- •Физическая механика межзвездного полета Казань
- •Издание осуществлено по решению Экспертного совета ан рт при финансовой поддержке фонда ниокр рт (грант № 05-5.2-212/2003 (ф))
- • У.Н.Закиров, 2003
- •Предисловие
- •Посвящаю
- •Введение
- •Глава 1. Астрономические целевые объекты
- •1.1. Зона Оорта
- •1.2. Координаты –Центавра
- •1.3. Внесолнечные системы с экзопланетами
- •Класс звезды ее планеты
- •1.4. Состав вновь открытых внесолнечных систем
- •Глава 2. Дифференциальные уравнения релятивистской баллистики
- •2.1. Уравнения Эйнштейна
- •2.2. Решение Шварцшильда как базовая метрика
- •2.3. Уравнения релятивистской баллистики
- •2.4. Кинематика движения с постоянным реактивным ускорением
- •2.5. Кинематика движения с постоянной реактивной тягой
- •2.6. Кинематика движения с постоянной мощностью
- •Глава 3. Расчеты траекторий к целевым объектам
- •3.1. Комбинированный метод разгона (торможения) ракеты
- •3.2. Полет к экзопланетам
- •3.3. Полеты к ближайшим звездам
- •Глава 4. Равновесное движение ракеты при компенсировании внешнего сопротивления реактивной тягой
- •4.1. Основное дифференциальное уравнение с эффективной массой
- •4.2. Кинематика движения
- •Глава 5. Движение ракеты в сильном гравитационном поле
- •5.1. Особенности движения в поле Шварцшильда
- •5.2. Переходные режимы от сильного поля к слабому
- •5.3. Особенности оптимального выведения ракеты в поле Шварцшильда
- •5.4. Вопросы устойчивости ракеты (зонда) вблизи “черной дыры”
- •Глава 6. Оптимальный подбор ступеней
- •6.1. Номограмма подбора ступеней
- •6.2. Оптимальный подбор ступеней
- •Глава 7. Энергетические оценки межзвездных полетов
- •7.1. Сравнение эффективности различных видов топлива и соответствующих им траекторий
- •Глава 8. Межзвездная космонавтика как альтернатива исследования строения вселенной учеными на земле
- •Заключение
- •Основные обозначения
- •Литература
- •420044, Г. Казань, ул. Волгоградская, 49
- •420005, Г. Казань, ул. Б.Красная, 34/16
Глава 8. Межзвездная космонавтика как альтернатива исследования строения вселенной учеными на земле
Почти все открытые физические законы основаны на изучении природы Земли и ее атмосферы, а также на исследовании специально поставленных опытов на базе материалов, добытых и полученных на Земле. Расширение знаний на Солнечную систему и на звезды также произошло после фундамента физики, основанного на Земле. Телескоп “Хаббл” и иные специализированные научные спутники, датчики гравитационных волн расширяют наши познания о “черных дырах”, двойных системах и т.д.
Что касается теории строения Вселенной (космологии), то здесь уже много лет создаются весьма интересные теоретические конструкции, основанные на ограниченных опытных данных. Эти ограничения связаны с рядом нерешенных фундаментальных проблем, в частности, с объяснением природы гравитации, как работают законы взаимодействия тел в иных солнечных системах, какова природа межзвездного пространства, ее геометрия вне Солнечной системы? Какова физика иных солнц вблизи? Много тайн хранят “черные дыры” и двойные системы; не раскрыты тайны темного вещества в видимой Вселенной. Все это затрудняет создание полной законченной теории Вселенной.
Большинство вышеупомянутых научных проблем могут решаться с помощью информации, полученной с борта межзвездного корабля и передаваемой на Землю (речь пока идет о полетах к ближайшей звезде Проксима и экзопланете системы “Глиезе 876”, поскольку научную информацию с борта на Земле можно получить за обозримое время). В целом научная стратегия полета межзвездного Зонда, по мнению М.Я.Марова [6], должна предусматривать: а) изучение физических характеристик межзвездного и околозвездного пространства; б) обнаружение планетных систем и исследование уже обнаруженных; в) попытки обнаружения сигналов внеземных цивилизаций (ВЦ) и установление с ними контактов. Задачи разделов а) и б) являются взаимодополнительными, другими словами, согласно Брейсуэллу [17], Зонд должен заниматься всеми основными видами “космической науки”. Принципиальной основой комплекса научных приборов является использование пассивных дистанционных методов, включающих периодический телевизионный “репортаж” в видимой и ближней инфракрасной области спектра (одновременно служащий целям привязки и автономной навигации) и измерения в нескольких наиболее характерных областях рентгеновского, ультрафиолетового, инфракрасного спектра и радиоволн. Необходимы магнитометрические и плазменные (частица и волны) измерения в широком энергетическом диапазоне и исследование пылевой компоненты. Весь комплекс измерений должен обладать высокой степенью автономии с точки зрения предварительного анализа полученной информации с целью повышения эффективности использования канала радиосвязи и бортовой энергетики. Задачи раздела а) требуют оснащения дополнительными средствами, включающими “ощупывание радиомаяком” по перестраиваемой программе, способность идентифицировать “разумности” сигналов или запросов от ВЦ и введение при необходимости определенных коррекций в систему автономной навигации. Таким образом, речь идет не только о возможном обнаружении, но и о возможности установления контакта межзвездного Зонда с гипотетической ВЦ, “отклика на тест”, т.е. сообщении по ее запросу специального кода для связи с Землей.
Высокие требования
к комплексу научной аппаратуры, бортовой
автоматике и логике, включающей
многофункциональный бортовой компьютер,
надежности и долговечности систем
определяют облик Зонда [6]. Обеспечение
этих требований реализуемо при условии
на расстоянии более
световых лет, где
–
уровень сигнала,
–
уровень шума.
Таким образом, на наш взгляд, межзвездная космонавтика является альтернативой исследования строения Вселенной наземными методами.
