W listopadzie ubiegłego roku na TVIW (seminarium astronomicznym w Tennessee poświęconym lotom międzygwiezdnym) Rob Swinney - były dowódca eskadry Królewskich Sił Powietrznych, inżynier i magister nauk, odpowiedzialny za projekt „Icarus” - przedstawił sprawozdanie z wykonanej pracy ostatnio w projekcie. Swinney odświeżył historię publiczności Icarus: od inspiracji pomysłami projektu Daedalus, podkreślonymi w raporcie BIS (British Interplanetary Society - najstarszej organizacji wspierającej badania kosmiczne) w 1978 r., Po wspólną decyzję entuzjastów BIS i Tau Zero o wznowieniu badań w 2009 r. rok przed najnowszymi informacjami o projekcie z 2014 roku.
Oryginalna wersja 78. roku była prosta w sformułowaniu, ale trudna do wdrożenia, aby odpowiedzieć na pytanie zadane przez Enrique Fermi: „Jeśli istnieje rozsądne życie poza Ziemią, a loty międzygwiezdne są możliwe, to dlaczego nie ma dowodów dla innych cywilizacji obcych?”. Badania Daedalus miały na celu opracowanie międzygwiezdnego projektu statku kosmicznego przy użyciu istniejących technologii w rozsądnych ekstrapolacjach. A wyniki pracy zagrzmiały dla całego świata naukowego: stworzenie takiego statku jest naprawdę możliwe. Raport z projektu został poparty szczegółowym planem statku wykorzystującego fuzję deuter-hel-3 ze wstępnie przygotowanych granulek. Daedalus służył następnie jako przewodnik dla wszystkich późniejszych wydarzeń w dziedzinie lotów międzygwiezdnych przez 30 lat.
Ikar, syn Dedala
Jednak po tak długim czasie konieczne było zrewidowanie pomysłów i rozwiązań technicznych przyjętych w „Daedal”, aby ocenić, jak bardzo wytrzymali próbę czasu. Ponadto w tym okresie dokonano nowych odkryć, a zmiana projektu zgodnie z nimi poprawiłaby ogólną wydajność statku. Organizatorzy chcieli również zainteresować młodsze pokolenie astronomią i budową międzygwiezdnych stacji kosmicznych. Nowy projekt został nazwany na cześć Ikara, syna Dedala, który, pomimo negatywnego odcienia nazwy, odpowiadał pierwszym słowom w raporcie z 78. roku:
„Mamy nadzieję, że ta opcja zastąpi przyszły projekt, analogiczny do Ikara, który pokaże najnowsze odkrycia i innowacje techniczne, aby Ikar osiągnął wyżyny, które jeszcze nie zostały zdobyte przez Dedala. Mamy nadzieję, że dzięki rozwojowi naszych pomysłów nadejdzie dzień, w którym ludzkość dosłownie dotknie gwiazd ”.
Przemyślenie Ikara
Tak więc „Icarus” powstał właśnie jako kontynuacja „Dedala”. Wskaźniki starego projektu nadal wyglądają bardzo obiecująco, ale wciąż wymagają dopracowania i aktualizacji:
1) W „Dedal” relatywistyczne wiązki elektronów były używane do sprężania granulek paliwa, ale kolejne badania wykazały, że ta metoda nie jest w stanie dać niezbędnego impulsu. W laboratoriach do syntezy jądrowej stosuje się wiązki jonowe. Niemniej jednak taka błędna kalkulacja, która kosztowała Narodowy Zespół Reakcji Termojądrowych 20 lat pracy i 4 miliardy dolarów, pokazała trudności w obsłudze syntezy termojądrowej nawet w idealnych warunkach.
2) Główna przeszkoda napotykana przez „Daedalusa” - Hel-3. Nie ma go na Ziemi, dlatego konieczne jest wydobycie go z gazowych gigantów odległych od naszej planety. Ten proces jest zbyt drogi i skomplikowany. 3) Kolejnym problemem, który „Ikara” będzie musiał rozwiązać, jest odrzucenie informacji o reakcjach jądrowych. Brak informacji umożliwił 30 lat temu dokonanie bardzo optymistycznych obliczeń skutków napromieniowania całego statku promieniami gamma i neutronami, których emisji nie można rozdzielić za pomocą silnika na fuzję.
4) Tryt był używany w granulkach paliwa do zapłonu, ale zbyt dużo ciepła zostało uwolnione z rozpadu jego atomów. Bez odpowiedniego układu chłodzenia, zapłonowi paliwa będzie towarzyszyć zapłon pozostałych.
5) Dekompresja zbiorników z paliwem z powodu opróżnienia może spowodować wybuch w komorze spalania. Aby rozwiązać ten problem, do konstrukcji zbiornika dodano środki ważące, aby zrównoważyć ciśnienie w różnych częściach mechanizmu.
6) Ostatnią trudnością jest utrzymanie statku. Zgodnie z projektem statek jest wyposażony w parę robotów podobnych do R2D2, które za pomocą algorytmów diagnostycznych wykryją i naprawią możliwe uszkodzenia. Takie technologie wydają się być bardzo skomplikowane nawet teraz, w erze komputerów, nie mówiąc już o latach 70-tych.
Parametry nowego statku
Nowy zespół projektowy nie ogranicza się już do stworzenia zwrotnego statku. Do celów badawczych „Ikar” używa sond przewożonych na pokładzie statku. To nie tylko upraszcza zadanie projektantów, ale także znacznie skraca czas poświęcony na naukę układów gwiezdnych. Zamiast deuteru-helu-3, nowy statek kosmiczny pracuje nad czystym deuterem-deuterem. Pomimo większej emisji neutronów, nowe paliwo nie tylko zwiększy wydajność silników, ale także wyeliminuje potrzebę wydobywania zasobów z powierzchni innych planet. Deuter jest aktywnie zbierany z oceanów i jest używany w elektrowniach ciężkiej wody. Jednakże ludzkość jak dotąd nie zdołała uzyskać kontrolowanej reakcji rozkładu z uwolnieniem energii. Przedłużający się wyścig laboratoriów na całym świecie do egzotermicznej syntezy jądrowej utrudnia projektowanie statków. Zatem pytanie o optymalne paliwo dla statku międzygwiezdnego pozostaje otwarte. Próbując znaleźć rozwiązanie w 2013 r., Wśród jednostek BIS odbył się konkurs wewnętrzny. Zespół wygrał WWAR Ghost z Uniwersytetu w Monachium. Ich konstrukcja opiera się na syntezie termojądrowej przy użyciu lasera, który zapewnia szybkie nagrzewanie paliwa do wymaganej temperatury.
Międzygwiezdny statek „Icarus”: wizja kosmicznej przyszłości ludzkości
Pomimo oryginalności pomysłu i niektórych ruchów technicznych, zawodnicy nie mogli rozwiązać głównego dylematu - wyboru paliwa. Ponadto zwycięski statek jest ogromny. Przekracza rozmiar „Daedalus” 4-5 razy, a inne metody syntezy termojądrowej mogą wymagać mniej miejsca.
W związku z tym postanowiono promować dwa rodzaje silników: oparte na syntezie termojądrowej i oparte na szczypaniu Bennetta (silnik plazmowy). Ponadto, równolegle z deuterem-deuterem, rozważana jest również stara wersja z trytem-helem-3. W rzeczywistości hel-3 daje najlepsze wyniki w każdym rodzaju silnika, więc naukowcy pracują nad sposobami jego uzyskania.
Interesujące relacje można prześledzić w pracach wszystkich uczestników konkursu: niektóre elementy konstrukcji (sondy do badań środowiskowych, magazynowanie paliwa, wtórne systemy zasilania itp.) Dowolnego statku pozostają niezmienione. Zdecydowanie można powiedzieć:
- Statek będzie gorący. Każdej metodzie spalania dowolnego z prezentowanych rodzajów paliwa towarzyszy uwalnianie dużych ilości ciepła. Deuter wymaga ogromnego systemu chłodzenia dzięki bezpośredniemu uwalnianiu energii cieplnej podczas reakcji. Silnik plazmy magnetycznej wytworzy prądy wirowe w otaczających metalach, również je podgrzewając. Na Ziemi są już grzejniki o mocy wystarczającej do efektywnego chłodzenia ciał o temperaturach powyżej 1000 ° C, pozostaje dostosować je do potrzeb i warunków statku.
- Statek będzie kolosalny. Jednym z głównych zadań przydzielonych projektowi Icarus było zmniejszenie rozmiaru, ale z czasem stało się jasne, że reakcje termojądrowe wymagają dużo miejsca. Nawet najmniejsze opcje projektowe ważą dziesiątki tysięcy ton.
- Statek będzie długi. „Daedalus” był bardzo zwarty, każda jego część była połączona z inną, jak matrioszka. W Ikar próby zminimalizowania efektów radioaktywnych na statku doprowadziły do jego wydłużenia (dobrze to pokazuje projekt Firefly Roberta Freelanda).
Zeus
Rob Swinney poinformował, że zespół z Drexel University dołączył do projektu Icarus. „Początkujący” promują pomysł wykorzystania PJMIF (systemu opartego na zasilaniu plazmowym za pomocą magnesów, podczas gdy plazma jest uwarstwiona, zapewniając warunki reakcji jądrowych). Ta zasada jest obecnie najbardziej skuteczna. W rzeczywistości jest to symbioza dwóch metod reakcji jądrowych, pochłonęła wszystkie zalety inercyjnej i magnetycznej syntezy termojądrowej, takie jak zmniejszenie masy struktury i znaczne zmniejszenie kosztów. Ich projekt nazywa się „Zeus”.
„Czas się stąd wydostać”
Tuż przed TVIW w ramach projektu „Icarus” odbyła się wystawa w Australii, na której wszystkie wyżej wymienione projekty zostały pokazane publiczności. Naukowcy z całego świata zebrali się pod jednym dachem, aby podzielić się doświadczeniami. Jest to rzadka okazja dla profesjonalistów uczestniczących w międzykontynentalnym projekcie do rozmowy z kolegami.
Po tym spotkaniu odbyło się TVIW, na którym Swinney wyznaczył wstępną datę zakończenia projektu Icarus - sierpień 2015 roku. Najnowszy raport będzie zawierał odniesienia do modyfikacji starych rozwiązań Daedalusa i innowacji całkowicie stworzonych przez nowy zespół. Seminarium zakończyło monolog Roba Swinneya, w którym powiedział: „Gdzieś tam czekają na nas tajemnice Wszechświata! Czas się stąd wydostać! ”
Cyclops Dawn
Ciekawe, że nowy projekt jest nierozerwalnie związany z jego poprzednikiem. Transportem do dostarczania części i paliwa na małą orbitę Ziemi podczas budowy Icary może być Cyclops, pojazd kosmiczny krótkiego zasięgu opracowany pod kierunkiem Alana Bonda (jednego z inżynierów pracujących nad Dedalem).
