Эльдорадо - [16]

Перевел с английского Андрей НОВИКОВ

© Tom Ligon. El Dorado. 2007. Печатается с разрешения автора. Рассказ впервые опубликован в журнале «Analog» в 2007 году.

Примечание переводчика

Используемый в современной авиации прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ПВРД) устанавливают на сверхзвуковых самолетах. В отличие от турбореактивных двигателей он почти не имеет движущихся частей и наиболее эффективен при высокой скорости полета в верхних слоях атмосферы. Принцип его работы основан на том, что объект, движущийся в воздухе с высокой скоростью, создает высокое давление перед собой и область низкого давления позади себя. Высокое переднее давление загоняет поток воздуха в трубчатый двигатель, где он смешивается с топливом в камере сгорания, нагревается до высокой температуры и выходит через сопло со сверхзвуковой скоростью.

Основанный на этом же принципе метод разгона космических кораблей был предложен в 1960 году физиком Робертом У.Буссаром (Robert W.Bussard) как вариант ракеты с термоядерным двигателем, способной развить огромную скорость при межзвездных перелетах, и ныне известен как прямоточный реактивный двигатель Буссара (ПРДБ). Двигатель использует огромное - до тысяч километров - электромагнитное поле в форме воронки для улавливания и сжатия водорода, находящегося в межзвездной среде. Высокая скорость загоняет водород во все более узкое магнитное поле, сжимая его до тех пор, пока не начнется термоядерная реакция. Далее магнитное поле направляет струю продуктов термоядерной реакции в виде реактивного выхлопа.

Главная проблема использования ракетных двигателей - огромное количество топлива. Поскольку топливо тоже необходимо разгонять вместе с кораблем, это приводит к экспоненциальному возрастанию массы корабля. ПРДБ обходит эту проблему тем, что не берет топливо с собой. Идеальный ПРДБ теоретически может разгоняться бесконечно. Но поскольку торможение при улавливании межзвездного вещества возрастает вместе со скоростью, у такого корабля будет иметься предельная скорость, при которой торможение станет равным тяге. Для создания положительной тяги термоядерный реактор должен обладать способностью осуществлять реакцию без существенного торможения поступающих в него ионов (относительно скорости корабля).

Собранное воронкой вещество может служить рабочим телом для плазменного реактивного двигателя, ионного реактивного двигателя и даже реактивного двигателя на аннигиляции вещества и антивещества. Межзвездная среда содержит в среднем 10^-21 кг массы на кубометр пространства, в основном в форме неионизированного и ионизированного водорода, с небольшой примесью гелия и без значимых примесей других газов. Это означает, что воронка должна прочесать 10¹⁸ кубометров пространства, чтобы собрать 1 грамм водорода.

Очевидным источником энергии, предложенным Буссаром, является термоядерный синтез на основе слияния ядер водорода (протонов) - наиболее распространенного компонента межзвездного газа. К сожалению, добиться слияния протонов чрезвычайно трудно. Поэтому источниками энергии для межзвездного ПРДБ должны быть другие термоядерные реакции, однако нужные изотопы в космосе очень редки, и запас топлива надо будет везти с собой. Реактор может работать, используя известные реакции слияния дейтерия и другого изотопа водорода, трития.

Один из вариантов конструкции ПРДБ читатели могут увидеть на обложке журнала.

[1]Орбитальный резонанс возникает, когда два небесных тела оказывают регулярное и периодическое гравитационное влияние друг на друга, обычно из-за того, что периоды их обращения выражаются соотношением двух простых чисел. Орбитальные резонансы значительно усиливают взаимное гравитационное влияние двух тел. В большинстве случаев они приводят к нестабильному взаимодействию, при котором тела обмениваются моментами движения и меняют орбиты, пока резонанс не прекращается. При некоторых обстоятельствах резонансная система может быть стабильной и самоподдерживающейся, при этом тела остаются в резонансе. (Здесь и далее прим. перев.)

[2]Дейтерий, «тяжелый водород», в природной воде содержится в ничтожных количествах в форме «тяжелой воды» (D₂О). Гелий-3, легкий и нерадиоактивный изотоп гелия, на Земле встречается очень редко. Оба вещества могут служить «топливом» для термоядерного синтеза, который пока осуществлен только в форме водородной бомбы.

[3]Любой материал, который в конечном итоге выбрасывается из сопла ракетного двигателя, создавая тягу. Релятивистские частицы имеют скорость, близкую к скорости света, при которой начинают действовать принципы теории относительности.

[4]«Лига SETI» (SETILeague) - основанная в 1994 году бесприбыльная международная образовательная и научная организация, объединяющая специалистов-энтузиастов, занятых поисками внеземных цивилизаций. В 2000 году лига объединяла около 1200 членов в 59 странах и использовала около 100 частных радиотелескопов. Возникла после того, как в октябре 1993 года NASAпрекратила финансирование первоначального проекта SETI. Сейчас возглавляет лигу ее почетный директор (доктор SETI) американский ученый и инженер Поль Шач.