«Техника-молодежи» 1979 №12, с.28-29

Призывая читателей принять участие в объявленной «Техникой — молодежи» (1976, № 11) программе КЭЦ по разработке прогнозов космической эволюции цивилизации, председатель ее координационного центра летчик-космонавт СССР В. Севастьянов писал: «Мы должны обсуждать и такие далекие проблемы, как выход человечества за пределы солнечной системы».

Но с помощью каких средств мыслимо осуществить этот второй после гагаринского, величайший шаг в космос? Теоретически обосновывавшиеся в 50-60-е годы релятивистские фотонные звездолеты, как уже стало ясно, реализовать на практике вряд ли удастся даже технике далекого будущего. «Звездолеты прямого луча», машины времени и нуль-пространства, антигравитационные и тахионные корабли сегодня полностью остаются на вооружении писателей-фантастов, и пока не видно никаких реальных путей, по которым их можно было бы перевести в арсенал ученых. Остается путь, указанный К. Э. Циолковским: превратить в космический корабль огромную естественную или искусственную планету, снабдить ее сверхмощным реактивным двигателем и отправиться в, путешествие с обычной космической скоростью, не пугаясь того, что путь займет десятки тысяч лет. «Для жизни одного человека, — писал основоположник космонавтики, — этот период времени, конечно, велик, но для целого человечества, так же как и для световой жизни нашего Солнца, он ничтожен. В течение десятков тысяч лет путешествия к другому светилу людской род, летя в искусственной обстановке, будет жить запасами потенциальной энергии, заимствованной от нашего Солнца».

Как же запасти столько энергии, чтобы ее хватило на десятки тысячелетий? Какими двигателями снабдить планету-корабль? Право решать эти вопросы Константин Эдуардович справедливо предоставил своим будущим последователям. Прошло почти 70 лет, к сегодня начинают появляться смельчаки, берущиеся оценить эту идею с позиций современной науки. Естественно, что они приходят к таким оригинальным решениям, которые могли бы удивить самого Циолковского. «Зачем запасать солнечную энергию? Повидимому, проще захватить с собой само Солнце и отправиться в полет на всей солнечной системе!» — так рассудили члены кружка «Космическое проектирование» Московского Дворца пионеров и школьников. И вот в результате работы О. Давыденковой, Б. Доронкина, А. Сулейманова, Ю. Стакуна, Н. Шаповалова к других ребят, которой мы большим увлечением руководим уже три года вместе со студентом М. Щеголевским, родился проект «Фара», суть которого состоит в следующем.

Представим себе, что солнечная система накрыта громадным экраном-полусферой, удерживаемой на постоянном расстоянии от Солнца и перекрывающей половину его излучения. При этом другая половина излучения, подобно лучам фотонного двигателя, создаст тягу, под действием которой система экран — Солнце начнет ускоряться, увлекая за собой всю солнечную систему. Если экран сделать отражающим и придать ему форму параболоида, в фокусе которого размещается Солнце, величина тяги будет максимальной, поскольку отраженные лучи будут отбрасываться параллельным пучком, как в прожекторах или автомобильных фарах.

Но каким образом удерживать экран около Солнца? В этом могут помочь силы взаимного притяжения экрана и Солнца и сила светового давления на экран.

Рассмотрим для примера две точечные массы, одна из которых излучает свет (см. схему). Эти массы расположены в пространстве, где достаточно учитывать только силы взаимного притяжения тел F_м, F_m и силу светового давления Q. Другими силами можно пренебречь. Силы F_м и F_m равны по величине, но обратны по направлению. Под действием силы F_м точка массой М будет двигаться в пространстве с ускорением а_м. Точка массой m будет двигаться под действием разности сил Q, и F_m с ускорением а_m.

Если ускорения а_м и а_m равны по величине и направлению, то обе точки при равных начальных скоростях будут двигаться в пространстве, сохраняя между собой постоянное расстояние. Это условие можно записать:

Точно так же смогут двигаться экран и Солнце. Значит, с физической точки зрения создание двигателя для солнечной системы возможно!

При заданных размерах экрана масса его должна иметь вполне определенное значение. Так, при размерах, сопоставимых с радиусом земной орбиты вокруг Солнца, масса экрана, имеющего абсолютно отражающую поверхность, должна быть близка к значению 10²³ г, что в 10 тыс. раз меньше массы Земли.

Масса, приходящаяся на 1 м² площади экрана (погонная масса), будет равна нескольким граммам. Такую массу имеют тонкие пленки.

Для того чтобы пленка сохраняла форму параболоида, надо создать условия, при которых для каждого элемента поверхности, находящегося под действием всех приложенных к нему внешних сил, выполнялось бы вышеприведенное равенство. Такие условия можно попытаться создать, используя закрутку вокруг оси симметрии параболоида.

При реализации этих условий конструктивное решение экрана и технология его сборки будут сравнительно простыми.

Максимальное ускорение, которое может приобрести система экран — Солнце, будет равно примерно 10^-10 см/сек².

С расчетным ускорением солнечная система может пройти путь до ближайшей к нам звезды за время около 10 млн. лет. Однако можно сократить этот срок различными способами. Например, увеличить мощность излучения Солнца в нужном направлении при помощи облучения лазером. При этом перегрева на Земле или, скажем, в районе экологического пояса не будет, так как излучение будет достаточно узким (как у двигателя ракеты), а отражение от экрана можно будет парировать дополнительными экранами или просто аккумулировать его энергию.

Главное преимущество проекта в том, что во время полета к звездам нам вовсе не надо будет покидать солнечную систему. А создание экрана можно совместить со строительством экологического пояса вокруг Солнца и преобразованием солнечной системы для нужд цивилизации. Подлетев к некоторой звезде, человечество получит возможность либо заменить ею Солнце, либо, «отпочковав» часть цивилизации, продолжить путешествие по Галактике.

Вариант возможного построения экрана.

Предвидим вопрос: «А как должна была бы выглядеть такая «Фара» со стороны?»

Прежде всего она имела бы движение, отличное по своему характеру от других светил. Еще деталь: в зависимости от ракурса наблюдения она бы светила в большей или меньшей степени в видимом или инфракрасном диапазоне. Кроме того, можно было бы наблюдать сравнительно узкий пучок света, исходящий из точечного источника.

Наблюдались ли подобные странные объекты в космосе? Недавно в прессе сообщалось, что радиоастрономы Калифорнийского технологического института открыли компактный объект, выбрасывающий узкую струю вещества протяженностью 6 световых лет. Энергия его выброса равна энергии 10 млрд. солнц. Объект находится в галактике, отстоящей от Земли на расстоянии 40 млн. световых лет и расположенной в созвездии Малой Медведицы. Хотя этот объект и нельзя прямо отождествить с системой, сооруженной по проекту, аналогичному проекту московских школьников, тут есть над чем поразмыслить!

Работа над проектом перемещающейся солнечной системы продолжается, включая в себя определение формы, размеров и конструктивно-силовой схемы экрана; расчет тяги и динамической устойчивости системы экран-Солнце; изучение строения галактики и выбор траекторий к звездам, которые могут стать целью путешествия; исследование возможности изменения направления вектора тяги в полете и многие другие сложные вопросы.

Юные астроинженеры приглашают всех читателей журнала принять участие в работе над проектом.