пространство

"Halo-engine" ще може да ускори космическия апарат почти до скоростта на светлината

През 2016 г. физикът Стивън Хокинг и милиардерътЮрий Милнър разкри план за пътуване до звездите. Така нареченият проект Breakthrough Starshot е програма за $ 100 милиона за разработване и демонстриране на технологиите, необходими за посещение на най-близката звезда. Потенциалните цели включват Proxima Centauri, система, разположена на около четири светлинни години, с няколко екзопланети, една от които наподобява Земята.

Проектни пробивни звезди

Планът на Хокинг и Милнър беше даИзградете хиляди малки космически кораби с размер на микрочип и използвайте светлината, за да ги ускорите до релативистична скорост - тоест близо до скоростта на светлината. Голям флот увеличава шансовете поне един от тях да пристигне безопасно. Всеки "звезден чип" е прикрепен към светло платно с размер на игрище за бадминтон и след това е облъчено с изключително мощни наземни лазери.

Лазерното движение има много предимства. Най-важното е, че космическият кораб не се нуждае от гориво и следователно не трябва да взима допълнително тегло с тях. Също така, с помощта на ускорението на светлинното платно, можете да ускорите кораба до 20% от скоростта на светлината. При този сценарий флотът ще пристигне в Проксима Центавър за по-малко от 30 години.

Фантастично мощните лазери, необходими за такава мисия, ще бъдат особено трудни и скъпи за развитие. Създава се очевиден въпрос: има ли друг начин за постигане на релативистични скорости?

Днес имаме един вид отговор, благодаряработата на Дейвид Кипинг, астроном от Колумбийския университет в Ню Йорк. Кипинг измисли нова форма на гравитационна прашка, същата технология, която НАСА използва, за да изпрати, например, космическия кораб „Галилео“ към Юпитер. Идеята е да се ускори космическият кораб, изпращайки го до огромен обект като планета. Така космическият кораб ще отнеме част от скоростта на планетата, ускори с негова помощ.

Гравитационните прашки правят страхотна работамасивни тела. През 60-те години физикът Фрийман Дайсън изчисли, че черна дупка може да ускори космически кораб до релативистични скорости. Но силите на космически кораб, който се приближава към такъв обект, най-вероятно ще го унищожат.

Затова Кипинг предложи умен алтернатива. Неговата идея е да насочи фотоните около черната дупка и след това да използва допълнителната енергия, която получават, за да ускори светлинното платно. "Кинетичната енергия на черната дупка се предава към светлинния лъч като синьо изместване, а при връщане фотоните не само ускоряват космическия кораб, но и добавят енергия към него", казва Кипинг.

Този процес зависи от изключително мощно гравитационно поле около черна дупка. Тъй като фотоните имат малка, но все още маса за почивка, това поле е в състояние да улови светлината в кръгова орбита.

Работата на Кипинг се основава на малко по-различенорбита, насочваща фотони, излъчвани от космическия кораб, около черната дупка и обратно - един вид орбита-бумеранг. По време на пътуването фотоните на бумеранга ще получат кинетична енергия от движението на черна дупка.

Именно тази енергия може да ускори космическотокораб, оборудван със съответното светлинно платно. Кипинг нарича идеята си "ореол". Ореолният двигател предава кинетичната енергия на движеща се черна дупка на космически кораб, използващ гравитацията. В този случай космическият кораб не консумира собствено гориво в този процес.

Защото ореолът използва движениечерна дупка, най-добре се прилага за двоични системи, в които черна дупка се върти около друг обект. След това фотоните получават енергия от движението на черната дупка в съответните точки в орбитата си.

И такъв двигател трябва да работи с всякаква маса,което е значително по-малко от масата на черната дупка. Кипинг казва, че с него са възможни механизми с размерите на една планета. Така една добре развита цивилизация може да пътува с релативистични скорости от една част на галактиката в друга, скачайки от една двоична система на черни дупки в друга. "Развита цивилизация може да използва концепцията за леко платно, за да постигне релативистични скорости и изключително ефективно движение", казва той.

Същият механизъм може да се забавикосмически кораб. Така тази напреднала цивилизация вероятно ще търси двойки двоични системи с черни дупки, които ще действат като ускорители и ускорители.

Млечният път съдържа около 10 милиардадвоични системи с черни дупки. Но Кипинг отбелязва, че най-вероятно ще има само ограничен брой траектории, които да ги свързват заедно, така че тези междузвездни магистрали вероятно ще бъдат много ценни.

Разбира се, технологията е необходимаИзползването на тази концепция в момента е извън обсега на човечеството. Но астрономите трябва да могат да разберат къде се намират най-добрите звездни магистрали, както и да търсят техно-подписи на цивилизациите, които могат да ги използват.

Е, може би един ден можем да ги яздим. Бихте ли се возили? Разкажете ни в нашия чат в Telegram.