Кіріспе

1970 жылдардағы үлкен термоядролық қуатпен жұмыс ілейтін ұшқышсыз жұлдызаралық зерттеуші ұсынысы. "Дедалус" жобасы (аты грек мифологиясындағы адамдарға ұшу үшін қанаттар жасаған Дедалус есімімен аталған) – 1973 және 1978 жылдар аралығында Британдық ғарыш қоғамы жүргізген, адамсыз жұлдызаралық зерттеушіні жобалауға бағытталған зерттеу. Аса маңызды ғылыми мақсатта жасалған бұл жобада ғарыш кемесі қазіргі немесе жақын болашақта қолданылатын технологияларды пайдалануы және адам өмірінің шегінде мақсатына жете алуы тиіс еді. Алан Бонд ғалымдар мен инженерлер тобын басқарып, 5,9 жарық жылы қашықтықтағы Барнард жұлдызына термоядролық зымыранмен жетуді ұсынды. Сапардың ұзақтығы 50 жылға бағаланды, бірақ жоба басқа жұлдыздарға да жіберілуге мүмкіндік беретіндей икемді болуы керек еді. Зерттеудің барлық нәтижелері Британдық ғарыш қоғамының "Дедалус жобасы: Жұлдызаралық саяхаттың инженерлік тұрғыдан мүмкін екендігін көрсету" кітабында жарияланған.

Тұжырымдама

Дедалус Жер орбитасында құрылатын және бастапқы массасы 54 000 тонна, оның ішінде 50 000 тонна отын және 500 тонна ғылыми жүк болады. Дедалус екі сатылы ғарыш кемесі болуы тиіс еді. Бірінші саты екі жыл бойы жұмыс істейді, ғарыш кемесін жарық жылдамдығының 7,1% -ына (0,071 c) дейін жеткізеді, содан кейін оны тастағаннан кейін екінші саты 1,8 жыл бойы жұмыс істейді, ғарыш кемесін жарық жылдамдығының 12% -ына (0,12 c) дейін жеткізеді, 46 жылдық круиздік кезеңге дейін. Қажетті температура диапазонының өте кең болғандықтан, абсолюттік нөлге жуықтан 1600 К-қа дейін, қозғалтқыш соплолары мен тірек құрылымы титан, цирконий және көміртек қосылған молибденнен жасалады, ол криогендік температурада да беріктігін сақтайды. Жобаның маңызды түрткісі Фридвардт Винтербергтің инерциялық шектеу термоядролық қозғалтқышының тұжырымдамасы болды, осы еңбегі үшін ол Герман Оберт алтын медалін алды. Бұл жылдамдық химиялық ракеталардың және Орион жобасы аясында зерттелген ядролық импульстік қозғалтқыштардың да мүмкіндіктерінен асып түседі. Доктор Тони Мартиннің сөзіне сүйенсек, басқарылатын термоядролық қозғалтқыш пен ядролық-электрлік жүйелердің итермесі өте төмен, ядролық энергияны электр энергиясына түрлендіретін жабдықтың массасы үлкен, бұл қажетті жылдамдыққа жету үшін ғасырларға созылуы мүмкін кішкентай үдеуге әкеледі; NERVA типіндегі термодинамикалық ядролық қозғалтқыштарға көп мөлшерде отын қажет, фотондық ракеталар көліктің әр килограмы үшін 3 Вт қуатты өндіруі керек және 106-дан кем сіңіру қабілеті бар айналар қажет, жұлдызаралық рамалық қозғалтқыштардың мәселелері – шамамен 1 атом/см3 тығыздығы бар жұлдызаралық орта, үлкен диаметрлі түтік және оның электр өрісіне қажетті жоғары қуат. Осылайша, жоба үшін қолайлы болатын жалғыз қозғалтқыш әдісі термоядролық импульстік қозғалтқыш еді. Дедалус реакциялық камерада инерциялық шектеу арқылы электрондық сәулелермен тұтандырылатын дейтерий/гелий-3 қоспасының гранулаларын пайдаланатын термоядролық ракетамен қозғалатын болады. Электрондық сәуле жүйесі плазмалық шығарынды ағынынан энергияны ұстап алатын индукциялық катушкалар жиынтығымен қуаттанады. Секундына 250 гранула жарылып, пайда болатын плазма магниттік сопло арқылы бағытталады. Термоядролық отынның күйіп кету фракциясы 0,175 және 0,133 шамасында есептелді, бұл сәйкесінше 10 600 км/с және 9 210 км/с шалу жылдамдықтарын қамтамасыз етеді. Жерде гелий-3 тапшылығына байланысты, оны 20 жыл бойы үлкен роботтық фабрикалармен қолдау көрсетілетін ыстық ауа шарлары арқылы Юпитер атмосферасынан немесе Ай сияқты жақын жерден өндіру жоспарланған. Екінші сатыда екі 5 метрлік оптикалық және екі 20 метрлік радиотелескоптар орналасады. Ұшырылғаннан кейін шамамен 25 жыл өткен соң, бұл телескоптар Барнард жұлдызының айналасындағы аймақты зерттеп, оның планеталары туралы көбірек білуге кіріседі. Бұл ақпарат 40 метрлік диаметрі бар екінші сатыдағы қозғалтқыш соплосын байланыс антеннасы ретінде пайдаланып Жерге жіберіледі және қызығушылық тудыратын нысаналар таңдалады. Ғарыш кемесі жылдамдығын төмендетпегендіктен, Барнард жұлдызына жеткенде, Дедалус 18 автономды субзондты алып жүреді, олар негізгі кеме мақсатты жүйеге кірер алдында 7,2 мен 1,8 жыл бұрын ұшырылады. Бұл субзондтар ядролық қуатпен жұмыс істейтін иондық қозғалтқыштармен қозғалады және камералар, спектрометрлер және басқа да сенсорлық жабдықтармен жабдықталады. Субзондтар өздерінің нысаналарынан жарық жылдамдығының 12% жылдамдығымен өтеді және өздерінің нәтижелерін Дедалустың екінші сатысына, яғни аналық кемеге, Жерге жіберу үшін жібереді. Кеменің жүк бөлімі, оның субзондтары, телескоптары және басқа да жабдықтары жұлдызаралық ортадан транзит кезінде 7 мм-ге дейін қалыңдығы бар, салмағы 50 тоннаға дейін жететін бериллий дискісімен қорғалады. Бұл эрозиялық қалқан бериллийден жасалады, себебі оның жеңілдігі және буланудың жоғары латентті жылуы бар. Мақсатты жүйе арқылы өтетін кезде кездесетін үлкен кедергілер жасанды түрде жасалған бөлшектер бұлтымен таратылады, оларды көлік алдындағы 200 км-дей жердегі шаң-тозаң деп аталатын қолдаушы көліктер шығарады. Ғарыш кемесі зақымдануды немесе ақауларды өздігінен жөндеуге қабілетті бірнеше робот күзетшілерді алып жүреді.

Нұсқалар

1980 жылы Роберт Фрейтас «Дедалус» жобасының өзін-өзі көбейтуге қабілетті нұсқасының сандық инженерлік талдауын жариялады. Өзін-өзі көбейтуге қабілетсіз жоба өзін-өзі көбейту үшін қажетті барлық жүйелерді қамтитындай етіп өзгертілді. Зондты пайдаланып, шамамен 443 тонна салмақты тұқымдық зауытты алысқа жеткізіңіз. Тұқымдық зауыт сол жерде өзінің көптеген көшірмелерін жасап, жалпы өндіріс қуатын арттырады, содан кейін пайда болған автоматтандырылған өнеркәсіптік кешенді пайдаланып, 1000 жыл ішінде тұқымдық зауыты бар зондтарды құрастырады. Әр REPRO, жарық жылдамдығының 12%-ынан төмендеу үшін қажетті қосымша отынға байланысты 10 миллион тоннадан асса. Тағы бір мүмкіндік – «Дедалус» кемесіне «Бассард» реактивті ұшағындағы магниттік жинағышқа ұқсас магниттік желкен орнату, осы арқылы мақсаттағы жұлдыздың гелиосферасын тежегіш ретінде пайдалануға болады, бұл тоқтау отынын алып жүру қажеттігін жойып, таңдалған жұлдыз жүйесін тереңірек зерттеуге мүмкіндік береді.