Художник Марк Рейдмейкер (Mark Rademaker) представил серию иллюстраций (PDF-файл), изображающих различные отсеки космического корабля будущего, способного перемещаться между планетными системами со скоростью выше световой. Дизайн, придуманный Рейдмейкером, основан на настоящих научных фактах и обоснованных гипотезах. Несмотря на то, что такой корабль вряд ли появится в ближайшие годы, понимание его устройства может приблизить тот день, когда путешествия по Галактике станут рутиной.
Единственный реально существующий космический аппарат, который вышел за пределы Солнечной системы, это "Вояджер-1". Он был запущен в 1977 году и с тех пор преодолел около 116 астрономических единиц. При движении с такой скоростью путь до ближайшей к Солнцу звезде Проксима Центавре займёт у него 75 тысяч лет, при том что светило удалено от нас всего на 4,3 световых года.
Невозможность быстрого перемещения по разным частям Галактики или даже всей Вселенной обусловлена непреодолимостью предела скорости света. Квантовая механика описывает возможность мгновенной передачи информации, но ничто, обладающее массой (начиная с электронов и заканчивая космическими судами), не может преодолеть этот предел.
Научная фантастика "решает" эту проблему просто, при помощи так называемых "двигателей искривления" или варп-двигателей. С точки зрения современного понимания науки эти двигатели являются всего лишь фантазией, однако некоторые гипотезы описывают способы теоретического преодоления барьера скорости света.
Первым свою гипотезу описал мексиканский физик Мигель Алькубьерре (Miguel Alcubierre) в 1994 году. Его версия двигателя искривления основывается на наблюдении о том, что хотя свет и может путешествовать только при максимальной скорости 300 тысяч километров в секунду, само пространство-время имеет теоретически неограниченную скорость. Эта мысль, в свою очередь, основана на убеждении многих физиков в том, что в первые секунды после Большого взрыва Вселенная расширялась в 30 миллиардов раз быстрее скорости света.
Принцип работы варп-двигателя по Алькубьерре основан на воссоздании древнего расширения Вселеннной путём создания вокруг корабля особого пузыря. Учёный подсчитал, что если создать тор с отрицательной энергией вокруг космического корабля и толкать его в нужном направлении, то пространство перед ним будет сжиматься, а за ним — расширяться.
Корабль тогда будет перемещаться относительно пространства-времени со скоростью, во много раз превышающей световую, но на самом деле будет находиться в невесомости, то есть все и всё, что находится внутри, не будет размазано по кормовой части космического судна.
Увы, для формирования такого пузыря понадобится тор диаметром с Юпитер. К тому же сама отрицательная энергия нарушает много физических пределов одним своим существованием. Поэтому даже такая стройно описанная концепция является сугубо гипотетической.
В последние годы другой учёный Гарольд Уайт (Harold White) из Космического центра Джонсона NASA решил, что эта концепция может стать ближе к реальности, если внимательно пересмотреть расчёты и соотнести их с результатами новейших исследований.
Изучив уравнения Алькубьерре, Уайт понял, что если сделать тор пузыря толще, то его диаметр можно сократить до 10 метров, оставив при этом максимальную скорость для корабля, эквивалентную 10 скоростям света. По расчётам Уайта, корабль с таким двигателем сможет достичь Альфы Центавра за чуть более, чем пять месяцев.
Визуализации Рейдмейкера основаны на расчётах Уайта. Корабль, представленный художником, имеет обтекаемую форму, толстый тор сзади, разделённый на командные модули и модули обслуживания, обладает идеальными размерами для того, чтобы он поместился в пузыре Алькубьерре.
Исследователи признают, что осязаемый прототип такого корабля, возможно, никогда не будет построен человечеством. Для осуществления мечты о межгалактических перелётах необходимы не только инженерные находки, но и революции в фундаментальной физике.
Также по теме:
Космические червоточины можно открыть отрицательной энергией
Учёные рассказали о перспективах межзвёздных перелётов
Инженеры построят ракету с термоядерным двигателем для полётов на Марс
NASA и ESA разрабатывают космический корабль для дальних экспедиций
NASA разрабатывает солнечные батареи для космических кораблей будущего
