Космический Корабль Поколений - Путешествие на край вселенной

 

Мечта о путешествии к иным звездам и заселении человеком на далеких планет, без преувеличения пленила воображение людей на протяжении веков. С рождением современной астрономии и началом космической эры, были сделаны научные предположения относительно того, как это можно реализовать. Но жизнь в другой Вселенной ставит много задач, для которых нет простых решений.

 

 

Что такое Корабль Поколения?

 

В этом испытании важнейшая задача связана с огромным количеством энергии, необходимым для того, чтобы доставить людей к другой звезде за отведённый промежуток жизни. Отсюда неудивительно, почему некоторые сторонники межзвездных путешествий рекомендуют посылать космические корабли, представляющие собой миниатюрные миры, которые могут вместить путешественников на века или дольше. Эти «Корабли Поколений» (иначе — мировые корабли или Межзвездные Ковчеги) - космические корабли, построенные для действительно долгого пути.

 

Логика, лежащая в основе такого корабля, проста: если вы не можете путешествовать достаточно быстро, чтобы добраться до другой звездной системы в течение одной жизни, постройте судно, достаточно большое, чтобы перевозить все, что вам может понадобиться для долгого путешествия. Это повлекло бы за собой мысль, что на корабле необходима надежная силовая установка, способная обеспечить устойчивую тягу во время ускорения и замедления, а также необходимые удобства для нескольких поколений людей.

 

Помимо всего этого, судно должно быть в состоянии обеспечить экипаж едой, водой и воздухом необходимым для дыхания - в достаточном количестве, чтобы просуществовать веками или даже тысячелетиями. По всей вероятности, это будет означать создание микроклимата в замкнутой системе внутри корабля, включающего водный цикл, углеродный цикл и азотный цикл. Это позволит выращивать пищу и непрерывно перерабатывать воду и воздух.

 

Достигая ближайших звезд

 

Ближайшая звезда к нашей Солнечной системе — Проксима Центавра, звезда главной последовательности М-типа (красный карлик), расположенная примерно в 4,24 световых годах от нас. Эта звезда является частью системы тройной звезды, которая включает в себя систему Альфа Центавра, двойную звезду, состоящую из главной звезды, похожей на Солнце (желтый карлик G-типа) и звезды главной последовательности K-типа (оранжевый карлик).

 

Помимо того, что Проксима Центавра является ближайшей к нам звездной системой, она также является местом обитания ближайшей к Земле экзопланеты — Проксимы б. Эта земная (он же каменистая) планета, открытие которой было состоялось в 2016 году Европейской южной обсерваторией (ESO), примерно такого же размера, как Земля (1,3 массы Земли) и орбиты внутри околосолнечной обитаемой зоны ее звезды.

 

 

Следующая ближайшая экзопланета, вращающаяся вращается вокруг ГЗ своей звезды, - это Росс 128b. Экзопланета размером с Землю, которая вращается вокруг звезды красного карлика на расстоянии около 11 световых лет. Следующая ближайшая к Солнцу звезда — Тау Кита, которая находится на расстоянии менее 12 световых лет и имеет одного потенциально обитаемого кандидата (Тау Кита e). На самом деле, в пределах 50 световых лет от Земли существует 16 экзопланет, которые могут поддерживать жизнь.

 

Путешествие даже к ближайшей звезде займет очень много времени и потребует огромного количества энергии. Используя обычные двигательные установки, это может занять от 19 000 до 81 000 лет. Используя предложенные методы, которые были испытаны, но еще не созданы (например, ядерные ракеты), время в пути сокращается до 1000 лет.

 

Существуют решения, которые способны осуществить путешествие до ближайших звезд в течение одной жизни, такие как двигатели с направленной энергией. В соответствии с этой концепцией, легкий парус и космический корабль могут быть ускорены до 20% скорости света (0,2 с), что сделает возможным путешествие на Альфу Центавра всего за 20 лет. Тем не менее, такие предложения — это все концепции без экипажа.

 

Единственно возможные способы отправки людей в другую звездную систему являются либо технически выполнимыми (но неразвитыми), либо полностью теоретическими. Учитывая все это, многие ученые разработали решения, которые позволили бы отказаться от скорости и вместо этого сосредоточиться на размещении экипажей на долгие путешествия.

 

Примеры в художественной литературе

 

Один из самых первых примеров, был описан инженером и писателем-фантастом Джоном Мунро в его романе «Поездка на Венеру» (1897). В нем он упоминает, как человечество может однажды стать межзвездным видом:

 

«[С] судно, достаточно большое, чтобы вместить все необходимое для жизни, отборная группа леди и джентльменов могла бы отправиться на Млечный путь, и если все пойдет хорошо, их потомки прибудут туда в течение нескольких миллионов лет. »

 

 

Эта концепция была более подробно рассмотрена в научно-фантастическом романе 1933 года «Когда мир сталкивается», в соавторстве с которого выступили Филипп Уайли и Эдвин Балмер. В этой истории Земля должна быть разрушена планетами-изгоями, проходящими через Солнечную систему. Что вынуждает группу астрономов создать массивный корабль, несущий экипаж из 50 человек вместе со скотом и оборудованием на новую планету.

 

Роберт А. Хайнлайн также исследовал физические, психологические и социальные эффекты корабля поколения в одном из своих самых ранних романов, «Сироты неба». История была первоначально опубликована как две отдельные новеллы в 1941 году, но была переиздана как один роман в 1963 году. Корабль в этой истории известен как Авангард, корабль поколения, который постоянно дрейфует в космосе после мятежа, приведшего к гибели всех пилотов офицеров.

 

Поколения спустя, потомки забыли цель и миссию корабля и считают, что это и есть вся их вселенная. Основная часть экипажа все еще живет в цилиндре, но отдельная группа «мятежников» живут на верхних палубах, где сила тяжести ниже, а облучение вызвало физические изменения.

 

«Встреча Артура Кларка с Рамой» (1973), пожалуй, является самым известным примером в научной фантастике. В отличие от других вымышленных трактовок, судно в этой истории было внеземного происхождения! Этот массивный космический цилиндр, известный как Рама, является замкнутым миром, который переносит «раманов» с одной стороны галактики на другую.

 

История раскрывается, когда экипаж с Земли отправляется на встречу с кораблем иследовать внутренний мир. Внутри они находят сооружения, подобные городам, транспортную инфраструктуру, море тянется вокруг центра, и горизонтальные траншеи, которые действуют как окна. Когда корабль приближается к Солнцу, свет заходит, и машины начинают оживать.

 

В конце концов, астронавты-люди пришли к выводу, что здания на самом деле являются фабриками и что море корабля — это химический суп, который будет использоваться для создания «раманов», как только он достигнет своего пункта назначения. В конечном счете, наша Солнечная система — просто остановка в их путешествии, и именно так Раманы заселяют галактику своими видами.

 

В фильме Аластера Рейнольда «Город бездны» (2001), который является частью серии «Космос Откровения», большая часть истории разворачивается на серии больших межзвездных космических кораблей. Эти корабли отправляются в 61 Cygni, двойную звездную систему, состоящую из двух оранжевых карликов K-типа, чтобы колонизировать мир, известный как Sky's Edge.

 

Эти корабли описываются как цилиндрические и полагаются на движение антиматерии для движения на сверхвысоких скоростях. К тому же перевозя на своем борту криогенно-замороженных пассажиров, эти суда поддерживают экипаж в бодрствующем состоянии и имеют все необходимое оборудование для пробуждения. К ним относятся личные помещения, столовые, медицинские отсеки и базы отдыха.

 

В 2002 году знаменитый писатель-фантаст Урсула К. ЛеГин выпустила свой собственный взгляд на последствия космических путешествий между поколениями под названием «Потерянные райские приключения». Корабль Дискавери, который путешествовал в космосе в течение нескольких поколений. Когда те, кто помнят Землю, начинают умирать. Молодые поколения начинают чувствовать, что корабль для них более живой, чем знания о их старом родном мире или их предназначении.

 

В конце концов, появляется новая религия под названием «Блаженство», которая учит, что «Открытие» («небесный корабль» для верующих) на самом деле направлен в вечность, а не на другую планету. Эта религия воспринимается с ужасом старшим поколением, которые боятся, что их дети никогда не захотят покинуть корабль, когда он прибудет. Эта история была адаптирована в оперу в 2012 году.

 

В романе «Leviathan Wakes» 2011 года Джеймса С. А. Кори (и последующих выпусках в серии «Расширение») представлен корабль поколения под названием «Наву». Это судно строится группой мормонов, чтобы они могли отправиться в другую звездную систему и колонизировать ее. Наву описывается как массивный корабль, цилиндрической формы, и вращается, чтобы создать искусственную гравитацию для своей команды.

 

В «Авроре» Ким Стенли Робина (2015) большая часть истории происходит на борту межзвездного корабля с одноименным названием. Робинсон описывает судно, которое использует два вращающихся тория, чтобы симулировать гравитацию, в то время как люди живут в среде аналогичной земной. Их конечным пунктом назначения является Тау Кита, подобная Солнцу звезда, расположенная в 12 световых годах от Земли, где они намерены колонизировать экзомун, который вращается вокруг Тау Кита.

 

Корабль описан как судно класса «Орион», которое использует управляемый взрыв термоядерных элементов, для генерации движения вместе с электромагнитной решеткой, используемой для запуска его из Солнечной системы. В фирменном стиле Робинсона значительное внимание также уделяется тому, как колонисты поддерживают тщательный баланс на борту своего судна и психологическим последствиям путешествий нескольких поколений.

 

Теории

 

Многочисленные теории были выдвинуты учеными и инженерами с начала 20-го века. Многие из этих теорий были представлены в форме исследований, в то время как другие были популяризированы в научно-фантастических романах. Самым ранним известным примером было эссе 1918 года «Окончательная миграция» Роберта Х. Годдарда (в честь которого назван Центр космических полетов имени Годдарда НАСА).

 

 

Экипаж провел бы многовековое путешествие в замороженном состоянии, пробуждая пилота через определенные промежутки времени для корректировки курса и технического обслуживания. Как он написал:

 

«Пилота следует пробуждать или оживлять с интервалами, возможно, 10 000 лет для перехода к ближайшим звездам и 1 000 000 лет для больших расстояний или для других звездных систем. Для этого следует использовать часы, управляемые изменением веса (а не электрическим зарядом) радиационного вещества ... Это пробуждение, конечно, необходимо для того, чтобы управлять кораблем, если он сошел с курса.

 

Он также предполагал, что атомная энергия может быть использована в качестве источника энергии; но если этого не произойдет, будет достаточно сочетания водородного и кислородного топлива, а также солнечной энергии. Основываясь на своих расчетах, Годдард подсчитал, что этого будет достаточно, чтобы разогнать судно до скоростей, приближенных к скорости света.

 

Константин Е. Циолковский, «отец теории космонавтики», также затронул идею создания космического корабля нескольких поколений в своем эссе «Будущее Земли и человечества» (1928). Циолковский описал космическую колонию («Ноев ковчег»), которая была бы самодостаточной, где экипажи содержались в бодрствующих условиях до тех пор, пока они не достигли своего пункта назначения тысячи лет спустя.

 

Другое раннее описание корабля поколения находится в эссе 1929 года «Мир, плоть и дьявол» Дж. Д. Бернала (изобретателя «Бернальской сферы»). В этом эссе Бернал написал о человеческой эволюции и ее будущем в космосе, в которую вошли суда, их мы сегодня назвали бы «судами поколений».

 

В 1946 году польско-американский математик Станислав Улам предложил новую идею, известную как ядерное импульсное движение (АЭС). В качестве одного из участников Манхэттенского проекта Улам предвидел, как ядерные устройства будут перенаправлены для исследования космоса. В 1955 году НАСА запустило проект «Орион» с целью исследования NNP как средства для проведения путешествий на дальние дистанции.

 

В 1964 году доктор Роберт Энцманн предложил наиболее детальную концепцию для корабля поколений на сегодняшний день, впоследствии известную как «Звездный корабль Энцмана». В его предложении говорилось о корабле, который будет использовать дейтериевое топливо для генерации реакций синтеза для достижения скорости близкой к скорости света. Корабль будет иметь длину 600 метров (2000 футов) и вместит первоначальный экипаж в 200 человек (с возможностью расширения).

 

Были также проведены исследования, которые рассматривали антивещество как средство движения. Этот метод предполагает столкновение атомов водорода и антиводорода в реакционной камере, что дает возможности невероятной плотности энергии и малой массы. По этой причине Институт передовых концепций НАСА (NIAC) исследует технологию как возможное средство для длительных миссий.

 

В период с 2017 по 2019 год доктор Фредерик Марин из Астрономической обсерватории в Страсбурге провел серию очень подробных исследований необходимых для судна поколений, включая минимальный размер экипажа, генетическое разнообразие и размер корабля. Во всех случаях он и его коллеги полагались на новый тип числового программного обеспечения (называемого НАСЛЕДИЕМ), который они создали сами.

 

В первых двух исследованиях доктор Марин и его коллеги провели моделирование, которое показало, что минимальный экипаж из 98 (макс. 500) должен быть связан с криогенным банком спермы, яйцеклеток и эмбрионов для обеспечения.

 

В третьем исследовании доктор Марин и другая группа исследователей определили, что судно поколений должно иметь размеры 320 метров (1050 футов) в длину, 224 метра (735 футов) в радиусе и содержать не менее 450 м2 (~ 4850 футов2) искусственной земли для создания сельского хозяйства. Эта земля также обеспечит рециркуляцию воды и воздуха с корабля в рамках микроклимата.

 

Преимущества

 

Основным преимуществом корабля поколений является тот факт, что он может быть построен с использованием проверенных технологий, и ему не придется ждать значительных технологических достижений. Кроме того, главной целью концепции является отказ от вопроса скорости и массы топлива, что гарантирует, что команда людей в конечном итоге сможет колонизировать другую звездную систему.

 

 

Корабль также будет выполнять две основные цели исследования космоса, которые состоят в том, чтобы поддерживать колонию людей в космосе и осуществлять путешествие к потенциально обитаемой экзопланете. Кроме того, команда, насчитывающая сотни или тысячи, увеличивает шансы на успешную колонизацию другой планеты.

 

Наконец, что не менее важно, просторная обстановка на корабле позволила бы использовать несколько методов. Например, часть экипажа может содержаться в условиях бодрствования на протяжении всего пути, тогда как другая часть может находиться в криогенной камере. Людей также можно было бы оживить и замораживать по очереди, таким образом сводя к минимуму психологические последствия длительного путешествия.

К сожалению, на этом преимущества заканчиваются, и начинаются проблемы.

 

Недостатки

 

Наиболее очевидным недостатком корабля является огромная стоимость строительства и обслуживания таких больших космических кораблей. Существует также опасность отправки человеческих экипажей в открытый космос на столь длительные периоды времени. В путешествии, которое заняло бы столетия или тысячелетия, существует явная вероятность того, что экипаж поддастся чувству изоляции и скуки и обернется друг против друга.

 

 

Кроме того, существуют физиологические проблемы. Хорошо известно, что радиационная среда в глубоком космосе значительно отличается от среды на Земле или на низкой околоземной орбите (LEO). Даже при радиационной защите длительное воздействие космических лучей может оказать серьезное влияние на здоровье экипажа.

 

Хотя криогенная суспензия может помочь смягчить некоторые из этих проблем, долгосрочное влияние криогеники на физиологию человека еще не известно. Это означает, что для того, чтобы такая миссия могла быть предпринята, потребуются обширные испытания. Это только добавляет к общим моральным и этическим соображениям, которые влечет за собой эта концепция.

 

Наконец, существует вероятность того, что последующий технический прогресс приведет к разработке более быстрых и более совершенных космических кораблей. Эти корабли, покидая Землю намного позже, смогут обогнать судно поколения еще до того, как оно достигнет пункта назначения, что сделает весь путь бессмысленным.

Иллюстрация и логарифмический масштаб Солнечной системы, гелиосферы и межзвездной среды.

 

Выводы

 

Принимая во внимание огромные затраты на строительство корабля поколения, риски, связанные с таким долгим путешествием, количество неизвестных и вероятность того, что его развитие станет бессмысленным из-за развития технологий, нужно задать вопрос: стоит ли это делать? Это? К сожалению, как и многие другие вопросы, касающиеся космических путешествий нескольких поколений, однозначного ответа нет.

 

 

В конце концов, если ресурсы доступны, и желание сделать это есть, люди в конечном итоге вполне могут предпринять такую миссию. Не будет никакой гарантии успеха, и, даже если команда успешно доберется до другой звездной системы и колонизирует далекую планету, пройдет тысячелетия, прежде чем кто-либо на Земле услышит от своих потомков.

 

В этих условиях представляется более разумным просто ждать дальнейших технологических достижений и попытаться перейти к межзвездному движению позже. Тем не менее, не все могут быть не готовы ждать, и история стремится вспомнить тех, кто бросает вызов разногласиям и рискует. И, как показали нам такие предприятия, как Mars One, нет недостатка в людях, готовых рисковать своей жизнью ради колонизации отдаленного мира!

 

Мы написали много статей на тему «Корабли поколения» здесь, во Вселенной сегодня. Вот какое минимальное количество людей вы должны отправить на корабле поколения в Проксима Центавра? И насколько большим должно быть судно поколения, чтобы сохранить экипаж из 500 человек для путешествия к другой звезде? Самый эффективный способ исследовать весь Млечный путь, звезда за звездой, а также плюсы и минусы различных методов межзвездного путешествия.

 

корабль поколения, судно поколения, звездной системы, звезда главной последовательности, огромного количества энергии, световых годах от земли, звездную систему, космические корабли, солнечная система, тау кита, главной звезды, альфа центавра, ближайшая звезда, долгие путешествия, количества энергии, массивный корабль, оранжевый карлик, исследования космоса, скорости света, технологических достижений, цели исследования, космос, 

 

  • Алексей

    Не будите лихо-пока тихо.Не известно что там на других планетах.И возможно,если там существует какая то жизнь,то не факт что она будет нам рада.Лучше сидеть на заднице ровно на своей планете.

  • princeB

    Я люблю статьи, относящиеся к космическим кораблям, без сомнения, я хотел бы пережить такой опыт.

  • Татьяна

    Мой любимый Хайнлайн лучше всех предвидел подобный исход, который неизбежен.... Вопрос только в том, доживет ли человечество до этого времени либо уничтожит себя....

  • Алёна

    Не сильна в конструкциях летательных космических кораблях, но думаю это будет супер-борт! Не люблю космос и всё, что с ним связано, но наверное на таком бы прокатилась разок)

  • vnukov2

    Фантастика будущего - это религия... и верить в это необозримое и неосязаемое надо также искренно . как и в БОГА! Кто знает. может человечество когда-то со своим Создателем на другом краю Вселенной.....

  • mistika106

    Давно интересуюсь научной фантастикой.И не га горами вот такие космические корабли будут бороздить вселенную.Ещё недавно смотрела фильм Эпидемия.Фильм фантастика.А терерь реальность.Так что корабли будущего это будет настоящее.

  • Виктор

    Люблю научную фантастику. Думаю, в конце концов, мы улетим с этого погибающего шарика на новый)))

  • сергей

    К сожалению межзвёздные путешествия пока фантастика. Нужно огромное количество времени .чтоб достичь ближайшей звезды.

  • Паша

    Очень инетересная статья. Обожаю тематику связанную с космосом и звездными войнами)

  • елена

    очень хорошая статья интересная.вообще то косается космоса нравится мне.

Яндекс.Метрика