Двигатель, способный отправить в путешествие по Галактике всю Солнечную систему? Именно такой смелый проект предложил Мэттью Кэплэн (Matthew Caplan) из Иллинойского университета. Его научная статья опубликована в журнале Acta Astronautica.
Архимед обещал при наличии точки опоры сдвинуть с места Землю. Кэплэн замахнулся на всю Солнечную систему, причём для этого нужна не точка опоры, а двигатель.
Куда, зачем и как быстро?
К чему сводить Солнце с привычной для него орбиты вокруг центра Галактики и отправляться с ним неведомо куда? Действительно ли хорошо там, где нас нет?
Дело в том, что там, где мы есть, однажды может стать очень плохо. Например, если какая-нибудь из по-настоящему близких звёзд надумает взорваться как сверхновая.
Уже сейчас наука достигла или почти достигла уровня, позволяющего спрогнозировать эту катастрофу, скажем, за миллион лет. Это значит, что у нас есть время эмигрировать. Но как?
Одна из первых схем подобного двигателя была предложена нашим соотечественником Леонидом Михайловичем Шкадовым. Он предлагал установить перед Солнцем зеркало, которое будет отражать назад половину солнечного света. В результате получится своего рода реактивный двигатель со струёй из солнечных лучей.
Однако система получается уж очень тихоходной. Чтобы преодолеть сто световых лет, системе потребуется 230 миллионов лет движения.
Кэплэн же обещает сдвинуть Солнце на 50 световых лет за миллион лет. Этого должно хватить, чтобы выйти из-под удара сверхновой. Но как это работает?
Толкаем Солнце перед собой
Учёный предлагает разместить в космосе станцию, порождающую две мощные реактивные струи. Первая из них будет направлена от Солнца. Это и будет выхлоп двигателя, придающего ускорение Солнечной системе. Но, если струя будет только одна, корабль просто стремглав помчится к звезде и врежется в неё. Поэтому нужна вторая струя, направленная к светилу и упирающаяся прямо в него.
Мощность второй струи должна быть ровно такой, чтобы компенсировать действие на станцию и первой струи, и тяготения Солнца. Так что корабль зависнет в одной точке относительно звезды, даже не обращаясь вокруг неё.
Эту вторую струю можно представить себе как жёсткий стержень, соединяющий светило и станцию. И тогда первая струя станет двигателем, толкающим вперёд оба объекта.
Можно также представить себе станцию как человека, толкающего перед собой заглохший автомобиль. Первая струя ("ноги") приводит в движение устройство, а вторая ("руки") передаёт этот импульс звезде. Одним словом, шутка про закат Солнца вручную приобретает весьма неожиданное звучание.
Когда же светило придёт в движение, оно увлечёт за собой своей гравитацией все планеты, астероиды, кометы и так далее. И немудрено: ведь на звезду приходится 99,9% массы Солнечной системы. Так что всё своё мы возьмём с собой.
Материальный вопрос
Однако, как предусмотрительно поинтересовался один киноперсонаж, за чей счёт этот банкет? Откуда футуристическому двигателю взять столько вещества и энергии, чтобы ни много ни мало сдвинуть с места Солнечную систему?
Источником того и другого послужит сама звезда. По мысли автора, электромагнитные поля будут улавливать плазму солнечного ветра. Затем система рассортирует её по роду частиц.
Струю, бьющую из станции и упирающуюся в Солнце, предлагается сформировать из водорода – основного компонента солнечного ветра. Что же до потока, летящего прочь из системы и придающего ей ускорение, здесь всё несколько хитрее.
Часть захваченной плазмы поступит в качестве топлива в термоядерный реактор. Здесь из гелия будет синтезироваться бериллий (He + He = Be), а затем углерод (He + Be = C).
Из углерода и водорода будет синтезироваться азот (C + H = N), а из последнего, снова с добавлением водорода – кислород (N + H = O). Отметим, что подобные реакции идут в звёздах.
Из раскалённого кислорода и будет состоять струя, направленная от Солнца. Впрочем, чтобы добиться полного превращения углерода в кислород, понадобится температура ни много ни мало в миллиард градусов.
Чтобы обеспечить реактору и двигателю дополнительную энергию, теоретик предлагает соорудить около светила нечто вроде сферы Дайсона. Такая структура собирала бы солнечное излучение и направляла его в нужную точку.
Скорость теплового движения частиц в реакторе составит около 1200 километров в секунду. Но такие цифры не поражают воображения астрофизиков. Это всего в 3–4 раза быстрее медленного солнечного ветра и лишь в 1,5–1,7 раза быстрее быстрого. Так что реактивную струю, вероятно, придётся дополнительно разгонять электромагнитными полями.
В какой пятилетке?
Проект Кэплэна – это пока лишь концепция с самыми предварительными и простыми расчётами. На сегодняшний день человечество не освоило даже строительство термоядерных реакторов как таковых, не говоря уж об энергетических установках, способных приводить в движение Солнце или собирать значительную часть его энергии.
Возможно, такого рода проекты нам никогда и не понадобятся. Нашему виду всего 200 тысяч лет или чуть больше. Дистанцию от повозки и сохи до орбитальных станций и редактирования генома мы преодолели за несколько веков. Если уж счёт пойдёт на миллионы лет, то к тому времени разум может вообще расстаться с биологическими телами и стать каким-нибудь "великим квантовым сознанием", которому, как писал поэт, плевать из космоса на взрывы всех сверхновых. И даже если столь радикальных революций не будет, мысль двигать звёзды посредством термоядерного реактора и реактивного двигателя наверняка будет похожа на идею Жюля Верна лететь на Луну с помощью пушки.
Однако наслаждаться полётом фантазии гораздо проще, чем полётом через Галактику вместе с Солнцем. И "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) уже писали о некоторых инициативах космического масштаба и космической же дерзости. Например, мы рассказывали об идее направлять к Земле астероиды, чтобы добывать из них полезные ископаемые.
