Механика космического полета в элементарном изложении - Левантовский В.И.
Скачать (прямая ссылка):
Одна из задач полетов далеко за орбиту Плутона — уточнение шкалы межзвездных расстояний путем прямых триангуляционных измерений2).
х) Автор настоящей книги, покоренный красотой предложенного в работе [5 21 маневра, изложил результат работы во втором издании этой книги, не заметив его ошибочности На эту ошибку указал читатель книги А. Блинов (студент-физик из Новосибирска), которому автор чрезвычайно признателен.
2) Jaffe L. D., Ivie С. V. — Icarus, 1979, v. 39. № 3. глава 24
МЕЖЗВЕЗДНЫЕ ПОЛЕТЫ
§ 1. Астронавтика — составная часть космонавтики
В этой книге мы до сих пор так и не перешагнули за границы сферы влияния Солнца. Между тем понятие космоса эквивалентно понятию «вселенная», а значит, космические полеты должны заключаться в чем-то большем, нежели полеты к телам Солнечной системы и в запланетное пространство. Вселенная состоит из множества галактик — колоссальных скоплений звезд, звездных облаков, более мелких скоплений, газовых и пылевых туманностей и т. д. Галактики отделены друг от друга расстояниями, примерно в десятки раз превышающими их размеры. В одной из рядовых галактик (ее называют Галактикой — с большой буквы) находится в качестве рядовой звезды Солнце, а всего в ней примерно 120 миллиардов звезд. Диаметр Галактики 85 ООО световых лет.
Раздел космонавтики, занимающийся вопросами полетов к звездам, следовало бы назвать астронавтикой, что означает «звездоплавание», хотя слово «астронавтика» и употребляется за рубежом (а сравнительно недавно употреблялось и у нас) в том же смысле, что и «космонавтика». Проблемы звездоплавания лишь намечаются в настоящее время в общих контурах и разработаны в основном с точки зрения механики полета, но не с точки зрения ракетно-тех-нической х).
Именно поэтому, а также потому, что детальное изложение механики межзвездных перелетов в достаточно доступной форме представляет немалые трудности, эта последняя глава книги резко отличается от предыдущих. Полеты к звездам будут, вероятно, происходить со скоростями, близкими к скорости света (релятивистские скорости). Поэтому механика межзвездных полетов основана на теории относительности Эйнштейна, а сколько-нибудь детальное изложение последней потребовало бы гораздо большего места.
х) Тем не менее вышедшая в США в 1972 г. «Библиография по межзвездным путешествиям и коммуникациям» содержит 450 названий статей, книг и отчетов. § 2. ФОТОННАЯ РАКЕТА]
471
§ 2. Фотонная ракета — средство осуществления межзвездных полетов
В популярной литературе иногда «подсчитывают» время перелета до ближайшей звезды делением расстояния до нее на начальную и вдобавок геоцентрическую скорость, а именно на третью космическую скорость 16,65 км/с. Получается 77 ООО лет (читатель может проверить). Разумеется, такое деление не имеет физического смысла. Как уже говорилось в § 2 гл. 23, полет при названной начальной скорости до границы сферы действия Солнца должен продолжаться 1,1 млн. лет. Кроме того, даже если забыть о поистине геологическом масштабе времени перелета, при таком полете скорость на границе сферы действия Солнца равна нулю, и, значит, у космического корабля не больше шансов на встречу со звездой, чем у самого Солнца. (То же, собственно говоря, касается и уже летящих космических аппаратов, например «Пионера-10»: слишком мала величина Veo.)
Если говорить о пилотируемых полетах к звездам (а именно о них всегда говорится), то ясно, что на расстояниях, измеряемых световыми годами, полеты должны происходить со скоростями, близкими к скорости света.
Это требует колоссального расхода энергии, что, в свою очередь, возможно только при условии полного (или почти полного) превращения массы рабочего тела в энергию электромагнитного излучения по формуле Эйнштейна E=Inciy где E — энергия, т— масса покоя, с — скорость света. Предполагается, что одна половина рабочего тела представляет собой вещество, а другая — антивещество, которые, вступая в реакцию, аннигилируют, т. е. превращаются в электромагнитное излучение.
Получаемому электромагнитному излучению придается направленный характер, т. е. поток фотонов устремляется в одном определенном направлении подобно лучу прожектора. Фотонный, или световой, двигатель звездолета и представляет собой, по существу, такой прожектор колоссальной мощности. И, как всякий прожектор, такой двигатель должен иметь экран — зеркало, отражающее поток фотонов в сторону, противоположную направлению полета. Это огромное зеркало — своеобразное сопло фотонного двигателя — будет, видимо, наиболее примечательной деталью конструкции звездолета.
В настоящее время существуют лишь самые общие и смутные представления по вопросам о том,
каким путем может быть добыто антивещество; как оно может быть сохранено, чтобы не прореагировало со стенками баков, и что собой должны представлять эти баки;
как должно быть устроено зеркало-отражатель, чтобы оно не испарилось под действием излучения (обычно утверждается, для 472
ГЛ. 24. МЕЖЗВЕЗДНЫЕ ПОЛЕТЫ
этого зеркало должно поглощать не более миллионной доли процента фотонов).
