Noong Hulyo 21, 2011, ginawa ng American spacecraft na Atlantis ang huling landing nito, na nagtapos sa mahaba at kawili-wiling programa ng Space Transportation System. Para sa iba't ibang teknikal at pang-ekonomiyang kadahilanan, napagpasyahan na ihinto ang pagpapatakbo ng sistema ng Space Shuttle. Gayunpaman, ang ideya ng isang magagamit muli na spacecraft ay hindi pinabayaan. Sa kasalukuyan, ang ilang mga katulad na proyekto ay binuo nang sabay-sabay, at ang ilan sa mga ito ay nagawang ipakita ang kanilang potensyal.

Ang proyekto ng Space Shuttle ay may ilang pangunahing layunin. Isa sa mga pangunahing ay upang mabawasan ang gastos ng flight at paghahanda para dito. Ang posibilidad ng paulit-ulit na paggamit ng parehong barko sa teorya ay nagbigay ng ilang mga pakinabang. Bilang karagdagan, ang katangiang teknikal na hitsura ng buong complex ay naging posible upang makabuluhang taasan ang pinapayagan na mga sukat at masa ng kargamento. Ang isang natatanging tampok ng STS ay ang kakayahang ibalik ang spacecraft sa Earth sa loob ng cargo bay nito.

Gayunpaman, sa panahon ng operasyon ay natagpuan na hindi lahat ng mga gawain ay nakumpleto. Kaya, sa pagsasagawa, ang paghahanda ng barko para sa paglipad ay naging masyadong mahaba at mahal - ayon sa mga parameter na ito, ang proyekto ay hindi umaangkop sa mga orihinal na kinakailangan. Sa ilang mga kaso, ang isang reusable na barko ay hindi maaaring, sa prinsipyo, palitan ang "ordinaryong" launch na mga sasakyan. Sa wakas, ang unti-unting moral at pisikal na pagkaluma ng mga kagamitan ay humantong sa pinakamalubhang panganib para sa mga tripulante.

Bilang resulta, napagpasyahan na wakasan ang operasyon ng Space Transportation System complex. Ang huling ika-135 na paglipad ay naganap noong tag-araw ng 2011. Ang apat na magagamit na mga barko ay na-decommissioned at inilipat sa mga museo bilang hindi kailangan. Ang pinakatanyag na kinahinatnan ng naturang mga desisyon ay ang katotohanan na ang American space program ay naiwang walang sariling manned spacecraft sa loob ng ilang taon. Hanggang ngayon, ang mga astronaut ay kailangang pumasok sa orbit sa tulong ng teknolohiyang Ruso.

Bilang karagdagan, para sa isang walang tiyak na panahon, ang buong planeta ay naiwan nang walang magagamit na mga sistemang ginagamit. Gayunpaman, ang ilang mga hakbang ay ginagawa na. Sa ngayon, ang mga negosyong Amerikano ay nakabuo ng ilang mga proyekto ng magagamit muli na spacecraft ng isang uri o iba pa nang sabay-sabay. Ang lahat ng mga bagong sample ay nailagay na sa pagsubok. Sa nakikinita na hinaharap, maaari rin silang pumasok sa buong operasyon.

Boeing X-37

Ang pangunahing bahagi ng STS complex ay isang orbital na sasakyang panghimpapawid. Ang konseptong ito ay kasalukuyang inilalapat sa proyekto ng Boeing X-37. Noong huling bahagi ng nineties, nagsimulang pag-aralan ng Boeing at NASA ang paksa ng reusable spacecraft na may kakayahang mag-orbit at lumipad sa atmospera. Sa simula ng huling dekada, ang gawaing ito ay humantong sa paglulunsad ng proyektong X-37. Noong 2006, isang prototype ng isang bagong uri ang umabot sa mga pagsubok sa paglipad na may pagbaba mula sa isang sasakyang panghimpapawid ng carrier.

Ang Boeing X-37B sa fairing ng launch vehicle. Larawan ng US Air Force

Ang programa ay interesado sa US Air Force, at mula noong 2006 ito ay ipinatupad sa kanilang mga interes, kahit na may ilang tulong mula sa NASA. Ayon sa opisyal na data, nais ng Air Force na makakuha ng isang promising orbital aircraft na may kakayahang maglunsad ng iba't ibang mga kargamento sa kalawakan o magsagawa ng iba't ibang mga eksperimento. Ayon sa iba't ibang mga pagtatantya, ang kasalukuyang proyekto ng X-37B ay maaari ding gamitin sa iba pang mga misyon, kabilang ang mga nauugnay sa reconnaissance o ganap na gawaing pangkombat.

Ang unang paglipad sa kalawakan ng X-37B ay naganap noong 2010. Sa katapusan ng Abril, inilunsad ng paglulunsad ng Atlas V ang device sa isang partikular na orbit, kung saan ito nanatili sa loob ng 224 na araw. Ang landing "tulad ng isang eroplano" ay naganap noong unang bahagi ng Disyembre ng parehong taon. Noong Marso ng sumunod na taon, nagsimula ang pangalawang paglipad, na tumagal hanggang Hunyo 2012. Noong Disyembre, naganap ang susunod na paglulunsad, at ang ikatlong landing ay natupad lamang noong Oktubre 2014. Mula Mayo 2015 hanggang Mayo 2017, isinagawa ng eksperimental na X-37B ang ikaapat na paglipad nito. Noong Setyembre 7 noong nakaraang taon, nagsimula ang isa pang pagsubok na paglipad. Kung kailan ito natapos ay hindi tinukoy.

Ayon sa ilang opisyal na data, ang layunin ng mga flight ay pag-aralan ang pagpapatakbo ng bagong teknolohiya sa orbit, gayundin ang magsagawa ng iba't ibang mga eksperimento. Kahit na nalulutas ng mga karanasang X-37B ang mga gawaing militar, hindi ibinubunyag ng customer at contractor ang naturang impormasyon.

Sa kasalukuyang anyo nito, ang produktong Boeing X-37B ay isang rocket plane na may katangiang hitsura. Ito ay nakikilala sa pamamagitan ng isang malaking fuselage at medium-sized na eroplano. Isang rocket engine ang ginagamit; Ang kontrol ay awtomatikong isinasagawa o sa pamamagitan ng mga utos mula sa lupa. Ayon sa kilalang data, ang fuselage ay nagbibigay ng isang cargo compartment na may haba na higit sa 2 m at diameter na higit sa 1 m, na maaaring tumanggap ng hanggang 900 kg ng kargamento.

Sa ngayon, ang karanasang X-37B ay nasa orbit at nilulutas ang mga nakatalagang gawain. Kung kailan siya babalik sa Earth ay hindi alam. Ang impormasyon tungkol sa karagdagang kurso ng pilot project ay hindi rin tinukoy. Tila, ang mga bagong mensahe tungkol sa pinaka-kagiliw-giliw na pag-unlad ay lilitaw nang hindi mas maaga kaysa sa susunod na landing ng isang prototype.

SpaceDev / Sierra Nevada Dream Chaser

Ang isa pang bersyon ng orbital aircraft ay ang Dream Chaser mula sa SpaceDev. Ang proyektong ito ay binuo mula noong 2004 upang lumahok sa programa ng NASA Commercial Orbital Transportation Services (COTS), ngunit hindi makapasa sa unang yugto ng pagpili. Gayunpaman, sa lalong madaling panahon ang kumpanya ng pag-unlad ay sumang-ayon na makipagtulungan sa United Launch Alliance, na handang mag-alok ng sasakyang panglunsad nitong Atlas V. sasakyang panghimpapawid. Nang maglaon, lumitaw ang isang kasunduan sa Lockheed Martin sa magkasanib na pagtatayo ng mga pang-eksperimentong kagamitan.

Nakaranas ng orbital plane Dream Chaser. Larawan ng NASA

Noong Oktubre 2013, ang flight prototype ng Dream Chaser ay ibinaba mula sa isang carrier helicopter, pagkatapos nito ay pumasok ito sa isang gliding flight at nagsagawa ng pahalang na landing. Sa kabila ng pagkasira sa panahon ng landing, kinumpirma ng prototype ang mga katangian ng disenyo. Sa hinaharap, ang ilang iba pang mga pagsubok ay isinagawa sa mga stand. Ayon sa kanilang mga resulta, natapos ang proyekto, at noong 2016 nagsimula ang pagtatayo ng isang prototype para sa mga flight sa kalawakan. Sa kalagitnaan ng nakaraang taon, nilagdaan ng NASA, Sierra Nevada at ULA ang isang kasunduan na magsagawa ng dalawang orbital flight sa 2020-21.

Hindi pa katagal, ang mga developer ng Dream Chaser ay nakatanggap ng pahintulot na ilunsad sa katapusan ng 2020. Hindi tulad ng maraming iba pang modernong pag-unlad, ang unang misyon sa kalawakan ng barkong ito ay isasagawa nang may tunay na karga. Ang barko ay kailangang maghatid ng ilang mga kargamento sa International Space Station.

Sa kasalukuyang anyo nito, ang reusable na spacecraft na Sierra Nevada / SpaceDev Dream Chaser ay isang sasakyang panghimpapawid na may katangiang hitsura, sa panlabas na kahawig ng ilang pag-unlad sa Amerika at dayuhan. Ang makina ay may kabuuang haba na 9 m at nilagyan ng delta wing span na 7 m. Para sa pagiging tugma sa mga kasalukuyang sasakyang ilulunsad, ang isang natitiklop na pakpak ay bubuo sa hinaharap. Ang bigat ng pag-takeoff ay tinutukoy sa antas na 11.34 tonelada. Ang Dream Chaser ay makakapaghatid ng 5.5 toneladang kargamento sa ISS at makakabalik ng hanggang 2 tonelada sa Earth. Ang pag-deorbit "tulad ng isang eroplano" ay nauugnay sa mas kaunting mga overload, na, gaya ng inaasahan, maaaring maging kapaki-pakinabang para sa paghahatid ng ilang kagamitan at sample bilang bahagi ng mga indibidwal na eksperimento.

SpaceX Dragon

Para sa maraming mga kadahilanan, ang ideya ng isang orbital na eroplano ay kasalukuyang hindi napakapopular sa mga nag-develop ng bagong teknolohiya sa espasyo. Ang mas maginhawa at kumikita ngayon ay itinuturing na isang magagamit muli na barko ng "tradisyonal" na hitsura, na inilunsad sa orbit sa tulong ng isang paglulunsad ng sasakyan at bumabalik sa Earth nang walang paggamit ng mga pakpak. Ang pinakamatagumpay na pag-unlad ng ganitong uri ay ang produkto ng Dragon mula sa SpaceX.

SpaceX Dragon cargo ship (CRS-1 mission) malapit sa ISS. Larawan ng NASA

Ang gawain sa proyekto ng Dragon ay nagsimula noong 2006 at isinagawa bilang bahagi ng programa ng COTS. Ang layunin ng proyekto ay lumikha ng isang spacecraft na may posibilidad ng paulit-ulit na paglulunsad at pagbabalik. Ang unang bersyon ng proyekto ay kasangkot sa paglikha ng isang sasakyang pang-transportasyon, at sa hinaharap ay binalak na bumuo ng isang manned modification batay sa batayan nito. Sa ngayon, ang Dragon sa bersyon ng "trak" ay nagpakita ng ilang mga resulta, habang ang inaasahang tagumpay ng manned na bersyon ng barko ay patuloy na nagbabago sa oras.

Ang unang demonstration launch ng Dragon transport spacecraft ay naganap sa katapusan ng 2010. Matapos ang lahat ng kinakailangang pagpapabuti, iniutos ng NASA ang isang ganap na paglulunsad ng naturang device upang maihatid ang mga kargamento sa International Space Station. Noong Mayo 25, 2012, matagumpay na nakadaong ang Dragon sa ISS. Kasunod nito, maraming mga bagong paglulunsad ang isinagawa kasama ang paghahatid ng mga kalakal sa orbit. Ang pinakamahalagang yugto ng programa ay ang paglulunsad noong Hunyo 3, 2017. Sa unang pagkakataon sa programa, naganap ang muling paglulunsad ng inayos na barko. Noong Disyembre, isa pang spacecraft, na lumilipad na sa ISS, ay pumunta sa kalawakan. Isinasaalang-alang ang lahat ng mga pagsubok hanggang sa kasalukuyan, ang mga produkto ng Dragon ay nakagawa ng 15 flight.

Noong 2014, inihayag ng SpaceX ang Dragon V2 manned spacecraft. Sinasabing ang sasakyang ito, na isang ebolusyon ng isang umiiral na trak, ay makakapaghatid ng hanggang pitong astronaut sa orbit o makauwi. Naiulat din na sa hinaharap ang bagong barko ay maaaring gamitin upang lumipad sa paligid ng buwan, kasama ang mga turistang sakay.

Tulad ng madalas na nangyayari sa mga proyekto ng SpaceX, ang proyekto ng Dragon V2 ay itinulak pabalik ng ilang beses. Kaya, dahil sa mga pagkaantala sa sinasabing Falcon Heavy carrier, ang petsa ng mga unang pagsubok ay lumipat sa 2018, at ang unang manned flight ay unti-unting "gumapang" hanggang 2019. Sa wakas, ilang linggo na ang nakalilipas, inihayag ng kumpanya ng pag-unlad ang layunin nitong talikuran ang sertipikasyon ng bagong "Dragon" para sa mga manned flight. Sa hinaharap, ang mga naturang gawain ay dapat na malutas gamit ang isang magagamit muli na sistema ng BFR, na hindi pa nagagawa.

Ang Dragon transport vehicle ay may kabuuang haba na 7.2 m na may diameter na 3.66 m. Ang dry weight ay 4.2 tonelada. Ito ay may kakayahang maghatid ng payload na tumitimbang ng 3.3 tonelada sa ISS at nagbabalik ng hanggang 2.5 tonelada ng kargamento. Upang mapaunlakan ang ilang mga kargamento, iminumungkahi na gumamit ng isang selyadong kompartimento na may dami na 11 metro kubiko at isang hindi naka-pressure na 14-kubiko na dami. Ang hindi naka-pressure na compartment ay ibinababa habang bumababa at nasusunog sa atmospera, habang ang pangalawang dami ng kargamento ay bumabalik sa Earth at bumababa. Upang itama ang orbit, ang aparato ay nilagyan ng 18 Draco engine. Ang operability ng mga system ay ibinibigay ng isang pares ng mga solar panel.

Sa pagbuo ng isang manned na bersyon ng "Dragon", ang ilang mga yunit ng base transport ship ay ginamit. Kasabay nito, ang selyadong kompartimento ay kailangang kapansin-pansing muling idisenyo upang malutas ang mga bagong problema. Ang ilan pang mga elemento ng barko ay nagbago din.

Lockheed Martin Orion

Noong 2006, sumang-ayon ang NASA at Lockheed Martin na bumuo ng isang advanced na reusable spacecraft. Ang proyekto ay pinangalanan sa isa sa pinakamaliwanag na konstelasyon - Orion. Sa pagliko ng dekada, pagkatapos ng pagkumpleto ng bahagi ng gawain, iminungkahi ng pamunuan ng Estados Unidos na talikuran ang proyektong ito, ngunit pagkatapos ng maraming debate ay nailigtas ito. Ipinagpatuloy ang gawain at hanggang ngayon ay humantong sa ilang mga resulta.

Perspective ship Orion sa representasyon ng artist. pagguhit ng NASA

Alinsunod sa orihinal na konsepto, ang barkong Orion ay gagamitin sa iba't ibang mga misyon. Sa tulong nito, dapat itong maghatid ng mga kargamento at mga tao sa International Space Station. Gamit ang tamang kagamitan, maaari siyang pumunta sa buwan. Ang posibilidad ng isang paglipad sa isa sa mga asteroid o maging sa Mars ay ginawa rin. Gayunpaman, ang solusyon sa naturang mga problema ay iniuugnay sa malayong hinaharap.

Ayon sa mga plano ng huling dekada, ang unang pagsubok na paglulunsad ng Orion spacecraft ay magaganap sa 2013. Noong 2014, nagplano silang maglunsad kasama ang mga astronaut na sakay. Ang paglipad sa Buwan ay maaaring isagawa bago matapos ang dekada. Ang iskedyul ay kasunod na inayos. Ang unang unmanned flight ay ipinagpaliban sa 2014, at ang crewed na inilunsad sa 2017. Ang mga misyon sa buwan ay ipinagpaliban sa twenties. Sa ngayon, ang mga tripulante na flight ay dinala na rin sa susunod na dekada.

Noong Disyembre 5, 2014, naganap ang unang pagsubok na paglulunsad ng Orion. Ang barko na may payload simulator ay inilunsad sa orbit ng isang Delta IV launch vehicle. Ilang oras pagkatapos ng paglunsad, bumalik siya sa Earth at tumilapon sa isang partikular na lugar. Wala pang mga bagong paglulunsad. Gayunpaman, ang mga espesyalista sa Lockheed Martin at NASA ay hindi umupo nang walang ginagawa. Sa nakalipas na ilang taon, maraming mga prototype ang ginawa para sa pagsasagawa ng ilang partikular na pagsubok sa mga kondisyong panlupa.

Ilang linggo lang ang nakalipas, nagsimula ang konstruksyon sa unang Orion spacecraft para sa manned flight. Ang paglulunsad nito ay naka-iskedyul para sa susunod na taon. Ang gawain ng paglulunsad ng barko sa orbit ay ipagkakatiwala sa promising Space Launch System launch vehicle. Ang pagkumpleto ng kasalukuyang gawain ay magpapakita ng tunay na mga prospect ng buong proyekto.

Ang proyekto ng Orion ay nagbibigay para sa pagtatayo ng isang barko na may haba na halos 5 m at diameter na humigit-kumulang 3.3 m. Ang isang katangian ng aparatong ito ay isang malaking panloob na dami. Sa kabila ng pag-install ng mga kinakailangang kagamitan at instrumento, mas mababa sa 9 kubiko metro ng libreng espasyo ang nananatili sa loob ng selyadong kompartimento, na angkop para sa pag-install ng ilang mga aparato, kabilang ang mga upuan ng crew. Ang barko ay makakasakay ng hanggang anim na astronaut o isang partikular na kargamento. Ang kabuuang masa ng barko ay tinutukoy sa antas na 25.85 tonelada.

Mga sistema ng suborbital

Sa kasalukuyan, maraming mga kagiliw-giliw na programa ang ipinapatupad na hindi nagbibigay para sa paglulunsad ng isang payload sa orbit ng Earth. Ang mga pangakong modelo ng kagamitan mula sa isang bilang ng mga kumpanyang Amerikano ay makakapagsagawa lamang ng mga suborbital na flight. Ang pamamaraan na ito ay dapat gamitin para sa ilang pananaliksik o sa panahon ng pag-unlad ng turismo sa kalawakan. Ang mga bagong proyekto ng ganitong uri ay hindi isinasaalang-alang sa konteksto ng pagbuo ng isang ganap na programa sa kalawakan, ngunit mayroon pa rin silang ilang interes.

Ang SpaceShipTwo suborbital na sasakyan sa ilalim ng pakpak ng White Knight Two carrier aircraft. Larawan ng Virgin Galactic / virgingalactic.com

Ang mga proyekto ng SpaceShipOne at SpaceShipTwo mula sa Scale Composites at Virgin Galactic ay nagmumungkahi ng pagtatayo ng isang complex na binubuo ng isang carrier aircraft at isang orbital aircraft. Mula noong 2003, ang dalawang uri ng kagamitan ay nagsagawa ng isang makabuluhang bilang ng mga pagsubok na flight, kung saan ang iba't ibang mga tampok ng disenyo at mga pamamaraan ng pagpapatakbo ay ginawa. Inaasahan na ang isang SpaceShipTwo-type na barko ay makakasakay ng hanggang anim na pasaherong turista at iangat sila sa taas na hindi bababa sa 100-150 km, i.e. sa itaas ng ibabang hangganan ng kalawakan. Ang takeoff at landing ay dapat mula sa isang "tradisyonal" na paliparan.

Ang Blue Origin ay nagtatrabaho sa ibang bersyon ng suborbital space system mula noong kalagitnaan ng huling dekada. Iminungkahi niyang isagawa ang mga naturang flight gamit ang kumbinasyon ng isang launch vehicle at isang spacecraft ng uri na ginagamit sa iba pang mga programa. Kasabay nito, ang rocket at ang barko ay dapat na magagamit muli. Ang complex ay pinangalanang New Shepard. Mula noong 2011, ang mga rocket at barko ng isang bagong uri ay regular na gumagawa ng mga pagsubok na flight. Posible nang ipadala ang spacecraft sa isang altitude na higit sa 110 km, gayundin upang matiyak ang ligtas na pagbabalik ng parehong barko at ang paglulunsad ng sasakyan. Sa hinaharap, ang New Shepard system ay dapat na isa sa mga pagbabago sa larangan ng turismo sa kalawakan.

Muling magagamit sa hinaharap

Sa loob ng tatlong dekada, mula noong simula ng dekada otsenta ng huling siglo, ang pangunahing paraan ng paghahatid ng mga tao at kargamento sa orbit sa arsenal ng NASA ay ang Space Transportation System / Space Shuttle complex. Dahil sa moral at pisikal na pagkaluma, gayundin dahil sa imposibilidad na makuha ang lahat ng nais na resulta, ang pagpapatakbo ng mga Shuttle ay hindi na ipinagpatuloy. Mula noong 2011, ang US ay walang operational reusable spacecraft. Bukod dito, wala pa silang sariling manned spacecraft, bilang isang resulta kung saan ang mga astronaut ay kailangang lumipad sa dayuhang teknolohiya.

Sa kabila ng pagwawakas ng operasyon ng Space Transportation System complex, hindi iniiwan ng American astronautics ang mismong ideya ng reusable spacecraft. Ang ganitong pamamaraan ay may malaking interes pa rin at maaaring magamit sa iba't ibang uri ng mga misyon. Sa ngayon, ang NASA at ang ilang komersyal na organisasyon ay bumubuo ng ilang promising spacecraft nang sabay-sabay, parehong orbital na sasakyang panghimpapawid at mga system na may mga kapsula. Sa ngayon, ang mga proyektong ito ay nasa iba't ibang yugto at nagpapakita ng iba't ibang tagumpay. Sa malapit na hinaharap, hindi lalampas sa simula ng twenties, karamihan sa mga bagong pag-unlad ay aabot sa yugto ng pagsubok o ganap na mga flight, na gagawing posible na muling suriin ang sitwasyon at gumawa ng mga bagong konklusyon.

Ayon sa mga website:
http://nasa.gov/
http://space.com/
http://globalsecurity.org/
https://washingtonpost.com/
http://boeing.com/
http://lockheedmartin.com/
http://spacex.com/
http://virgingalactic.com/
http://spacedev.com/

ctrl Pumasok

Napansin osh s bku I-highlight ang teksto at i-click Ctrl+Enter

Noong nakaraang Nobyembre, sa panahon ng TVIW (Tennessee Astronomy Seminar on Interstellar Travel), si Rob Sweeney - dating Royal Air Force Squadron Leader, engineer at MSc na namamahala sa proyekto ng Icarus - ay nagpakita ng isang ulat sa gawaing ginawa sa proyekto para sa mga kamakailang panahon. Na-refresh ni Sweeney ang isipan ng publiko sa kasaysayan ng Icarus, mula sa pagiging inspirasyon ng mga ideya ng proyekto ng Daedalus na naka-highlight sa isang ulat ng BIS (British Interplanetary Society - ang pinakalumang organisasyong sumusuporta sa pananaliksik sa kalawakan) noong 1978, hanggang sa magkasanib na desisyon ng BIS at ang Tau Zero enthusiast company na ipagpatuloy ang pananaliksik noong 2009, at hanggang sa pinakabagong balita tungkol sa proyekto, na may petsang 2014.

Ang orihinal na proyekto ng 1978 ay may simple, ngunit mahirap ipatupad ang layunin - upang sagutin ang tanong na ibinabanta ni Enrique Fermi: "Kung mayroong matalinong buhay sa labas ng Earth, at posible ang mga interstellar flight, kung gayon bakit walang ebidensya ng iba pang mga dayuhang sibilisasyon. ?". Ang pananaliksik ng Daedalus ay nakatuon sa pagbuo ng isang interstellar spacecraft na disenyo gamit ang umiiral na teknolohiya sa mga makatwirang extrapolations. At ang mga resulta ng gawain ay dumagundong sa buong siyentipikong mundo: ang paglikha ng naturang barko ay talagang posible. Ang ulat sa proyekto ay suportado ng isang detalyadong plano ng isang barko gamit ang deuterium-helium-3 thermonuclear fusion mula sa pre-harvested pellets. Ang Daedalus pagkatapos ay nagsilbi bilang ang benchmark para sa lahat ng kasunod na pag-unlad sa interstellar na paglalakbay sa loob ng 30 taon.

Gayunpaman, pagkatapos ng napakahabang panahon, kinailangan na suriin ang mga ideya at teknikal na solusyon na pinagtibay sa Daedalus upang masuri kung paano sila nakatiis sa pagsubok ng panahon. Bilang karagdagan, ang mga bagong pagtuklas ay ginawa sa panahong ito, ang pagbabago ng disenyo alinsunod sa mga ito ay mapapabuti ang pangkalahatang pagganap ng barko. Nais din ng mga organizer na mainteresan ang nakababatang henerasyon sa astronomy at ang pagtatayo ng mga interstellar space station. Ang bagong proyekto ay pinangalanan kay Icarus, ang anak ni Daedalus, na, sa kabila ng negatibong konotasyon ng pangalan, ay tumutugma sa mga unang salita sa ulat ng ika-78 taon:

"Umaasa kami na ang variant na ito ay papalitan ang hinaharap na disenyo, katulad ng Icarus, na magpapakita ng mga pinakabagong pagtuklas at teknikal na inobasyon, upang maabot ni Icarus ang mga taas na hindi pa nasakop ng Daedalus. Umaasa kami na salamat sa pag-unlad ng aming mga ideya, darating ang araw na literal na hawakan ng sangkatauhan ang mga bituin.

Kaya, ang Icarus ay nilikha nang tumpak bilang isang pagpapatuloy ng Daedalus. Ang mga tagapagpahiwatig ng lumang proyekto hanggang ngayon ay mukhang napaka-promising, ngunit kailangan pa ring i-finalize at i-update:

1) Gumamit si Daedalus ng mga relativistic electron beam upang i-compress ang mga fuel pellet, ngunit ipinakita ng mga sumunod na pag-aaral na ang pamamaraang ito ay hindi kayang magbigay ng kinakailangang impulse. Sa halip, ang mga ion beam ay ginagamit sa mga laboratoryo para sa thermonuclear fusion. Gayunpaman, ang gayong maling pagkalkula, na nagkakahalaga ng 20 taon ng operasyon ng National Fusion Complex at $4 bilyon, ay nagpakita ng kahirapan sa paghawak ng fusion kahit na sa ilalim ng mainam na mga kondisyon.

2) Ang pangunahing balakid na kinakaharap ng Daedalus ay Helium-3. Hindi ito umiiral sa Earth, at samakatuwid ay dapat itong minahan mula sa mga higanteng gas na malayo sa ating planeta. Ang prosesong ito ay masyadong mahal at kumplikado.

3) Ang isa pang problema na kailangang lutasin ni Icarus ay ang pagsasama ng impormasyon tungkol sa mga reaksyong nuklear. Ito ay ang kakulangan ng impormasyon na naging posible 30 taon na ang nakakaraan upang gumawa ng napaka-optimistikong mga kalkulasyon ng epekto ng pag-iilaw sa buong barko na may gamma ray at neutrons, nang walang paglabas na hindi magagawa ng isang thermonuclear fusion engine.

4) Ginamit ang tritium sa mga fuel pellet para sa pag-aapoy, ngunit sobrang init ang inilabas mula sa pagkabulok ng mga atomo nito. Kung walang maayos na sistema ng paglamig, ang pag-aapoy ng gasolina ay sasamahan ng pag-aapoy ng lahat ng iba pa.

5) Ang pag-decompression ng mga tangke ng gasolina dahil sa pag-alis ng laman ay maaaring magdulot ng pagsabog sa silid ng pagkasunog. Upang malutas ang problemang ito, ang mga timbang ay idinagdag sa disenyo ng tangke upang balansehin ang presyon sa iba't ibang bahagi ng mekanismo.

6) Ang huling kahirapan ay ang pagpapanatili ng sisidlan. Ayon sa proyekto, ang barko ay nilagyan ng isang pares ng mga robot na katulad ng R2D2, na, gamit ang diagnostic algorithm, ay makikilala at ayusin ang posibleng pinsala. Ang ganitong mga teknolohiya ay tila napakakomplikado kahit ngayon, sa panahon ng kompyuter, upang sabihin ang wala sa 70s.

Ang bagong koponan ng disenyo ay hindi na limitado sa paggawa ng isang maliksi na barko. Upang pag-aralan ang mga bagay, gumagamit si Icarus ng mga probe na dinala sa barko. Hindi lamang nito pinapadali ang gawain ng mga taga-disenyo, ngunit makabuluhang binabawasan din ang oras para sa pag-aaral ng mga sistema ng bituin. Sa halip na deuterium-helium-3, ang bagong spacecraft ay tumatakbo sa purong deuterium-deuterium. Sa kabila ng mas malaking pagpapalabas ng mga neutron, ang bagong gasolina ay hindi lamang magpapataas ng kahusayan ng mga makina, ngunit maalis din ang pangangailangan na kunin ang mga mapagkukunan mula sa ibabaw ng iba pang mga planeta. Ang Deuterium ay aktibong minahan mula sa mga karagatan at ginagamit sa mga heavy water nuclear power plant.

Gayunpaman, ang sangkatauhan ay hindi pa nakakakuha ng isang kinokontrol na reaksyon ng pagkabulok sa paglabas ng enerhiya. Ang matagal na lahi ng mga laboratoryo sa buong mundo para sa exothermic nuclear fusion ay nagpapabagal sa disenyo ng barko. Kaya't ang tanong ng pinakamainam na gasolina para sa isang interstellar vessel ay nananatiling bukas. Sa pagtatangkang makahanap ng solusyon, noong 2013 isang panloob na kompetisyon ang ginanap sa mga yunit ng BIS. Nanalo ang pangkat ng WWAR Ghost mula sa Unibersidad ng Munich. Ang kanilang disenyo ay batay sa thermonuclear fusion gamit ang isang laser, na nagsisiguro na ang gasolina ay mabilis na pinainit sa kinakailangang temperatura.

Sa kabila ng pagka-orihinal ng ideya at ilang hakbang sa engineering, hindi malutas ng mga kalahok ang pangunahing problema - ang pagpili ng gasolina. Bilang karagdagan, ang nanalong barko ay napakalaki. Ito ay 4-5 beses na mas malaki kaysa sa Daedalus, at ang iba pang mga paraan ng pagsasanib ay maaaring mangailangan ng mas kaunting espasyo.

Alinsunod dito, napagpasyahan na isulong ang 2 uri ng mga makina: batay sa thermonuclear fusion at batay sa Bennett pinch (plasma engine). Bilang karagdagan, kasabay ng deuterium-deuterium, ang lumang bersyon na may tritium-helium-3 ay isinasaalang-alang din. Sa katunayan, ang helium-3 ay nagbibigay ng pinakamahusay na mga resulta sa anumang uri ng pagpapaandar, kaya ang mga siyentipiko ay gumagawa ng mga paraan upang makuha ito.

Ang isang kagiliw-giliw na relasyon ay maaaring masubaybayan sa mga gawa ng lahat ng mga kalahok sa kumpetisyon: ang ilang mga elemento ng istruktura (probes para sa pananaliksik sa kapaligiran, imbakan ng gasolina, pangalawang sistema ng supply ng kuryente, atbp.) ng anumang barko ay nananatiling hindi nagbabago. Ang mga sumusunod ay maaaring malinaw na ipahayag:

1. Magiging mainit ang barko. Ang anumang paraan ng pagsunog ng alinman sa mga ipinakita na uri ng gasolina ay sinamahan ng pagpapalabas ng isang malaking halaga ng init. Ang Deuterium ay nangangailangan ng napakalaking sistema ng paglamig dahil sa direktang paglabas ng thermal energy sa panahon ng reaksyon. Ang magnetic plasma engine ay lilikha ng mga eddy currents sa nakapalibot na mga metal, na nagpapainit din sa kanila. Umiiral na ang mga radiator na may sapat na kapangyarihan sa Earth upang epektibong palamig ang mga katawan na may temperaturang higit sa 1000 C, nananatili itong iakma ang mga ito sa mga pangangailangan at kondisyon ng isang starship.
2. Ang barko ay magiging napakalaki. Ang isa sa mga pangunahing gawain na itinalaga sa proyekto ng Icarus ay upang bawasan ang laki, ngunit sa paglipas ng panahon ay naging malinaw na ang maraming espasyo ay kinakailangan para sa mga thermonuclear na reaksyon. Kahit na ang pinakamaliit na pagpipilian sa mass design ay tumitimbang ng sampu-sampung libong tonelada.
3. Magiging mahaba ang barko. Ang "Dedalus" ay napaka-compact, bawat bahagi nito ay pinagsama sa isa pa, tulad ng isang pugad na manika. Sa Icarus, ang mga pagtatangka na bawasan ang radioactive na epekto sa barko ay humantong sa pagpapahaba nito (ito ay mahusay na ipinakita sa proyekto ng Firefly ni Robert Freeland).

Sinabi ni Rob Sweeney na isang grupo mula sa Drexel University ang sumali sa proyekto ng Icarus. Ang "mga bagong dating" ay nagpo-promote ng ideya ng paggamit ng PJMIF (isang sistema batay sa isang jet ng plasma gamit ang mga magnet, habang ang plasma ay stratified, na nagbibigay ng mga kondisyon para sa mga nuclear reaction). Ang prinsipyong ito ay kasalukuyang pinaka-epektibo. Sa katunayan, ito ay isang symbiosis ng dalawang paraan ng mga reaksyong nuklear, nasisipsip nito ang lahat ng mga pakinabang ng inertial at magnetic thermonuclear fusion, tulad ng pagbawas sa masa ng istraktura, at isang makabuluhang pagbawas sa gastos. Zeus ang tawag sa project nila.

Ang pulong na ito ay sinundan ng TVIW, kung saan nagtakda si Sweeney ng pansamantalang petsa ng pagkumpleto para sa proyekto ng Icarus noong Agosto 2015. Ang huling ulat ay magsasama ng mga sanggunian sa mga pagbabago sa mga lumang disenyo ng Daedalus at mga inobasyon na ganap na nilikha ng bagong koponan. Nagtapos ang seminar sa isang monologo ni Rob Sweeney, kung saan sinabi niya: "Ang mga misteryo ng Uniberso ay naghihintay sa atin sa isang lugar sa labas! Oras na para umalis dito!"

Kapansin-pansin, ang bagong proyekto ay hindi mapaghihiwalay na nauugnay sa hinalinhan nito. Ang transportasyon para sa paghahatid ng mga bahagi at gasolina sa isang maliit na orbit ng Earth sa panahon ng pagtatayo ng Icarus ay maaaring ang Cyclops, isang short-range spacecraft na binuo sa ilalim ng pamumuno ni Alan Bond (isa sa mga inhinyero na nagtrabaho sa Daedalus).

Gayunpaman, ang Interstellar ay kathang-isip lamang sa agham, at si Dr. White naman, ay gumagana sa tunay na larangan ng pagbuo ng mga advanced na teknolohiya para sa paglalakbay sa kalawakan sa laboratoryo ng NASA. Wala nang lugar para sa science fiction. May totoong agham dito. At kung itatapon namin ang lahat ng mga problema na nauugnay sa nabawasan na badyet ng ahensya ng aerospace, kung gayon ang mga sumusunod na salita ng White ay mukhang may pag-asa:

"Marahil ang karanasan sa Star Trek, sa loob ng ating takdang panahon, ay hindi ganoon kalayong posibilidad."

Sa madaling salita, ang sinusubukang sabihin ni Dr. White ay hindi siya at ang kanyang mga kasamahan ay abala sa paggawa ng ilang hypothetical na pelikula, o mga 3D sketch at warp drive na ideya lamang. Hindi lang nila iniisip na ang tunay na buhay warp drive ay theoretically posible. Talagang ginagawa nila ang unang warp drive:

“Nagtatrabaho sa laboratoryo ng Eagleworks sa loob ng Johnson Space Center ng NASA, sinusubukan ni Dr. White at ng kanyang pangkat ng mga siyentipiko na makahanap ng mga butas na gagawing katotohanan ang pangarap. Ang koponan ay "lumikha ng isang simulation bench para sa pagsubok ng isang espesyal na interferometer, kung saan susubukan ng mga siyentipiko na bumuo at tukuyin ang mga microscopic warp bubble. Ang device ay tinatawag na White-Jedy warp field interferometer."

Ngayon ay maaaring mukhang isang maliit na tagumpay, ngunit ang mga pagtuklas sa likod ng imbensyon na ito ay maaaring maging walang katapusang kapaki-pakinabang sa karagdagang pananaliksik.

"Sa kabila ng katotohanan na ito ay isang maliit na pagsulong lamang sa direksyon na ito, maaaring ito ay patunay ng pagkakaroon ng mismong posibilidad ng isang warp drive, tulad ng pagpapakita ng Chicago woodpile (ang unang artipisyal na nuclear reactor) sa kanyang panahon. . Noong Disyembre 1942, ginanap ang kauna-unahang pagpapakita ng isang kontroladong, self-sustaining nuclear chain reaction, na nakabuo ng hanggang kalahating watt ng elektrikal na enerhiya. Di-nagtagal pagkatapos ng demonstrasyon, noong Nobyembre 1943, isang reactor na may kapasidad na halos apat na megawatts ang inilunsad. Ang pagdadala ng patunay ng pag-iral ay isang kritikal na sandali para sa isang siyentipikong ideya at maaaring maging panimulang punto sa pag-unlad ng teknolohiya."

Kung ang gawain ng mga siyentipiko ay matagumpay sa huli, kung gayon, ayon kay Dr. White, isang makina ang malilikha na maaaring magdadala sa atin sa Alpha Centauri "sa loob ng dalawang linggo ayon sa mga pamantayan ng oras ng Daigdig." Sa kasong ito, ang takbo ng oras sa barko ay magiging kapareho ng sa Earth.

"Ang tidal forces sa loob ng warp bubble ay hindi magdudulot ng mga problema para sa isang tao, at ang buong paglalakbay ay mapapansin niya na parang siya ay nasa zero acceleration na mga kondisyon. Kapag ang warp field ay nakabukas, walang hihilahin nang may matinding puwersa sa katawan ng barko, hindi, sa kasong ito, ang paglalakbay ay magiging napakaikli at trahedya.

Ang sangkatauhan ay naggalugad ng outer space gamit ang manned spacecraft sa loob ng mahigit kalahating siglo. Aba, sa panahong ito, sa makasagisag na pagsasalita, hindi ito naglayag nang malayo. Kung ihahambing natin ang uniberso sa karagatan, naglalakad lang tayo sa gilid ng surf, hanggang bukong-bukong ang tubig. Minsan, gayunpaman, nagpasya kaming lumangoy nang mas malalim (ang Apollo lunar program), at mula noon ay nabubuhay na kami sa mga alaala ng kaganapang ito bilang ang pinakamataas na tagumpay.

Sa ngayon, ang spacecraft ay kadalasang nagsisilbing mga sasakyan sa paghahatid papunta at mula sa Earth. Ang maximum na tagal ng isang autonomous flight, na maaabot ng magagamit muli na Space Shuttle, ay 30 araw lamang, at kahit na pagkatapos ay ayon sa teorya. Ngunit, marahil, ang mga sasakyang pangkalawakan ng hinaharap ay magiging mas perpekto at maraming nalalaman?

Malinaw nang ipinakita ng mga ekspedisyon sa buwan ng Apollo na ang mga kinakailangan para sa hinaharap na sasakyang panghimpapawid ay maaaring maging kapansin-pansing naiiba sa mga gawain para sa "mga space taxi". Ang Apollo lunar cabin ay may napakakaunting pagkakatulad sa mga streamline na barko at hindi idinisenyo upang lumipad sa isang planetary na kapaligiran. Ang ilang mga ideya kung ano ang magiging hitsura ng mga sasakyang pangkalawakan ng hinaharap, ang mga larawan ng mga astronaut na Amerikano ay nagbibigay ng higit sa malinaw.

Ang pinakaseryosong salik na humahadlang sa episodic na paggalugad ng tao sa solar system, hindi pa banggitin ang organisasyon ng mga siyentipikong base sa mga planeta at kanilang mga satellite, ay radiation. Lumilitaw ang mga problema kahit na ang mga misyon sa buwan ay tumatagal ng higit sa isang linggo. At ang isa't kalahating taon na paglipad patungong Mars, na tila malapit nang maganap, ay itinutulak nang higit pa. Ipinakita ng awtomatikong pananaliksik na ito ay nakamamatay para sa mga tao sa buong ruta ng isang paglipad sa pagitan ng planeta. Kaya't ang spacecraft ng hinaharap ay hindi maaaring hindi makakuha ng malubhang proteksyon laban sa radiation kasama ng mga espesyal na biomedical na hakbang para sa mga tripulante.

Malinaw na kapag mas maaga siyang nakarating sa kanyang destinasyon, mas mabuti. Ngunit para sa isang mabilis na paglipad kailangan mo ng malalakas na makina. At para sa kanila, sa turn, isang napakahusay na gasolina na hindi kukuha ng maraming espasyo. Samakatuwid, ang mga chemical propulsion engine ay magbibigay daan sa mga nuclear sa malapit na hinaharap. Kung, gayunpaman, ang mga siyentipiko ay magtagumpay sa pag-amo ng antimatter, ibig sabihin, ang pag-convert ng masa sa light radiation, ang mga sasakyang pangkalawakan ng hinaharap ay makakakuha. Sa kasong ito, pag-uusapan natin ang tungkol sa pagkamit ng mga relativistic na bilis at interstellar expedition.

Ang isa pang seryosong balakid sa pag-unlad ng Uniberso ng tao ay ang pangmatagalang pagpapanatili ng kanyang buhay. Sa loob lamang ng isang araw, ang katawan ng tao ay kumonsumo ng maraming oxygen, tubig at pagkain, naglalabas ng solid at likidong dumi, naglalabas ng carbon dioxide. Walang kabuluhan na magdala ng buong supply ng oxygen at pagkain kasama mo sa barko dahil sa kanilang malaking timbang. Ang problema ay nalutas sa pamamagitan ng isang onboard closed one. Gayunpaman, sa ngayon ang lahat ng mga eksperimento sa paksang ito ay hindi pa matagumpay. At nang walang saradong LSS, ang mga sasakyang pangkalawakan ng hinaharap na lumilipad sa kalawakan sa loob ng maraming taon ay hindi maiisip; Ang mga larawan ng mga artista, siyempre, humanga sa imahinasyon, ngunit hindi sumasalamin sa totoong estado ng mga pangyayari.

Kaya, lahat ng mga proyekto ng mga sasakyang pangkalawakan at mga starship ay malayo pa rin sa tunay na pagpapatupad. At ang sangkatauhan ay kailangang magkasundo sa pag-aaral ng Uniberso ng mga astronaut sa ilalim ng takip at pagtanggap ng impormasyon mula sa mga awtomatikong probe. Ngunit ito, siyempre, ay pansamantala. Ang mga astronautika ay hindi tumitigil, at ang mga hindi direktang palatandaan ay nagpapakita na ang isang malaking tagumpay ay nangyayari sa lugar na ito ng aktibidad ng tao. Kaya, marahil, ang mga sasakyang pangkalawakan ng hinaharap ay itatayo at gagawin ang kanilang mga unang paglipad sa ika-21 siglo.

Ang mga makabagong makina ng rocket ay mahusay na nakayanan ang gawain ng paglulunsad ng mga kagamitan sa orbit, ngunit ganap na hindi angkop para sa pangmatagalang paglalakbay sa kalawakan. Samakatuwid, sa loob ng higit sa isang dekada, ang mga siyentipiko ay nagtatrabaho sa paglikha ng mga alternatibong space engine na maaaring mapabilis ang mga barko sa pagrekord ng mga bilis. Tingnan natin ang pitong pangunahing ideya mula sa lugar na ito.

EmDrive

Upang lumipat, kailangan mong itulak mula sa isang bagay - ang panuntunang ito ay itinuturing na isa sa mga hindi matitinag na haligi ng pisika at astronautika. Ano ang eksaktong itulak mula sa - mula sa lupa, tubig, hangin o isang jet ng gas, tulad ng sa kaso ng mga rocket engine - ay hindi napakahalaga.

Isang kilalang eksperimento sa pag-iisip: isipin na ang isang astronaut ay pumunta sa kalawakan, ngunit ang cable na nagkokonekta sa kanya sa barko ay biglang naputol at ang lalaki ay nagsimulang dahan-dahang lumipad palayo. Ang mayroon siya ay isang toolbox. Ano ang kanyang mga aksyon? Tamang sagot: kailangan niyang itapon ang mga kagamitan sa barko. Ayon sa batas ng konserbasyon ng momentum, ang isang tao ay itatapon mula sa tool na may eksaktong parehong puwersa tulad ng tool na mula sa tao, kaya unti-unti siyang lilipat patungo sa barko. Ito ay jet propulsion - ang tanging posibleng paraan upang lumipat sa walang laman na espasyo. Totoo, ang EmDrive, gaya ng ipinapakita ng mga eksperimento, ay may ilang pagkakataon na pabulaanan ang hindi matitinag na pahayag na ito.

Ang lumikha ng makinang ito ay ang British engineer na si Roger Schaer, na nagtatag ng sarili niyang kumpanya na Satellite Propulsion Research noong 2001. Ang disenyo ng EmDrive ay napaka-extravagant at isang metal na balde ang hugis, na selyadong sa magkabilang dulo. Sa loob ng bucket na ito ay isang magnetron na naglalabas ng mga electromagnetic wave - katulad ng sa isang maginoo na microwave. At ito ay lumalabas na sapat na upang lumikha ng isang napakaliit, ngunit medyo kapansin-pansin na tulak.

Ipinaliwanag mismo ng may-akda ang pagpapatakbo ng kanyang makina sa pamamagitan ng pagkakaiba sa presyon ng electromagnetic radiation sa iba't ibang dulo ng "bucket" - sa makitid na dulo ito ay mas mababa kaysa sa malawak. Lumilikha ito ng isang tulak na nakadirekta patungo sa makitid na dulo. Ang posibilidad ng naturang operasyon ng makina ay pinagtatalunan nang higit sa isang beses, ngunit sa lahat ng mga eksperimento, ang pag-install ni Shaer ay nagpapakita ng pagkakaroon ng thrust sa nilalayon na direksyon.

Kabilang sa mga eksperimento na sumubok sa "bucket" na si Schaer, ang mga organisasyon tulad ng NASA, ang Technical University of Dresden at ang Chinese Academy of Sciences. Ang imbensyon ay sinubukan sa iba't ibang mga kondisyon, kabilang ang sa vacuum, kung saan nagpakita ito ng thrust na 20 micronewtons.

Ito ay napakaliit na may kaugnayan sa mga chemical jet engine. Ngunit, dahil ang makina ng Shaer ay maaaring gumana sa loob ng mahabang panahon, dahil hindi nito kailangan ng supply ng gasolina (ang mga solar na baterya ay maaaring magbigay ng magnetron), ito ay potensyal na may kakayahang pabilisin ang spacecraft sa napakalaking bilis, na sinusukat bilang isang porsyento ng bilis ng liwanag.

Upang ganap na patunayan ang kahusayan ng makina, kinakailangan na magsagawa ng maraming higit pang mga sukat at mapupuksa ang mga epekto na maaaring mabuo, halimbawa, sa pamamagitan ng mga panlabas na magnetic field. Gayunpaman, ang mga alternatibong posibleng paliwanag para sa maanomalyang thrust ng Shaer engine, na, sa pangkalahatan, ay lumalabag sa karaniwang mga batas ng pisika, ay inilalagay na.

Halimbawa, ang mga bersyon ay iniharap na ang makina ay maaaring lumikha ng thrust dahil sa pakikipag-ugnayan sa pisikal na vacuum, na sa antas ng quantum ay may non-zero na enerhiya at puno ng patuloy na ipinanganak at nawawalang mga virtual elementary particle. Sino ang magiging tama sa kalaunan - ang mga may-akda ng teoryang ito, si Shaer mismo o iba pang mga nag-aalinlangan, malalaman natin sa malapit na hinaharap.

solar layag

Tulad ng nabanggit sa itaas, ang electromagnetic radiation ay nagdudulot ng presyon. Nangangahulugan ito na sa teoryang ito ay maaaring ma-convert sa paggalaw - halimbawa, sa tulong ng isang layag. Kung paanong ang mga barko ng nakalipas na mga panahon ay sumabay sa hangin sa kanilang mga layag, ang spacecraft ng hinaharap ay sasaluhin ang araw o anumang iba pang liwanag ng bituin sa kanilang mga layag.

Ang problema, gayunpaman, ay ang presyon ng liwanag ay napakababa at bumababa sa pagtaas ng distansya mula sa pinagmulan. Samakatuwid, upang maging epektibo, ang naturang layag ay dapat na may napakababang timbang at isang napakalaking lugar. At pinapataas nito ang panganib ng pagkasira ng buong istraktura kapag nakatagpo ito ng isang asteroid o iba pang bagay.

Ang mga pagtatangka na bumuo at maglunsad ng mga solar sailer sa kalawakan ay naganap na - noong 1993 sinubukan ng Russia ang isang solar sail sa Progress spacecraft, at noong 2010 matagumpay itong nasubok ng Japan patungo sa Venus. Ngunit wala pang barko ang gumamit ng layag bilang pangunahing pinagmumulan ng acceleration. Medyo mas promising sa bagay na ito ay isa pang proyekto - isang electric layag.

de-kuryenteng layag

Ang araw ay naglalabas hindi lamang ng mga photon, kundi pati na rin ang mga particle ng bagay na may kuryente: mga electron, proton at mga ion. Lahat sila ay bumubuo ng tinatawag na solar wind, na bawat segundo ay nagdadala ng humigit-kumulang isang milyong tonelada ng bagay mula sa ibabaw ng bituin.

Ang solar wind ay umaabot ng bilyun-bilyong kilometro at responsable para sa ilan sa mga natural na phenomena sa ating planeta: mga geomagnetic na bagyo at ang hilagang ilaw. Ang Earth ay protektado mula sa solar wind sa pamamagitan ng sarili nitong magnetic field.

Ang solar wind, tulad ng hanging hangin, ay medyo angkop para sa paglalakbay, kailangan mo lamang gawin itong pumutok sa mga layag. Ang proyekto ng isang electric sail, na nilikha noong 2006 ng Finnish scientist na si Pekka Janhunen, sa panlabas ay may kaunting pagkakatulad sa solar. Ang makinang ito ay binubuo ng ilang mahabang manipis na kable, katulad ng mga spokes ng isang gulong na walang rim.

Salamat sa paglabas ng electron gun laban sa direksyon ng paglalakbay, ang mga cable na ito ay nakakakuha ng positibong potensyal na sisingilin. Dahil ang mass ng isang electron ay humigit-kumulang 1800 beses na mas mababa kaysa sa mass ng isang proton, ang thrust na nilikha ng mga electron ay hindi gaganap ng isang pangunahing papel. Ang mga electron ng solar wind ay hindi rin mahalaga para sa naturang layag. Ngunit ang mga particle na may positibong charge - mga proton at alpha radiation - ay itataboy mula sa mga cable, at sa gayon ay lumilikha ng jet thrust.

Bagama't ang thrust na ito ay magiging 200 beses na mas mababa kaysa sa isang solar sail, naging interesado ang European Space Agency. Ang katotohanan ay ang isang electric sail ay mas madaling magdisenyo, gumawa, mag-deploy at magpatakbo sa kalawakan. Bilang karagdagan, sa tulong ng gravity, ang layag ay nagpapahintulot din sa iyo na maglakbay patungo sa pinagmulan ng stellar wind, at hindi lamang malayo dito. At dahil ang ibabaw na lugar ng naturang layag ay mas maliit kaysa sa araw, ito ay mas mahina sa mga asteroid at space debris. Marahil ay makikita natin ang mga unang eksperimentong barko sa isang de-kuryenteng layag sa susunod na ilang taon.

ion engine

Ang daloy ng mga sisingilin na mga particle ng bagay, iyon ay, mga ion, ay ibinubuga hindi lamang ng mga bituin. Ang ionized gas ay maaari ding likhain ng artipisyal. Karaniwan, ang mga particle ng gas ay neutral sa kuryente, ngunit kapag ang mga atomo o molekula nito ay nawalan ng mga electron, nagiging mga ion. Sa kabuuang masa nito, ang naturang gas ay wala pa ring singil sa kuryente, ngunit ang mga indibidwal na particle nito ay sinisingil, na nangangahulugang maaari silang lumipat sa isang magnetic field.

Sa isang ion thruster, isang inert gas (karaniwang xenon ang ginagamit) ay na-ionize ng isang stream ng mga electron na may mataas na enerhiya. Kinakatok nila ang mga electron sa mga atomo, at nakakakuha sila ng positibong singil. Dagdag pa, ang mga nagresultang ions ay pinabilis sa isang electrostatic field sa bilis ng pagkakasunud-sunod ng 200 km / s, na 50 beses na mas malaki kaysa sa bilis ng pag-agos ng gas mula sa mga chemical jet engine. Gayunpaman, ang mga modernong ion thrusters ay may napakaliit na thrust - mga 50-100 millinewtons. Ang ganitong makina ay hindi man lang makaalis sa mesa. Pero may seryosong plus siya.

Ang mataas na tiyak na salpok ay maaaring makabuluhang bawasan ang pagkonsumo ng gasolina sa makina. Upang ionize ang gas, ang enerhiya na nakuha mula sa mga solar panel ay ginagamit, kaya ang ion engine ay magagawang gumana nang napakatagal - hanggang sa tatlong taon nang walang pagkaantala. Para sa ganoong panahon, magkakaroon siya ng oras upang mapabilis ang spacecraft sa bilis na hindi pinangarap ng mga kemikal na makina.

Ang mga ion thruster ay gumagala sa solar system nang higit sa isang beses bilang bahagi ng iba't ibang mga misyon, ngunit kadalasan bilang pantulong, hindi pangunahin. Ngayon, bilang isang posibleng alternatibo sa mga makina ng ion, lalo nilang pinag-uusapan ang tungkol sa mga makina ng plasma.

Plasma engine

Kung ang antas ng ionization ng mga atomo ay nagiging mataas (mga 99%), kung gayon ang isang pinagsama-samang estado ng bagay ay tinatawag na plasma. Ang estado ng plasma ay maaaring maabot lamang sa mataas na temperatura, samakatuwid, sa mga plasma engine, ang ionized gas ay pinainit sa ilang milyong degree. Ang pag-init ay isinasagawa gamit ang isang panlabas na mapagkukunan ng enerhiya - mga solar panel o, mas makatotohanan, isang maliit na nuclear reactor.

Ang mainit na plasma ay inilalabas sa pamamagitan ng nozzle ng rocket, na nagbubunga ng thrust ng sampung beses na mas malaki kaysa sa isang ion thruster. Ang isang halimbawa ng isang plasma engine ay ang VASIMR project, na umuunlad mula pa noong 1970s. Hindi tulad ng mga ion thruster, ang mga plasma thruster ay hindi pa nasusubok sa kalawakan, ngunit mataas ang pag-asa sa kanila. Ito ang VASIMR plasma engine na isa sa mga pangunahing kandidato para sa mga manned flight papuntang Mars.

Fusion engine

Sinisikap ng mga tao na paamuin ang enerhiya ng thermonuclear fusion mula noong kalagitnaan ng ika-20 siglo, ngunit hanggang ngayon ay hindi pa nila ito nagawa. Gayunpaman, ang kinokontrol na thermonuclear fusion ay talagang kaakit-akit, dahil ito ay isang mapagkukunan ng napakalaking enerhiya na nakuha mula sa napakamurang gasolina - isotopes ng helium at hydrogen.

Sa ngayon, may ilang mga proyekto para sa disenyo ng isang jet engine na pinapagana ng thermonuclear fusion. Ang pinaka-promising sa kanila ay itinuturing na isang modelo batay sa isang reactor na may magnetic plasma confinement. Ang thermonuclear reactor sa naturang makina ay magiging isang unpressurized cylindrical chamber na may sukat na 100-300 metro ang haba at 1-3 metro ang lapad. Ang gasolina ay dapat ibigay sa silid sa anyo ng mataas na temperatura na plasma, na, sa sapat na presyon, ay pumapasok sa isang reaksyon ng pagsasanib ng nukleyar. Ang mga coils ng isang magnetic system na matatagpuan sa paligid ng silid ay dapat na panatilihin ang plasma na ito mula sa pakikipag-ugnay sa kagamitan.

Ang thermonuclear reaction zone ay matatagpuan sa kahabaan ng axis ng naturang cylinder. Sa tulong ng mga magnetic field, ang napakainit na plasma ay dumadaloy sa nozzle ng reactor, na lumilikha ng napakalaking thrust, maraming beses na mas malaki kaysa sa mga kemikal na makina.

Antimatter Engine

Ang lahat ng bagay sa paligid natin ay binubuo ng mga fermion - mga elementarya na particle na may kalahating integer na spin. Ito ay, halimbawa, mga quark na bumubuo sa mga proton at neutron sa atomic nuclei, gayundin sa mga electron. Ang bawat fermion ay may sariling antiparticle. Para sa isang elektron ito ay isang positron, para sa isang quark ito ay isang antiquark.

Ang mga antiparticle ay may parehong masa at parehong pag-ikot tulad ng kanilang karaniwang "mga kasama", na naiiba sa tanda ng lahat ng iba pang mga parameter ng quantum. Sa teorya, ang mga antiparticle ay may kakayahang gumawa ng antimatter, ngunit sa ngayon, ang antimatter ay hindi pa nakarehistro saanman sa Uniberso. Para sa pangunahing agham, ito ay isang malaking tanong kung bakit ito ay wala doon.

Ngunit sa laboratoryo, maaari kang makakuha ng isang tiyak na halaga ng antimatter. Halimbawa, kamakailan ay isinagawa ang isang eksperimento na naghahambing sa mga katangian ng mga proton at antiproton na nakaimbak sa isang magnetic trap.

Kapag nagtagpo ang antimatter at ordinaryong bagay, nangyayari ang isang proseso ng pagpuksa sa isa't isa, na sinamahan ng isang pag-akyat ng napakalaking enerhiya. Kaya, kung kukuha tayo ng isang kilo ng bagay at antimatter, kung gayon ang dami ng enerhiya na inilabas sa kanilang pagpupulong ay maihahambing sa pagsabog ng Tsar Bomba, ang pinakamalakas na bomba ng hydrogen sa kasaysayan ng sangkatauhan.

Bukod dito, ang isang makabuluhang bahagi ng enerhiya ay ilalabas sa anyo ng mga photon ng electromagnetic radiation. Alinsunod dito, mayroong pagnanais na gamitin ang enerhiya na ito para sa paglalakbay sa kalawakan sa pamamagitan ng paglikha ng isang photon engine na katulad ng isang solar sail, tanging sa kasong ito ang liwanag ay bubuo ng isang panloob na mapagkukunan.

Ngunit upang epektibong magamit ang radiation sa isang jet engine, kinakailangan upang malutas ang problema ng paglikha ng isang "salamin" na maaaring magpakita ng mga photon na ito. Pagkatapos ng lahat, ang barko sa anumang paraan ay kailangang itulak upang makalikha ng thrust.

Walang modernong materyal ang simpleng makatiis sa radiation na ipinanganak sa kaganapan ng naturang pagsabog at agad na sumingaw. Sa kanilang mga nobelang science fiction, nilutas ng magkapatid na Strugatsky ang problemang ito sa pamamagitan ng paglikha ng isang "absolute reflector". Wala pang nangyaring ganito sa totoong buhay. Ang gawaing ito, pati na rin ang mga isyu ng paglikha ng isang malaking halaga ng antimatter at ang pangmatagalang imbakan nito, ay isang bagay para sa pisika ng hinaharap.