10 января 2022

Ученые развенчали идею о создании межзвездного прямоточного двигателя

Одной из главных проблем, которая встанет перед человечеством, когда его уровень технического развития позволит начать думать об космической экспансии и полетам к другим звездным системам, является проблема, связанная с двигательной установкой, способной обеспечить преодоление огромных межзвездных расстояний.

По вполне понятным причинам ионные и традиционные ракетные двигатели, используемые сегодня для полетов на околоземную орбиту, на Луну и на Марс, не могут быть использованы в этих целях, но в "запаснике" человечества уже имеется ряд фантастических идей, включая идею межзвездного прямоточного двигателя Бассарда (Bussard ramjet). Эта идея заключается в сборе газа по пути движения в космическом пространстве и использование этого газа, состоящего преимущественно из протонов, ядер водорода, в качестве топлива для реактора термоядерного синтеза.

Петер Шатчнайдер (Peter Schattschneider), писатель-фантаст и ученый-физик из Венского технологического института (TU Wien), совместно с Альбертом Джексоном (Albert Jackson), его коллегой из США, провели подробный анализ идеи прямоточного двигателя Бассарда. И результаты этого анализа являются неутешительными для поклонников межзвездных путешествий. Этот способ, предложенный в 1960 году американским физиком Робертом Бассардом (Robert Bussard), работать не может.

"Данная идея определенно стоила дополнительных исследований, ведь она очень хорошо выделялась на фоне других, уж совсем фантастических идей" - рассказывает профессор Шатчнайдер, - "В космическом пространстве находится достаточно много газа, в среднем один атом на один кубический сантиметр. Вы должны собрать весь водород по пути своего движения при помощи магнитной воронки и направить его в термоядерный реактор, вырабатываемая которым энергия будет идти на разгон космического корабля".

Отметим, что возможность создания требующихся для двигателя Бассарда магнитных полей была описана теоретически всего девять лет назад. И это послужила причиной повторного всплеска интереса к данной идее.

В своих исследованиях профессор Шатчнайдер и Альберт Джексон использовали специализированное программное обеспечение, разработанное ранее в стенах Венского технологического института. Это программное обеспечение изначально предназначалось для вычислений магнитных полей, используемых в электронной микроскопии, но исследователи при его помощи смогли продемонстрировать работоспособность принципа улавливания и направления частиц при помощи магнитного поля. Другими словами, магнитное поле вполне может быть использовано для сбора межзвездного водорода, направления его потока в термоядерный реактор и разгона космического корабля до релятивистских скоростей.

Однако, когда дело коснулось расчетов размеров магнитной воронки и магнитной трубы, тут же и настал "час разочарований", полностью разрушивших все надежды на межзвездные путешествия при помощи такой перспективной идеи. Для получения силы тяги в 10 миллионов Ньютонов, что в два раза больше тяги, развиваемой главным двигателем космического Шаттла, диаметр воронки должен быть равен 4 тысячам километров. Достаточно технически продвинутая цивилизация, в теории, могла бы построить сооружение таких масштабов, если бы не тот факт, что длина магнитной воронки-трубы должна быть равной 150 миллионам километров, расстоянию между Солнцем и Землей.

Все вышесказанное означает, что перспективная и интересная идея межзвездного прямоточного двигателя Бассарда, более полувека дававшая человечеству надежду на осуществление межзвездных полетов, так и останется всего лишь частью научной фантастики. И если мы все же захотим когда-нибудь навестить наших галактических соседей, нам нужно будет придумать нечто другое.