«Знание - сила» 1960 г., №7

Разного рода идеи волновали и волнуют человеческую мысль. Были среди них блестящие прозрения, осуществимые бесспорно и немедленно. Были идеи-ошибки, идеи-фикции, те, что всегда останутся принципиально неосуществимыми. Были идеи, хоть и допустимые, но неосуществимые практически. И, наконец, были и существуют великие мечты, которые лишь пока не могут воплотиться в действительность, ибо до времени не отвечают уровню знаний и производительных сил общества.

Куда же, в какую из этих категорий отнести самую смелую, самую красивую из всех известных сегодня технических идей — мечту о полете Человека к звездам! Суждено ли остаться ей всего лишь фантазией - пускай смелой и красивой, но несбыточной!

Не становясь в позу пророков, попытаемся, тем не менее, в этом разобраться. Заранее оговоримся: хотя наши рассуждения и будут носить полуфантастический характер, но в них нет ничего противоречащего современным научным воззрениям. Вместе с тем мы не считали возможным опираться на грядущие, еще не сделанные, принципиально новые открытия.

Для фотонной ракеты отношение полезной массы звездолета к полной стартовой массе более благоприятное, особенно при больших скоростях. Правда, при очень больших скоростях положение остается тяжелым. В том же примере (скорость — 0,98 С, полезная масса — 100 000 тонн) стартовая масса фотонной ракеты должна составлять 109 тонн (при условии возвращения ракеты на Землю), причем масса топлива должна быть равной 999 900 000 тоннам. Это вряд ли осуществимо даже для техники будущего. И неудивительно, что подобные цифры могут служить источником сомнений в осуществимости межзвездного полета...

РЕДАКЦИЯ: с разрешения А. Дмитриева мы прерываем его статью, чтобы дать слово автору, скептически оценивающему идею межзвездного полета.

В. Смилга: ФОТОННЫХ РАКЕТ НЕ БУДЕТ

На долю идеи межзвездных кораблей — этих гипотетических покорителей Вселенной — выпал сенсационный успех. Успех, выразительно отраженный в научно-фантастических творениях, авторы которых непринужденно заполнили Галактику всякого рода «субрелятивистскими» и «релятивистскими» звездолетами.

Правда, эту «звездную болезнь» можно понять. Идея покорения неизмеримых пространств Вселенной сама по себе исключительно притягательна. И особенно заманчива она сегодня, когда преодолено земное тяготение, созданы искусственные спутники Земли и Солнца, достигнута и сфотографирована Луна.

К сожалению, мечта эта, как бы она ни была прекрасна, не более чем мечта. Пока нет ни малейших реальных оснований думать, что человечество сможет создать ракеты, способные связать нас с иными звездными мирами.

Мне самому очень неприятен этот вывод. Очень хотелось бы знать, как, каким путем можно достигнуть далеких звезд. Однако, к несчастью, все разговоры о фотонных ракетах нельзя расценить иначе, чем весьма привлекательную, но тем не менее весьма неосновательную выдумку. Постараюсь объективно изложить все «за» и «против», и читатель сможет судить, справедливо ли столь категорическое и малоутешительное суждение.

Ближайшая к Солнцу звезда (она так и названа Ближайшая Центавра) отделена от нас куском пространства в 4,2 световых года. Для полета к ней ракета должна достигнуть скоростей, во всяком случае сравнимых со скоростью света. Иначе экспедиция продлится десятки тысяч лет. Например, при весьма приличной для «каботажного» межпланетного плавания скорости 100 километров в секунду добраться к созвездию Центавра удалось бы примерно за 12 600 лет.

А при скорости 100 000 километров в секунду весь полет занял бы 28—30 лет. Время солидное, но приемлемое. И сократить до таких пределов сроки межзвездных путешествий призваны фотонные ракеты.

Прежде всего попробуем оценить полезную массу подобной ракеты, иначе говоря, всю ее массу за вычетом горючего. Естественно, здесь имеется богатый материал для полета мысли, однако, скажем, сто тысяч тонн — наименьшее значение, которое можно выбрать (ибо даже в фантазии надо сохранять совесть!).

На первый взгляд, цифра громадная. Стоит, однако, вспомнить, что водоизмещение крупнейших океанских кораблей достигает 50-80 тысяч тонн. Размеры звездолета вряд ли можно мыслить меньшими, хотя бы потому, что, как мы сейчас убедимся, необходим колоссальный запас горючего, а его надо где-то хранить. Корпус же должен быть неизмеримо прочнее, чем у линкора. Ведь самые тяжелые артиллерийские обстрелы представляются детской забавой рядом с той непрерывной бомбардировкой метеоритами и межзвездным газом, которая ждет ракету в пути.

Пытаясь оценить массу ракеты, можно, конечно, забыть об оборудовании, о научной аппаратуре, обо всех сложнейших приборах управления полетом. Но реактивный двигатель сбрасывать со счета нельзя. Необычайно мощный, основанный, безусловно, на атомной энергии, а следовательно, окруженный исключительно тяжелой защитой, он один должен весить по меньшей мере десятки тысяч тонн.

Короче, самые отчаянные энтузиасты должны согласиться, что считая полезную массу ракеты в 100 тысяч тонн, мы еще преуменьшаем ее в десятки раз. И если в дальнейшем мы останемся верны этой цифре, то единственно потому, что и в этом случае беспочвенность идеи межзвездного полета видна очень хорошо.

Пойдем на уступки мечтателям и, проявив известную резвость мысли, вообразим, что наш корпус успешно выдерживает соударения с космической пылью и защищает от космического излучения. Вообще-то говоря, никакой ультракорпус при таких скоростях не поможет, но допустим, что с этой задачей мы справились.

Дело в том, что достаточно задуматься о двигателе, чтобы уже не очень интересоваться другими неприятностями.

Проблема номер один — горючее.

Если речь идет о фотонной ракете, то любой вид химического топлива должен быть отброшен сразу и бесповоротно. Действительно, при скорости 100 000 километров в секунду каждый килограмм массы ракеты обладает кинетической энергией 5,4.10²² эргов. За эту энергию нужно «платить». Считая даже, что коэффициент полезного действия двигателя равен единице, пренебрегая тормозящим действием тяготения и сопротивлением среды, мы придем к следующему: для разгона одного килограмма массы потребуется 5,4.10²² эргов энергии.

Конечно, сделанный расчет варварски груб. Ведь топливо находится на борту ракеты, и разгонять ее приходится с «балластом». Но ради наглядности удовлетворимся принятым — очень заниженным значением расхода энергии.

Объемы обычных горючих, необходимые для ее получения, исчисляются десятками, сотнями и тысячами кубических километров. Немыслимо много! Поэтому источником энергии могут служить только ядерные реакции — ядерное горючее.

На первый взгляд, ядерная энергия спасает положение. Действительно, на каждый килограмм разгоняемой массы необходимо «сжечь» только 60 граммов любого вещества — если перевести всю эту массу в электромагнитное излучение.

Процессы, при которых все реагирующее вещество переходит в излучение, известны. Это реакции аннигиляции элементарных частиц с соответствующими античастицами.

Однако, обладая даже самым пылким воображением, приходится признать, что нет ни малейших надежд использовать такие реакции для ракет, хотя бы потому, что невозможно вообразить резервуар для античастиц. Дотронувшись до стенок, они моментально взорвутся с неимоверной силой, после чего ракетный корабль с экипажем незамедлительно отправится в «надзвездные миры».

Не стоит перебирать все прочие доводы против реальности «антигорючего», потому что их очень много, а пока мы летим «только» к созвездию Центавра, можно обойтись и без антивещества, примирившись с обычным топливом. Можно рассчитывать или на уже освоенные реакции распада тяжелых ядер, или же на термоядерные реакции синтеза легких ядер, энергетическую базу ближайшего будущего. В этом случае, чтобы разогнать один килограмм массы до скорости 100 000 километров в секунду, потребуется всего лишь несколько, допустим десять, килограммов горючего.

Кстати, такое ядерное топливо тоже не слишком реально. Энергии оно должно выделить фантастически много, неизмеримо больше, чем освобождается при известных в наши дни ядерных реакциях.

Вспоминая, что в процессе путешествия корабль должен минимум два раза набирать скорость (при отлете с Земли и при отправлении в обратный путь к Земле) и два раза гасить ее (при подлетах к звезде и Земле), получаем, что на каждый килограмм полезной массы ракеты необходимо взять, как минимум, 10 тонн ядерного горючего. Это показывает простой расчет, который здесь приводить не имеет смысла.

Итак, если полезная масса — 100 тысяч тонн, стартовая масса ракеты возрастет, как минимум, до миллиарда тонн!

Теперь попробуем сообразить, какой должна быть мощность двигателя межзвездного гиганта. Несложное вычисление говорит: для ракеты с массой в миллиард тонн даже при крохотном для межзвездного полета ускорении — всего 1 м/сек² — энергия реактивной струи, выбрасываемой за секунду, выразится маловразумительными числами 10²⁶— 10²⁷ эргов.

Пояснить эти цифры чем-то земным несколько затруднительно, весь земной шар получает от Солнца за секунду примерно в 550 раз меньшую энергию. Чтобы развить 10²⁷ эргов, придется ежесекундно полностью «сжигать» 1100 килограммов массы. Иначе говоря, получить эту анергию можно, взорвав около миллиона атомных бомб!

Энергия эта так неправдоподобно огромна, что можно позволить себе широкий купеческий жест — уменьшить ее в сто, в тысячу, если угодно, в десять тысяч раз. Ибо одинаково невозможно представить ракетный двигатель с мощностью в 10²⁷ эрг/сек, или же с мощностью в 10²³ эрг/сек, в обоих случаях вырабатываемая энергия мгновенно испепелит межзвездный корабль. Причем надо иметь в виду: все время мы шли по пути облегчения условий полета, усердно занижая значения массы и ускорения ракеты.

РЕДАКЦИЯ: и опять слово основному докладчику.

А. Дмитриев: ЗАЩИТА ОТ ИЗЛУЧЕНИЙ ВОЗМОЖНА

Естественно, столкновение стремительно мчащегося звездолета с частицами космической среды приведет к сильному излучению, как ядерному, так и жестких гамма-квантов. Оно может проникнуть сквозь стенки корабля. Но для защиты от этого излучения можно применить опять-таки специальные электрические и магнитные поля. Эта незримая броня, окружающая корабль, отклонит в стороны встречный поток заряженных частиц (в межзвездной среде многие частицы несут электрический заряд).

Вплоть до скоростей 0,9 С эта задача вполне разрешима, имея в виду огромные масштабы запасаемой в корабле электромагнитной энергии.

А как быть со встречным потоком нейтральных атомов! Их легко ионизировать ничтожной частью фотонного излучения двигателя, направленной вперед. Получившиеся после ионизации заряженные частицы будут затем отброшены прочь полями брони звездолета.

Гораздо опаснее частицы межзвездной пыли. Мы пока не знаем, что должно произойти с двумя массами, сталкивающимися при очень больших встречных скоростях.

Может ли и здесь спасти положение «расчищающий» фотонный луч, выбрасываемый ракетой вперед!

Межзвездная пылинка содержит очень большое количество атомов. Поэтому трудно предсказать, удастся ли защитным фотонным лучом их разобщить и ионизировать. Если это окажется возможным, то обязанности защиты корпуса ракеты снова возьмет на себя броня силовых полей.

Трение о вещество межзвездной среды несколько затормозит корабль даже при включенном защитном луче и магнитной броне. И так как полет будет продолжаться годами, уместно подумать о ликвидации последствий космического трения. Здесь можно представить себе ракету, оснащенную грандиозным прямоточным реактивным двигателем, наподобие авиационного. Только роль воздуха будет играть межзвездная среда. Встречные частицы должны быть ионизированы — с тем, чтобы электроны направить в прямоточный двигатель, а положительно заряженные атомные ядра отклонить в сторону. В двигателе электроны проаннигилируют с соответствующими по массе количествами позитронов горючего, что создаст реактивную тягу, вполне достаточную для преодоления космического трения. Расход «антивещества» тут будет столь же ничтожен, сколь ничтожен и встречный поток вещества.

Наконец последнее.

В нашей галактике существуют участки и целые области, так называемые облака межзвездного газа и межзвездной пыли, в которых концентрация вещества резко увеличивается (вплоть до сотен частиц в кубическом сантиметре). Полеты с очень большой скоростью, видимо, там будут опасны. Но уже сейчас существуют «карты» галактики, на которых отмечены огромные «коридоры прозрачности», где концентрация вещества низка. Вероятно, через них-то и пройдут трассы космических полетов.

Быть может, не так уже далек день, когда новые науки, такие, как космическая навигация и динамика межзвездной среды, получат права гражданства наряду с навигацией, аэродинамикой, гидродинамикой.

Подведем итоги. Мы видели, что трудностей при осуществлении идеи межзвездных полетов более чем достаточно. На одних мы остановились подробнее, о других упомянули вскользь, а о некоторых вообще не сказали ни слова. Но несмотря ни на что общий вывод таков: полеты по крайней мере к ближайшим звездам — вполне возможны. Ну, а к очень далеким звездам? Самой главной преградой в этом случае является необходимость запасать фантастические массы «топлива». Эти-то цифры и ограничивают «радиус действия» фотонной ракеты. Значит ли это, что расстояния в тысячи световых лет и более недостижимы для одного поколения путешественников! Нет, вовсе не значит.

Вспомним о непрерывно ускоряющемся прогрессе науки и техники, о том, какими оригинальными, порой неожиданными, оказываются решения «безнадежных проблем». Характер неожиданностей зачастую таков, что пока они не появились на свет и не зажили своей повседневной жизнью, человеческий ум даже отдаленно не в силах представить их себе. Разве мог бы кто-либо лет 60 тому назад предвидеть поразительные следствия теории относительности? Или квантовой механики? То, чем мы сейчас гордимся — современный уровень знаний, развитие техники и производительных сил,— покажется нашим потомкам столь же скромным, сколь скромным представляется нам технический уровень средневековья.

Вот почему, обсуждая сегодня трудности межзвездных полетов, бессмысленно претендовать на какие-то окончательные решения. Более того, мы действительно не можем исключить принципиальную возможность создания до сих пор не известных принципов передвижения в межзвездном пространстве, совершенно иных, нежели фотонные ракеты.

Но если в будущем для межзвездных полетов воспользуются именно фотонной ракетой, то и в этом случае, безусловно, найдутся десятки методов, для нас неожиданных и оригинальных, с помощью которых удастся снять обсуждавшиеся выше трудности.

РЕДАКЦИЯ: а вот еще одно мнение — о скоростях межзвездного полета и преодолимости космической среды.

А Чудаков: НЕ ПРЕУВЕЛИЧИВАТЬ ОПАСНОСТЕЙ

Полететь к звездам можно лишь очень сильно увеличив скорости движения ракет — в тысячи раз по сравнению с тем, что достигнуто сегодня. Задача эта настолько сложна, что перед ней бледнеют другие трудности полета, в частности опасности, таящиеся в космической среде. Поэтому целесообразно исходить из такой скорости полета, которая является необходимой и возможной (хотя бы в научно-фантастическом плане].

Мне кажется, что такая скорость заключена в диапазоне от 10 до 100 тысяч километров в секунду. С точки зрения расхода энергии подобные скорости достижимы, если удастся осуществить совершенный реактивный двигатель, использующий реакцию деления ядер урана или реакцию синтеза легких ядер. А увеличение скорости ракеты вплоть до приближения ее к скорости света (300 тысяч километров в секунду) не только технически нецелесообразно и, по-видимому, невозможно, но и не вызывается необходимостью. Действительно, для приближения к скорости света потребуется огромный и неоправданный расход топлива, которое пойдет не на прирост скорости, а на ненужное увеличение кинетической энергии корабля. Время же путешествия при этом уже существенно не сократится.

В пользу полета со скоростью, близкой к скорости света, приводят обычно тот аргумент, что при этом в соответствии с теорией относительности, замедлится течение времени в движущемся корабле и соответственно увеличится продолжительность жизни экипажа. Однако можно ожидать, что будущее развитие биологии и медицины позволит решить задачу чисто биологического замедления темпа человеческой жизни и соответствующего ее продления для экипажа межзвездного корабля.

Этот путь представляется мне несравненно более реальным и перспективным, чем указываемый теорией относительности.

Остановимся теперь на опасностях со стороны межзвездного вещества, которым посвящена статья инженера Карева. Если исходить из разумной скорости, скажем 30 тысяч километров в секунду, то эти опасности кажутся сильно преувеличенными.

Во-первых, сила сопротивления межзвездного газа ничтожна практически при любых скоростях. Так, при скорости 0,1 скорости света и лобовом сечении корабля в 10 квадратных метров эта сила составит всего около одного миллиграмма. А при скорости 0,999 скорости света эта сила увеличится только до нескольких граммов. Таковы результаты моих вычислений, которые, как видно, гораздо более приятны для энтузиастов космонавтики, чем выводы инженера Карева.

Указанная в той же статье опасность от радиации, вызываемой межзвездным газом, действительно существует. О ней говорил также американский физик Ван Аллен. Однако при скорости корабля в 30 тысяч километров в секунду защита от этой радиации не только легко осуществима, но и не потребует каких-либо тяжелых устройств.

Лобовая часть корабля при такой скорости будет подвергаться бомбардировке протонами с энергией около пяти миллионов электрон-вольт и электронами с энергией около 2,5 тысячи электрон-вольт. Как протоны, так и электроны с такой энергией не создают сильного проникающего излучения. Помогает то обстоятельство, что протоны, тормозясь о материал ракеты, практически вовсе не создают электромагнитного излучения. При увеличении скорости до 100 тысяч километров в секунду защита тоже возможна, хотя вес ее устройств будет уже существенным. Таким образом, межпланетный газ не является серьезным препятствием на пути к звездам.

Метеоритная опасность представляется более существенной. Она сильно увеличивается с повышением скорости ракеты. Ведь тогда энергия, выделяющаяся при столкновении с метеоритом данной массы, быстро растет. Кроме того, столкновения становятся чаще.

Встречи корабля с метеоритами опасны в двух отношениях. Самые мелкие метеориты (микрометеориты) приведут к своеобразному износу корпуса ракеты: поверхность ее лобовой части будет разрушаться и испаряться. Вместе с тем существует вероятность столкновения с крупными кусочками вещества. Встреча с ними грозит взрывом, способным разрушить корабль.

Реальная оценка этой опасности зависит от действительной концентрации микрометеоритов в межзвездной среде. Сейчас эта концентрация нам неизвестна. И она может оказаться значительно меньшей, чем в солнечной системе.

Однако если даже принять эту максимальную концентрацию микрометеоритов, то и в таком случае вывод о невозможности полета со скоростью в несколько десятков тысяч километров в секунду был бы преждевременным. Я думаю, что даже в таких условиях техническая задача создания защиты не будет неразрешимой. Например, можно вынести защиту вперед — чтобы взрыв при встрече с крупной частицей произошел далеко от корабля. Кроме того, защита может быть многослойной, изнашиваемые части допустимо заменять в полете и т. д.

Метеоритная опасность является дополнительным аргументом против скорости движения, близкой к скорости света. Но нельзя считать эту опасность непреодолимым препятствием.

Когда строилась первая железная дорога, нашлись пессимисты, утверждавшие, что люди в вагонах будут «сходить с ума» уже при скорости 30—40 километров в час «из-за слишком быстрого мелькания пейзажей за окнами». Но прошли годы, поезда движутся со скоростью более 200 километров в час, а пассажиры здоровы и чувствуют себя отлично.

Видимо, нечто похожее совершится и в космосе.

Советские специалисты первыми заставили баллистическую ракету служить великим мирным целям — проникновению в космическое пространство. По их прекрасному почину еще одной великолепной возможностью приложения коллективных усилий человечества стало освоение Вселенной. Несомненно, что именно такие усилия будут необходимы для разработки проектов и сооружения галактических кораблей.

Нам представляется закономерным, что уже сегодня в глубоком тылу советской астронавтики продумываются принципиальные возможности создания звездных лайнеров. В то же время, можно встретить высказывания о том, что сегодня человек еще совершенно не в состоянии предвидеть пути создания звездолетов.

Но, право, даже скептикам должно быть ясно, что не сотни тысяч лет, а, по-видимому, не более чем столетие отделяет нас от времени, когда будут осуществлены первые проекты галактических кораблей. А раз это так, то пришло время продумывать принципы, на которых они будут основаны.

Вспомним о том, что полет к Луне, замысленный пионером ракетной техники К. Э. Циолковским в начале нашего века, осуществился уже через полстолетия. А ведь когда Циолковский начинал работать над ракетой для полета в мировое пространство, лишь несколько человек на Земле (в частности русские ученые Менделеев, Рыкачев) принимали и поддерживали его идеи.

Теперь, в первые годы космического века, глубокая убежденность в необходимости и осуществимости межпланетных, а в будущем и межзвездных полетов стала достоянием миллионов людей. Как же можно отказываться от окрыляющих попыток заглянуть в будущее? И разве сегодняшние грандиозные достижения всех отраслей науки и техники, штурмующих небо, не дают нам достаточных оснований для этого?

Несомненно, что в ходе научного предвидения будущего космических кораблей важно и полезно предугадать и препятствия на пути их создания. Ибо только зная природу и сущность препятствия, можно искать способы и средства его обхода или преодоления. Но тем более удивительными кажутся высказывания отдельных специалистов (обычно знаков в весьма узкой области), которые, вскрывая те или другие частные трудности, делают поспешные выводы о том, что задача достижения околосветовых скоростей полета вообще не может быть решена.

Сама жизнь убеждает нас в том, что неприступных рубежей нет, есть лишь такие, которые сейчас не могут быть преодолены наукой и техникой. Пессимизму нет места в науке!

Для создания галактических кораблей придется перевалить через гималаи трудностей, вершины многих из них еще даже скрыты за облаками незнания. Но восхождение в космос уже началось, и «путь осилит идущий». Именно поэтому мы не собираемся сегодня давать рецепты, которые помогут преодолеть все обрывы и пропасти, стоящие на пути к созданию «...великого лебедя, достигающего звезд», — как писал Леонардо да Винчи.

В этой статье на нескольких примерах мы покажем лишь пути решения проблем, которые на первый взгляд могут представиться принципиально неразрешимыми. То, что сегодня удается наметить, по-видимому, не единственные решений. И это само показывает, что и другие препятствия, стоящие на дороге к звездам, преодолены наукой и техникой.

Чтобы судить, насколько осуществима инженерная конструкция, нужно прежде всего вообразить, что она должна собой представлять. При этом, разумеется, не следует «слишком замахиваться», думать, что сразу удастся до конца решить все сложнейшие вопросы. Только поднимаясь со ступеньки на ступеньку, от одного свершения к другому, можно подойти к звездолету самых больших возможностей. А на первой ступеньке этой грандиозной лестницы во Вселенную придется бороться за наиболее «легкую» задачу — готовить полет к ближайшей звезде, к Проксиме Центавра. По-видимому, это и есть первый разведывательный межзвездный маршрут.

Расстояние до Проксимы и обратно свет, движущийся с наибольшей возможной в нашем мире скоростью, пролетает за 8,54 года. Это расстояние во столько же раз больше отделяющего Землю от Солнца, во сколько раз двадцатиэтажное здание выше лезвия безопасной бритвы, положенного плашмя у его подножия. Вот какое расстояние нужно проделать даже первому разведывательному экипажу. И при этом не может быть никакой речи о вынужденной посадке.

Условимся, что полет не может продолжаться дольше срока творческой жизни одного поколения, чтобы члены экипажа, вернувшись, успели рассказать обо всем, что им удалось увидеть. Больший срок следует отвергнуть еще и потому, что на Земле за это время могут быть созданы куда более совершенные звездные корабли. И мало того, что они раньше слетают к первой заветной цели. Придется еще разыскивать «слишком медлительных» путешественников вместе с их уже давно устаревшими и потерявшими ценность новостями.

Теперь, когда мы представили себе наименьшее из межзвездных расстояний и выбрали наибольшее возможное время путешествия, нетрудно определить ускорение (скорость набора скорости), которое может устроить астронавтов для полета по самому выгодному маршруту (где потребуется наименьшая затрата энергии). При этом разгон должен продолжаться до полпути к Проксиме, когда скорость достигнет почти третьей части световой. Далее последует торможение до входа в систему этой звезды, затем снова разгон и торможение до возвращения в систему Солнца. Ускорение при этом должно быть очень малым — составлять всего пятидесятую часть того, с которым тела падают на Землю. Но на каждые 1000 тонн земного веса корабля при его старте с орбиты спутника Земли или Солнца потребуется создать по крайней мере 20 тонн стартовой тяги, которая затем будет постепенно уменьшаться по мере расхода горючего и, следовательно, уменьшения массы корабля.

Какое же «рабочее тело» нужно выбрасывать из сопел двигателей, чтобы создать необходимую тягу и набрать нужную скорость? Выгоднее всего для этого использовать потоки электромагнитных волн, ибо «порции излучения» (кванты) таких волн движутся со скоростью около 300 000 километров в секунду — наибольшей возможной в нашем мире. Для создания каждой тонны тяги за счет электромагнитного излучения потребуется установочная мощность 3 миллиарда киловатт. Значит, 60 миллиардов киловатт — такова установочная мощность, необходимая для получения всего лишь 20 тонн тяги.

Сказанное, кстати, свидетельствует о совершенной беспочвенности проектов звездолетов, в которых для создания тяги предполагается использовать электромагнитные волны видимого света и обычные зеркала из металла. Дело в том, что даже самое лучшее полированное зеркало поглощает около пяти процентов отраженного им света. Значит при тяге всего 20 тонн ежесекундно 210 миллиардов калорий тепла будет поглощаться в материале зеркала. В результате и зеркало, и «световой» звездолет, и его незадачливый изобретатель, если он вздумает сам полететь в космос, почти мгновенно испарятся.

В чем же выход?

Идея «магнитного зеркала», изложенная А. Дмитриевым, представляется небезынтересной. Но и это не единственная надежда.

По-видимому для звездных кораблей можно будет использовать электромагнитные волны большой длины — типа волн радиолокации и телевидения, волн метрового диапазона,— ибо они значительно меньше поглощаются в отражающих их экранах, чем волны видимого света.

Современная радиолокационная станция с решетчатым экраном, который, очевидно, довелось видеть каждому читателю (хотя бы на картинке), если ее забросить в космическое пространство, начала бы, правда, неприемлемо медленно, медленнее улитки, разгоняться, отталкиваясь от потока электромагнитных волн, отбрасываемых ее экраном. Вот он — прототип галактического корабля! Но такая автономная станция слишком тяжела, имеет при этом относительно малую мощность и может быть снабжена слишком ограниченным запасом энергии.

Сколько же энергии нужно потратить, чтобы осуществить полет к Проксиме? Какое топливо и в каком количестве нужно запасти на борту корабля?

Пусть звездолет, стартующий к Проксиме, весит 1000 тонн, причем возвращается к Солнцу лишь 200 тонн. Для такого полета понадобилось бы потратить примерно пятую часть энергии всех химических топлив, разведанных на нашей планете, или 200 000 тонн урана-235, или 15 000 тонн дейтерия и трития, сырья еще не освоенной в мирных целях термоядерной реакции.

Ясно, что все это неосуществимо. Нельзя такое количество топлива вложить в 1000 тонн стартового веса, как невозможно втиснуть арбуз в маковое зернышко.

И лишь одна тропинка, как думается теперь, может провести нас сквозь дремучий лес трудностей к заветной цели — использование управляемой реакции аннигиляции.

Уже сейчас в специальных экспериментах удается получать взаимодействие отдельных частиц антивещества — вещества навыворот — с частицами привычного нам вещества. Как порох и огонь, мгновенно взаимодействуют между собой и аннигилируют частицы с античастицами. При этом выделяется огромное количество энергии. Если при ядерных реакциях используются лишь тысячные доли массы вещества, а при термоядерных — сотые, то в ходе аннигиляции вещество почти нацело (после цепочки мезонных превращений) преобразуется в излучение, главным образом в гамма-лучи. Эти слишком жесткие лучи прошли бы сквозь зеркала-отражатели, как вода через сито. Поэтому, если применять не «магнитные зеркала», а обычные решетчатые экраны, гамма-излучение придется преобразовать в волны метрового диапазона. Такие волны хорошо отражаются зеркалом в виде металлической решетки.

Если хотя бы эти задачи будут решены, станет возможно создать минимальный звездолет приемлемых размеров. При этом из каждой тысячи тонн веса стартующего звездолета придется израсходовать для обеспечения его энергией всего лишь 200 тонн — пятую часть его веса. Значит минимальный галактический корабль удалось бы построить в одной ступени!

Несравненно сложнее будет соорудить многоступенчатый максимальный звездолет, способный совершить полет к дальним звездам.

Расчеты показывают, что гигантский четырехступенчатый корабль, снабженный экраном диаметром около трех с половиной километров и с последней ступенью, близкой по размерам к минимальному звездолету, при стартовом весе 300 000 тонн мог бы вернуть в систему Солнца всего 200 тонн груза и обеспечить наибольшую скорость 0,94 от скорости света. Дальнейший прирост скорости всего на один процент потребовал бы увеличения стартового веса еще на 200 000 тонн, что представляется нецелесообразным.

Однако такой максимальный звездолет позволил бы добраться уже до одного из пяти тысяч ближайших звездных миров и, может быть, встретиться с разумными существами, обитающими на планетах возле некоторых из них.

Ожидание опасности обычно куда страшнее ее самой. Может быть, поэтому накануне запуска искусственных спутников Земли одному из авторов настоящей статьи — профессору Станюковичу — представлялось, как и многим другим специалистам, что этим посланцам в космос не поздоровится, что они будут сравнительно быстро уничтожены метеоритами. На самом же деле многочисленные спутники были выведены на орбиты и прожили полностью весь заданный им срок. По-видимому, лишь один-единственный из маленьких американских спутников был «сбит» метеоритом.

Теперь можно не сомневаться в том, что в пределах солнечной системы, на межпланетных скоростях люди сумеют защитить свои корабли, уберечь их от метеоритов. Если понадобится, можно будет, например, использовать ряд космических «зонтов», за которыми укроется межпланетный корабль. Но удастся ли уберечь от разрушения звездный корабль, годами мчащийся со скоростью, близкой к световой! Ведь для него опасны не только метеориты, но даже атомы газов, рассеянные в межзвездном пространстве. Они будут взаимодействовать со стремительным, как луч света, галактическим кораблем, разрушая ядра атомов материалов, из которых он создан, пробивая его стенки и вызывая «ливни» частиц, губительные для экипажа и аппаратуры.

Да, опасности такого взаимодействия уже давно известны. Но дает ли это основание безаппеляционно утверждать невозможность полетов на околосветовых скоростях!

Мы верим, что человеческая изобретательность поможет преодолеть и этот барьер.

Известно, что самолет, движущийся в атмосфере, как бы возмущает ее спокойствие, уплотняя слои воздуха перед собой. Уплотнение передается во все стороны, в том числе и слоям воздуха, расположенным далеко перед самолетом. Уплотнение как бы предупреждает среду о приближении самолета, и воздух «приспосабливается» к тому, чтобы его обтечь. Однако уплотнение распространяется в воздухе не мгновенно, а со скоростью звука. Если самолет сам летит с этой скоростью, то «предупреждение» среды прекращается. Самолет будет встречаться с воздухом, «не подготовленным» к его обтеканию. На передних частях самолета образуется ударная волна — постоянно обновляющаяся «шапка» сжатого воздуха.

Нечто подобное произойдет и со звездолетом, который движется в чрезвычайно разреженном межзвездном газе, при ударах о корпус фотонной ракеты частиц, летящих со скоростью, предельно близкой к скорости света (когда массы их согласно теории относительности резко возрастают). При таких условиях возникнет излучение, выходящее из брони ракеты и направленное вперед. Этот луч будет воздействовать на новые частицы, летящие навстречу ракете, и они, в свою очередь, превратятся в излучение. Весьма быстро установится такой режим «обтекания» ракеты потоком частиц, когда на некотором расстоянии от нее практически вся масса встречного вещества будет переходить в излучение.

Для поддержания подобного режима достаточно, чтобы на поверхность ракеты попадала ничтожнейшая (всего одна стотысячная] часть встречных частиц (так как уже при скорости 1000 километров в секунду начинаются ядерные процессы, поддерживающие такой режим].

Поверхность, где совершится «переработка» космических частиц в излучение, будет находиться на довольно большом расстоянии от ракеты — порядка сотен километров. Поэтому общее количество излучения, дошедшего до корабля, будет в сотни тысяч раз меньше, чем при его непосредственном воздействии на броню ракеты. Если же перед ракетой расположить защитное устройство, например «зонт» из свинца, корабль подвергнется еще меньшему воздействию со стороны метеорной материи.

Правда, при скорости, не предельно близкой к световой (например 290 000 километров в секунду), подобной самоэкранировки не получится. Ведь тогда излучение, идущее от брони ракеты, будет незначительно, так как массы частиц, соударяющихся с ней, еще относительно малы. А это значит, что перед ракетой уже обязательно придется размещать солидные защитные экраны. Выходит, казалось бы, парадокс: с приближением скорости ракеты вплотную к световой безопасность полета возрастает. Вывод для пессимистов, по-видимому, неожиданный!

Независимо от скорости удара, если только эта скорость превышает 1000 километров в секунду, на поверхности экрана будут происходить ядерные процессы, сопровождающиеся переходом примерно тысячной доли массы вещества частиц в излучение. Остальная энергия пойдет на разогрев брони. Отсюда легко подсчитать объем брони, которая испарится и просто разрушится. Результат подсчета таков: встреча со звездолетом грамма частиц будет эквивалентна взрыву двадцати тысяч тонн тола! На первый взгляд неприятная перспектива!

Но отчаиваться рано.

Читатель познакомился с разными взглядами на проблему межзвездных полетов: от резкого отрицания — «они невозможны» — до уверенности в том, что в грядущем их все-таки удастся осуществить. Несомненно одно: на пути к звездам стоят необычайные трудности. Пожалуй, напрасно некоторые авторы фантастических произведений чрезмерно облегчают эту титанически сложную задачу. Перед наукой и техникой лежит здесь еще необозримая целина неоткрытого, нерешенного. Чтобы поднять эту целину, потребуются годы, десятилетия, а может быть и столетия упорного, самозабвенного труда ученых и инженеров. Трудности гигантские — и все же человеческая мысль настойчиво прорывается к звездам. Они должны быть достигнуты! Большинство авторов, которые приняли участие в нашей своеобразной «дискуссии», видит, хотя, может быть, еще очень далекие, но обнадеживающие пути. И несомненно, что все возрастающее могущество нашей науки, нашей индустрии строящегося коммунизма приведет в конце концов к осуществлению и этой страстной мечты человечества.

Грамм межзвездного вещества квадратный сантиметр поверхности ракеты встретит на грандиознейшем расстоянии — в триста тысяч раз большем, чем до Проксимы Центавра. А в полете до Проксимы и обратно к Земле на квадратный сантиметр брони ракеты космическая среда подействует лишь, как шестьдесят килограммов тола. Если полет займет десять лет, то каждые полтора часа на каждом квадратном сантиметре «взорвется не более грамма тола». Для защиты здесь уже вполне достаточны многослойные экраны. Как видите, ничего страшного.

Все эти рассуждения носят, конечно, весьма предварительный характер. Однако хочется привести еще одно, пожалуй самое веское, доказательство возможности защиты ракеты при скорости, близкой к световой.

Расчет показывает: на ракете можно установить своеобразный «расчищающий излучатель» — фотонный «прожектор», луч которого уничтожит встречные частицы, подобно тому, как поездной снегоочиститель сметает снег с рельсов. Энергии на это потребуется немного (по сравнению с энергией, используемой в двигателе ракеты).

Мы не сомневаемся, что по мере устройства земных дел все большая и большая часть ресурсов нашей планеты и нашей энергии будет направлена на покорение Вселенной.