandisi na wakereketwa wa taaluma zingine kutoka kote ulimwenguni. Kongamano litafanyika Orlando, Florida, kuanzia Septemba 30 hadi Oktoba 2, 2011, kujadili teknolojia mbalimbali ndege za anga. Kulingana na matokeo ya matukio kama haya, wataalam wa NASA watatengeneza mpango wa biashara kusaidia tasnia na kampuni fulani ambazo zinatengeneza teknolojia ambazo hazipo kwa sasa, lakini ni muhimu kwa safari ya baadaye ya nyota. Ikiwa mpango kabambe wa NASA utafaulu, ndani ya miaka 100 ubinadamu utaweza kuunda chombo cha anga za juu, na tutazunguka mfumo wa jua kwa urahisi kama vile tunavyoruka kutoka bara hadi bara leo.

Unaweza kupendezwa na nyenzo zifuatazo