Возможно ли человечеству вырваться за пределы Солнечной системы и достичь ближайших звезд в течение одной человеческой жизни? В новом выпуске программы Event Horizon ведущий Джон Майкл Годье обсуждает эту амбициозную цель с исследователем Альберто Кабальеро. В центре внимания — его новая научная работа, предлагающая проект первого пилотируемого межзвездного корабля Solar One, использующего комбинацию инновационных методов разгона и торможения.
🚀 Проект Solar One: концепция и скоростные показатели 1:12
Концепт космического аппарата Solar One, предложенный Альберто Кабальеро, представляет собой теоретическую модель пилотируемого межзвездного корабля. По словам автора, сама идея во многом вдохновлена проектом Breakthrough Starshot, который предусматривает отправку миниатюрных беспилотных зондов с помощью лазерного луча. Однако Solar One — это масштабная версия данной технологии, адаптированная для транспортировки людей.
Концепция объединяет в себе три основных метода движения:
- Ядерный термоядерный синтез.
- Направленное энергетическое движение (лучевое ускорение).
- Электромагнитное движение.
По расчетам Кабальеро, максимальная теоретическая скорость Solar One может составить до 30% от скорости света, однако средняя скорость на маршруте будет удерживаться в районе 22%. В таком сценарии полет до ближайшей звездной системы займет около 20 лет (в ряде расчетов — чуть менее 19 лет).
Обсуждая возможность погружения экипажа в анабиоз (криосон) для столь длительного путешествия, Кабальеро признал, что человечество пока далеко от реализации этой технологии. В настоящее время NASA ведет исследования в области гибернации применительно к марсианским миссиям, но уровень инженерии, необходимый для межзвездного криосна, несоизмеримо выше и находится на самой ранней стадии.
🌌 Выбор цели: преимущества Альфы Центавра А перед Проксимой 4:56
По мнению Альберто Кабальеро, отправка пилотируемой миссии будет иметь смысл только после того, как астрономы обнаружидут экзопланету с явными биосигнатурами. Лететь «вслепую» к объекту, чья обитаемость не доказана, исследователь считает самоубийственной миссией.
В качестве потенциальных целей традиционно рассматривается система Альфы Центавра, однако физические характеристики ее звезд сильно различаются:
- Проксима Центавра b: Несмотря на то, что это ближайшая к нам экзопланета, сама Проксима является активной вспыхивающей звездой. Из-за периодических мощных выбросов радиации Кабальеро сомневается в высокой обитаемости этого мира.
- Альфа Центавра А: Кабальеро считает ее наиболее перспективным кандидатом, так как это стабильная звезда спектрального класса G, похожая на Солнце.
- Альфа Центавра B: Относится к спектральному классу K (оранжевый карлик). Существуют гипотезы, что K-звезды могут быть даже более благоприятны для эволюции жизни, чем G-звезды, поскольку они живут дольше, обеспечивая цивилизациям больше времени на развитие.
Тем не менее, меньший размер звезды часто коррелирует с более жестким излучением. По данным, на которые ссылается гость, Альфа Центавра B излучает в рентгеновском диапазоне в 5 раз интенсивнее Солнца. Это потребует создания продвинутых технологий радиационной защиты, что вновь делает Альфу Центавра А фаворитом для первой миссии.
🛑 Проблема торможения: магнитный «черпак» и гигантские зеркала 9:20
Один из самых сложных вопросов межзвездной инженерии — как погасить огромную скорость при подлете к цели. В то время как физик Роберт Форвард ранее предлагал использовать для торможения вторичные световые паруса, Альберто Кабальеро разработал иное решение. Он предлагает оснастить Solar One электромагнитным черпаком Бассарда (Bussard scoop) в передней части корабля.
При подлете к целевой системе черпак активируется, создавая мощные магнитные поля. Взаимодействие с межзвездной средой порождает колоссальное сопротивление, которое и станет основным инструментом эффективного замедления корабля. Во время разгона черпак будет отключен.
Для разгона корабля Кабальеро предлагает использовать не массивную лазерную установку, а энергию самого Солнца, перенаправляемую гигантской системой зеркал, что, по его мнению, гораздо эффективнее.
Технические параметры зеркальной системы включают:
- Основное параболическое зеркало диаметром 6 километров, расположенное близко к Солнцу для максимальной концентрации энергии. Его элементы придется выводить с Земли и собирать непосредственно на орбите.
- Гибкое вторичное зеркало, необходимое для постоянной корректировки направления светового пучка на парус удаляющегося корабля.
Кабальеро отметил, что обсуждал эту концепцию с ученым Адамом Кроулом. Они пришли к выводу, что параболические зеркала намного эффективнее линз Френеля, так как последние плохо фокусируют свет от таких протяженных источников, как диск Солнца.
📡 Техносигнатуры и энергетические аппетиты лазерных систем 13:48
Как согласились оба участника беседы, работа столь мощной лазерной или зеркальной двигательной установки неизбежно породит заметную техносигнатуру (след технологической активности). Рассеянный парусом свет будет кратно превосходить яркость самой родительской звезды, что позволит гипотетическим наблюдателям из других систем зафиксировать эту аномалию.
Кабальеро упомянул, что связывался с автором научного труда об одновременном «мигании» около сотни звезд, что теоретически могло быть признаком чужих лазерных систем, хотя Сет Шостак из Института SETI списал это явление на погрешность измерений. В настоящее время Институт SETI реализует проект LaserSETI, направленный на поиск подобных лазерных импульсов во Вселенной.
Если говорить о классическом лазерном разгоне с орбиты или точек Лагранжа, требуемая мощность колоссальна. Кабальеро в своих расчетах опирался на цифры Роберта Форварда, который оценивал необходимую мощность в 26 тераватт. Чтобы достичь таких показателей, потребовался бы массив из 100 лазерных установок типа DE-STAR (предназначенных для уничтожения астероидов и межзвездного движения). Именно из-за этих монструозных цифр использование солнечных зеркал кажется исследователю более выполнимой задачей в текущем столетии.
⚛️ Компактный термоядерный синтез как энергетическое сердце корабля 16:51
Ядерный термоядерный синтез играет ключевую роль в проекте Solar One, но не для разгона, а для обеспечения внутренних нужд тормозной системы. Использование термоядерного топлива напрямую для торможения потребовало бы запасов массы порядка 5000 тонн. Вместо этого на борту планируется разместить компактный термоядерный реактор.
Его задача — питать бортовой лазер, ионизирующий межзвездный водород прямо по курсу корабля. Это позволит магнитному черпаку Бассарда собирать больше протонов и эффективно тормозить при существенно меньшем собственном весе. Подобную схему ионизации предложил сторонний исследователь, и Кабальеро внедрил ее в свой концепт. Альтернатива в виде аннигиляции антивещества была отвергнута из-за слишком большого веса необходимого оборудования.
Джон Майкл Годье заметил, что технологии компактного термоядерного синтеза, которые разрабатывались Lockheed Martin и ВМС США, могут быть гораздо ближе к реализации, чем принято думать. Гость согласился, добавив, что изобретатель Сальваторе Паис, запатентовавший ряд подобных устройств для американского флота, верит в возможность создания компактного тераваттного реактора. Lockheed Martin заявляла о проекте весом в 200 тонн для малых мощностей, но для генерации тераватта потребуется технологический прорыв в снижении массы.
Ведущий подчеркнул:
Создание подобного реактора изменит мир до неузнаваемости, навсегда решив энергетические проблемы человечества.
Говоря о сроках, Кабальеро высказал оптимизм. Строительство международного реактора ITER во Франции он считает поворотной точкой, переводящей термояд из теории в физическую реальность. Отдельные специалисты прогнозируют появление первых термоядерных космических аппаратов к 2035 году, а эксперт Джеральд Джексон называет 2050 год реалистичным сроком создания коммерческих реакторов. Кабальеро напомнил, что исторический путь от первого промышленного ядерного реактора деления до его компактных аналогов человечество прошло очень быстро, поэтому разработка компактного термояда форсируется, как только заработают крупные станции.
🔭 Поиск экзопланет и математика Парадокса Ферми 24:41
Помимо Альфы Центавра, Кабальеро выделил еще несколько близких систем:
- Тау Кита: Находится в 12 световых годах. Там есть потенциально обитаемая планета, но из-за плотной атмосферы она может оказаться раскаленной «Венерой». Кроме того, плотность астероидов там в 10 раз выше, чем в Солнечной системе, что угрожает стабильности жизни.
- Эпсилон Эридани: Ближайшая к нам одиночная звезда класса K (в 10 световых годах), свободная от разрушительных вспышек.
Для обнаружения планет у столь ярких звезд критически важно развивать орбитальные коронографы, способные блокировать прямой свет звезды для получения прямых снимков экзопланет. Кабальеро выразил уверенность, что в системах Альфы Центавра А или В гарантированно есть как минимум одна планета.
Хотя телескоп Джеймса Уэбба (JWST) в первую очередь будет исследовать знаменитую систему TRAPPIST-1, Кабальеро считает ее переоцененной. Она расположена слишком далеко (40 световых лет), а сама звезда является нестабильным красным карликом. Постоянные вспышки и приливный захват, превращающий планеты в «глазные яблоки» с вечной ночью на одной стороне и днем на другой, ставят под вопрос развитие сложной жизни.
В финале беседы Годье поднял тему Парадокса Ферми. Альберто Кабальеро подчеркнул, что в данном вопросе опирается строго на математическую вероятность. Он привел в пример исследование Клаудио Макконе, согласно уравнениям которого в нашей галактике может существовать около 36 технологически развитых цивилизаций нашего уровня. Ближайшая из них, скорее всего, удалена от нас на 2000 световых лет. Вероятность найти «братьев по разуму» в радиусе 500 световых лет крайне мала. При этом Кабальеро убежден, что примитивных цивилизаций в космосе гораздо больше, но они, как и человечество 100 лет назад, не производят радиосигналов, оставаясь абсолютно невидимыми для наших приборов.
Полный текст научной работы Кабальеро сейчас проходит рецензирование и должен быть опубликован в ноябрьском номере журнала Британского межпланетного общества (Journal of the British Interplanetary Society).
