Будущее человечества. Колонизация Марса, путешествия к звездам и обретение бессмертия

В знаменитом романе Пола Андерсона «Когда замирает время» (Tau Zero) прямоточный термоядерный двигатель звездолета в результате аварии перестал отключаться. Корабль все больше ускоряется, постепенно приближаясь к скорости света, и вокруг него начинают происходить пугающие релятивистские искажения. Чем быстрее летит корабль, тем медленнее течет время внутри него. Людям на борту все происходящее представляется совершенно нормальным, но Вселенная стремительно стареет. Со временем звездолет разгоняется до такой скорости, что снаружи проходят миллионы лет, а экипаж может лишь беспомощно наблюдать за этим. Переместившись в будущее на бессчетные миллиарды лет, звездолетчики обнаруживают, что Вселенная сжимается: ее расширение обратилось вспять. Температура вне корабля катастрофически взлетает, поскольку галактики начинают собираться вместе, готовясь к Большому сжатию. Наконец, когда звезды схлопываются, звездолету удается проскочить мимо космического огненного шара и наблюдать со стороны новый Большой взрыв и рождение новой Вселенной. Каким бы фантастическим ни казался сюжет романа, в основе своей он соответствует теории относительности Эйнштейна.

Оставив апокалиптические сюжеты, заметим: на первый взгляд кажется, что прямоточный термоядерный двигатель слишком хорош, чтобы его можно было построить. Воронку для сбора водорода, возможно, придется растянуть на сотни километров в поперечнике, что будет неудобно и слишком дорого. Термоядерный синтез собранного водорода может не дать достаточное количество энергии для обеспечения всех нужд звездолета. Доктор Джеймс Бенсон указал также, что в нашем секторе Галактики попросту нет достаточного количества водорода, чтобы его хватило на работу двигателей звездолета, хотя в других областях Галактики, возможно, водорода на это хватит. Другие критики утверждают, что сопротивление движению звездолета с прямоточным двигателем со стороны солнечного ветра будет больше, чем его разгон под действием тяги, так что звездолет не сможет достичь релятивистских скоростей. Физики пытаются модифицировать конструкцию таким образом, чтобы компенсировать эти недостатки, но до того дня, когда прямоточный термоядерный двигатель станет реализуемым проектом, еще очень далеко.

Проблемы звездолетов

Необходимо подчеркнуть, что у всех упомянутых звездолетов есть и другие проблемы, связанные с движением на околосветовой скорости. Серьезный риск будут представлять столкновения с астероидами, даже крохотные астероиды смогут пробить корпус звездолета насквозь. Мы уже упоминали небольшие вмятины и царапины на обшивке «Спейс шаттлов» — это отметины частиц космического мусора, которые, вероятно, сталкивались с кораблем на скорости, близкой к орбитальной, то есть примерно 29 000 км/ч. На околосветовых скоростях столкновения будут несоизмеримо более опасными, в принципе любая встреча с астероидом сможет разнести звездолет в пыль.

В кино эту опасность обычно устраняют при помощи мощных силовых полей, которые отталкивают микрометеориты. Это очень удобно, но, к несчастью, осуществимо только в головах сценаристов. Конечно, можно создать электрическое и магнитное силовые поля, но любые незаряженные объекты — даже обычные бытовые предметы из пластика, дерева или гипса — будут легко проходить сквозь них. Поэтому микрометеориты в открытом космосе нельзя отразить при помощи электрического и магнитного полей, а гравитационные поля работают только на притяжение, к тому же они чрезвычайно слабы, а значит, тоже не годятся на роль отражающих силовых щитов.

Еще одна проблема — торможение. Если вы несетесь сквозь пространство со скоростью, близкой к скорости света, как вы будете замедляться, когда доберетесь до места назначения? Солнечные и лазерные паруса всецело зависят от энергии светила или батареи лазеров, которые никак не могут замедлить движение космического корабля. Так что движимые парусом космические корабли будут полезны в основном в исследовательских пролетных программах.

Для ядерных космических кораблей лучший метод торможения, вероятно, состоит в том, чтобы развернуть корабль на 180° и направить тягу двигателей в противоположную сторону. Однако при такой стратегии примерно половина тяги корабля будет использоваться на набор скорости, а вторая половина — на торможение. Солнечный парус, возможно, удастся поставить таким образом, чтобы свет от звезды, к которой направляется экспедиция, постепенно тормозил корабль.

Еще одна проблема состоит в том, что большинство пилотируемых космических кораблей будут очень большими и неуклюжими. Собирать их придется в открытом космосе, значит, понадобятся десятки экспедиций, чтобы доставить на орбиту строительные материалы, и еще большее их число, чтобы собрать корабль. Для сокращения расходов нужен более экономный метод запуска экспедиций в космос. Именно здесь может пригодиться космический лифт.

Лифт в космос