Корабль Дайсона – пилотируемый межзвездный колонизатор на микроволновом луче
Эрик М. Джонс
Научное отделение Земли и космоса, национальная лаборатория в Лос-Аламосе JBIS, 1985 г.
A MANNED INTERSTELLAR VESSEL USING MICROWAVE PROPULSION:A DYSONSHIP
Eric M Jones
Earth and Space Science Division, Los Alamos National Laboratory,
Los Alamos, NM 87545, USA.
JBIS 36-8(??):270-273 (1983-5??).
1. Введение
Фримен Дайсон [1] недавно предложил схему использования остронаправленного луча микроволн для разогнать парус, сделанного из тончайшей проволоки. Тончайший проводник сплетен в ячейки, ширина которых сопоставима с длиной отражаемой волны, и тем самым образует зеркало-парус. Малая поверхностная плотность такого паруса позволила бы развивать большие ускорения. Р. Форвард [2] сделал анализ легкого (килограммы) межзвездного зонда, запущенного с помощью 10 GW используя в качестве передатчика, передатчик орбитальной солнечной электростанции ОСЭС (Solar Power Satellite SPS). Однако, если парус Дайсона использовать для разгона пилотируемого судна до скорости, составляющей десятую света, требуемый предел прочности материала паруса и такелажа, крепящего судно к нему, будет составлять сотни килобар. Это прочность, которая намного больше, чем выдерживают обычные материалы. К счастью тонкие кремниевые волокна ("усы") выращенные из карбида кремния (SiC, карборунд) приближаются к требуемой прочности и их можно уже сейчас получать в лаборатории [3]. В этой короткой работе я схематически изучу вопрос о возможности построения межзвездного корабля-колонизатора, использующего микроволновый луч как тягу. Концептуально эта схема напоминает звездолет со световым парусом, который эскизно набросали Мэтлофф и Мэлов (Matloff and Mallove ) [4].
2. План миссии
Естественно, гораздо менее дорогим способом колонизации была бы отправка к звездам генетических материалов на попечение роботов и компьютеров, что исключило бы "человеческий фактор" в процессе полета. И хотя такая идея - интересная техническая задача, она мало привлекательно для авантюрного духа человека [5]. Поэтому позволю себе явно предположить, что под колониальной экспедицией мы подразумеваем группу людей "из плоти и крови" летящих к ближайшей звезде, а их путешествие в один конце должно занять время, меньшее, чем средний срок человеческой жизни. Мы предположим, что эти люди уже хорошо адоптировались для жизни в космосе, живя в течение нескольких поколений во внеземных искусственных колониях. По прибытии к своей цели, эта группа колонистов будет разрабатывать астероиды на орбите звезды или добывать материалы на маленьких лунах, извлекая из них сырье, которое используют для строительства искусственных поселений, расширяя тем самым пространство обитания для своей растущей популяции. Если предположить, что целью экспедиции должна быть одиночная звезда типа Солнца, такая, что в ее окрестности найдутся необходимые строительные материалы, то звезда Барнарда на расстоянии 5.9 световых лет могла бы оказаться неплохим кандидатом. Полет по инерции со скоростью в десятую часть от скорости света позволил бы совершить путешествие туда приблизительно за 60 лет. Если мы предположим, что разгоняться корабля будет в 10% от ускорения земной гравитации, то судно могло бы достичь такой скорости в течение одного года. Торможение у цели можно было бы осуществить с использованием электромагнитных методов, реактивным двигателем или комбинацией этих средств.