През ноември миналата година, в TVIW (астрономически семинар в Тенеси, посветен на междузвездни полети), Роб Суини - бивш командир на ескадрилата на Кралските военновъздушни сили, инженер и магистър, отговарящ за проекта „Икар“, представи доклад за свършената работа на проекта напоследък. Суини освежи историята на Икар от обществеността: от вдъхновение от идеите на проекта Daedalus, подчертан в доклада BIS (Британското междупланетно общество - най-старата организация, подкрепяща космическите изследвания) през 1978 г., до съвместно решение на ентусиастите на BIS и Tau Zero да възобновят изследванията през 2009 година, и преди последните новини за проекта, от 2014 година.
Първоначалният проект на 78-тата година беше прост в текста, но е трудно да се приложи, за да отговори на въпроса, зададен от Енрике Ферми: „Ако има разумен живот отвъд Земята и са възможни междузвездни полети, тогава защо няма доказателства за други извънземни цивилизации?“. Изследването на Daedalus имаше за цел да разработи междузвезден дизайн на космически кораби, използвайки съществуващи технологии в разумни екстраполации. А резултатите от работата гъмжаха за целия научен свят: създаването на такъв кораб е наистина възможно. Докладът за проекта беше подкрепен с подробен план на кораба, използващ деутерий-хелий-3 сливане от предварително приготвени гранули. След това Daedalus послужи като насока за всички последващи разработки в областта на междузвездното полети в продължение на 30 години.
Икар, Дедаловия син
След толкова дълго време обаче е необходимо да се преразгледат идеите и техническите решения, възприети в „Daedal“, за да се прецени колко те са издържали изпитанието на времето. Освен това през този период бяха направени нови открития, промяна в дизайна в съответствие с тях ще подобри цялостната работа на кораба. Също така организаторите искаха да заинтересуват по-младото поколение в астрономията и изграждането на междузвездни космически станции. Новият проект е кръстен в чест на Икар, син на Дедал, който, въпреки негативната сянка на името, съответства на първите думи в доклада от 78-та година:
„Надяваме се, че този вариант ще замени бъдещия дизайн, аналогът на Икар, който ще покаже най-новите открития и технически нововъведения, за да може Икар да достигне височините, които все още не е победен от Даедал. Надяваме се, благодарение на развитието на нашите идеи, денят ще дойде, когато човечеството буквално докосне звездите.
Преосмисляне на Икар
Така че "Икар" е създаден точно като продължение на "Дедал". Показателите на стария проект все още изглеждат много обещаващи, но все още трябва да бъдат прецизирани и актуализирани:
1) В „Дедал“ релативистките електронни лъчи са били използвани за компресиране на горивни гранули, но последващите проучвания показват, че този метод не може да даде необходимия импулс. Вместо това се използват йонни лъчи в лаборатории за синтез. Въпреки това, такава погрешна преценка, която струва на Националния комплекс от термоядрени реакции 20 години работа и 4 милиарда долара, показа трудността да се работи с термоядрен синтез дори при идеални условия.
2) Основното препятствие пред “Дедал” - Хелий-3. Тя не е на Земята и затова е необходимо да се извлече от газовите гиганти, отдалечени от нашата планета. Този процес е твърде скъп и сложен. Друг проблем, който „Икара” ще трябва да реши, е отхвърлянето на информация за ядрените реакции. Именно липсата на информация направи възможно преди 30 години да се направят много оптимистични изчисления за ефекта от облъчването на целия кораб с гама лъчи и неутрони, чиято емисия не може да се разпредели от двигателя при термоядрен синтез.
4) Тритий се използва в пелети от гориво за запалване, но твърде много топлина се освобождава от разпадането на неговите атоми. Без подходяща охладителна система запалването на горивото ще бъде придружено от запалване на останалите.
5) Декомпресията на резервоари с гориво, дължаща се на изпразване, може да причини експлозия в горивната камера. За да се реши този проблем, към конструкцията на резервоара са добавени тегловни агенти, за да се балансира налягането в различните части на механизма.
6) Последната трудност е поддържането на кораба. Според проекта, корабът е оборудван с чифт роботи, подобен на R2D2, който, използвайки диагностични алгоритми, ще открие и поправи възможни щети. Тези технологии изглеждат много сложни дори и сега, в компютърната ера, да не говорим за 70-те години.
Параметри на новия кораб
Новият дизайнерски екип вече не е ограничен до създаването на маневрени кораби. За изследователски съоръжения “Икар” използва сонди, носени на борда на кораба. Това не само опростява задачата на дизайнерите, но и значително намалява времето, прекарано в изучаване на звездните системи. Вместо деутерий-хелий-3, нов космически кораб работи върху чист деутерий-деутерий. Въпреки по-голямото излъчване на неутрони, новото гориво не само ще увеличи ефективността на двигателите, но и ще елиминира необходимостта от извличане на ресурси от повърхността на други планети. Деутерият активно се добива от океаните и се използва в атомни електроцентрали, работещи на тежка вода. Въпреки това човечеството досега не успява да получи контролирана реакция на разпад с освобождаването на енергия. Продължителната раса на лаборатории по света за екзотермичен ядрен синтез затруднява дизайна на корабите. Така че въпросът за оптималното гориво за междузвезден кораб остава отворен. В опит да се намери решение през 2013 г. се проведе вътрешен конкурс между звената на БМР. Екипът спечели WWAR Ghost от Университета в Мюнхен. Техният дизайн се основава на термоядрен синтез с помощта на лазер, който осигурява бързо загряване на горивото до необходимата температура.
Междузвезден кораб "Икар": визия за космическото бъдеще на човечеството
Въпреки оригиналността на идеята и някои инженерни движения, състезателите не можеха да решат основната дилема - избора на гориво. Освен това спечелилият кораб е огромен. Той надвишава размера на „Дедал“ с 4-5 пъти, а други методи за термоядрен синтез може да се нуждаят от по-малко пространство.
Съответно, беше решено да се насърчават два вида двигатели: базирани на термоядрен синтез и базирани на щипка Bennett (плазмен двигател). Освен това, успоредно с деутерий-деутерий, се разглежда и старата версия с тритий-хелий-3. В действителност, хелий-3 дава най-добри резултати при всякакъв вид двигател, така че учените работят по начини да го получат.
Интересна връзка може да се проследи в творбите на всички участници в конкурса: някои елементи на структурата (сонди за екологични изследвания, съхранение на гориво, вторични електроснабдителни системи и т.н.) на всеки кораб остават непроменени. Определено може да се каже следното:
- Корабът ще бъде горещ. Всеки метод на изгаряне на някой от представените видове гориво е съпроводен с отделяне на големи количества топлина. Деутерият изисква масивна охладителна система поради директното отделяне на топлинна енергия по време на реакцията. Магнитният плазмен двигател ще създаде вихрови токове в околните метали и ще ги загрее. На Земята вече има радиатори с достатъчна мощност за ефективно охлаждане на тела с температури над 1000 ° C, остава да се адаптират към нуждите и условията на космическия кораб.
- Корабът ще бъде колосален. Една от основните задачи, възложени на проекта Икар, беше да се намали размерът, но с времето стана ясно, че термоядрените реакции изискват много място. Дори и най-малките дизайнерски опции тежат десетки хиляди тона.
- Корабът ще бъде дълъг. „Дедал“ беше много компактен, всяка част от него беше комбинирана с друга, като матрешка. В Икар опитите за минимизиране на радиоактивните ефекти върху кораба са довели до удължаване (това е добре демонстрирано в проекта Firefly на Robert Freeland).
Зевс
Роб Суини съобщи, че екип от университета Дрексел се присъединява към проекта Икар. “Начинаещи” популяризират идеята за използване на PJMIF (система, базирана на мастилено-струйно доставяне на плазма с помощта на магнити, докато плазмата е стратифицирана, осигуряваща условия за ядрени реакции). Понастоящем този принцип е най-ефективен. Всъщност, това е симбиоза на два метода на ядрените реакции, тя е погълнала всички предимства на инерционния и магнитния термоядрен синтез, като намаляване на масата на структурата и значително намаляване на разходите. Техният проект се нарича “Зевс”.
„Време е да се измъкнем оттук“
Малко преди TVIW, проектът "Icarus" проведе изложба в Австралия, на която всички гореспоменати проекти бяха показани на обществеността. Учени от цял свят се събраха под един покрив, за да споделят опит. Това е рядка възможност за професионалисти, участващи в междуконтинентален проект, да разговарят с колегите си.
След тази среща се състоя TVIW, на която Swinney определи предварителна дата за приключване на проекта Icarus - август 2015 г. Последният доклад ще включва препратки към модификациите на старите разработки на Daedalus и иновациите, напълно създадени от новия екип. Семинарът бе завършен с монолог на Роб Суини, в който той каза: “Тайнствата на Вселената ни очакват някъде там! Време е да се измъкнем оттук! "
Циклопска зора
Интересно е, че новият проект е неразривно свързан с неговия предшественик. Транспортът за доставяне на части и гориво към малката орбита на Земята по време на строителството на Икара може да бъде циклоп, космически кораб с малък обсег, разработен под ръководството на Алън Бонд (един от инженерите, работещи по Дедала).
