Может ли человек достичь звезды?
Тот факт, что Земля — не центр Вселенной, человечество осознало ещё при Галилее. В XVIII веке теоретически была доказана возможность выхода в космос. Затем, уже в XIX веке, многие писатели-фантасты грезили о космических полётах и звёздах. Наконец, в XX веке человек впервые оказался в космосе, а затем и на Луне. Сейчас идут разговоры о полёте на Марс. Но суждено ли человечеству когда-либо достигнуть иных звёздных систем? По этому вопросу между учёными до сих пор ведутся споры.
Начало эры звездоплавания
Главной проблемой при выходе хотя бы за пределы Земли является гравитация. Чтобы просто подняться в воздух, нужно затратить немало энергии, недаром самолёты используют двигатели, работающие на жидком топливе (керосине), поднимаясь невысоко над поверхностью планеты и маневрируя в воздушных потоках. Для выхода на орбиту требуется несравненно большая мощь. Как предполагали учёные и инженеры-конструкторы, аппарат, достигающий космического пространства, должен быть ракетой, работающей на реактивном топливе.
Разработкой и внедрением подобных аппаратов занимались во всех мало-мальски значимых и экономически развитых странах. СССР не стал исключением. Для советского правительства вопрос первенства в космической гонке обладал приоритетным значением. Наконец, в 1957 году на орбиту планеты ракетными двигателями был выведен первый в истории искусственный спутник Земли. Что облегчало ситуацию в дальнейшей работе спутника, так это то, что за пределами земного тяготения была невесомость и летающее на орбите тело не нуждалось больше ни в каких источниках энергии, чтобы оставаться в космосе и продолжать движение по инерции. 12 апреля 1961 года во внеземном пространстве впервые побывал человек: советский космонавт Юрий Гагарин.
Пролетев немного по орбите, он затем благополучно приземлился на Землю, что потребовало ещё более совершенных технологий, так как требовалось не только вылететь за пределы планеты, но и вернуться в область тяготения и совершить посадку, сохранив жизнь человеку. Стало ясно: космической эре быть! Уже в 1969 году американский космонавт осуществляет полёт на Луну, который продлится несколько дней. Реактивного топлива корабля хватило, чтобы достичь космоса, по инерции добраться до Луны, а затем вновь взлететь с неё, несмотря на то, что хоть и незначительная, в шесть раз меньше земной, но сила тяготения на Луне есть, а ведь ещё предстояла посадка на Землю! Околоземное пространство, таким образом, человечество освоило.
Однако вскоре рост мощности реактивных двигателей достиг своего пика, и пока корабль с человеческим экипажем не может добраться даже до ближайшей планеты — Марса! Полёт займёт почти два года, и потребуется огромный запас еды, воды и воздуха, не говоря уже о возвращении, ведь топлива для двигателей понадобится ещё больше, чтобы стартовать с поверхности Красной планеты, поскольку сила тяготения там всего в три раза меньше земной.
Барьер Эйнштейна
Но если речь идёт о чём-либо несравненно величественном, например, отправиться к звёздам, то здесь проблем многократно больше. Другие звёздные системы неизмеримо дальше от Земли, чем даже окраинная планета Солнечной системы — Плутон. И тут стоит вспомнить о проблеме скорости.
В первой половине XX века великий физик Альберт Эйнштейн вывел свою теорию относительности, рассчитав в процессе максимальную скорость, которой способно достичь тело. Ею оказалась скорость света, равная 300 000 км/с! Ни один из современных двигателей, на какой бы разновидности топлива он ни работал, не способен даже близко подойти к подобной величине. И при этом ближайшая к нам звёздная система — Альфа Центавра — находится от нас так далеко, что лучу света, посланному с Земли, пришлось бы лететь до неё 4,5 года. А самая яркая звезда — и тоже ближайшая к Солнечной системе — Сириус — расположена аж в 8 световых годах! До остальных систем, и тем более галактик, свету пришлось бы лететь от десяти до тысяч и тысяч лет! И, что ещё хуже для человечества, согласно расчётам того же Эйнштейна, двигатель, способный развивать скорость большую, чем скорость света, просто невозможно создать: световой барьер, как его потом назвали, непреодолим, ибо подобное нарушает законы физики.
Или всё же...
Неужели единственное, что осталось человеку, — это попробовать максимально освоить достаточно небольшой по масштабам Вселенной мир Солнечной системы и, может, когда-нибудь добраться до Альфы Центавра или Сириуса? Или световой барьер не так уж и непреодолим? Но как «обмануть» непреложные законы физики? И, как ни странно, первые ответы на эти животрепещущие вопросы попробовали дать писатели-фантасты.
В книгах таких «столпов фантастики», как Айзек Азимов, Артур Кларк, Сергей Снегов, изображались корабли будущего, которые летали на двигателях совершенно иного типа, опираясь на абсолютно иные отношения пространства и времени. В массовой культуре наиболее выразительно эта идея проявилась в американском сериале «Звёздный путь», который с удовольствием смотрели как в США, так и за рубежом, да и у нас в 90-х он «выстрелил».
По сюжету данного сериала главные герои бороздят космос, посещают иные миры, вступают в контакте неизвестными человеку расами. И всё это они делают на корабле с неким Варп-двигателем, который позволяет развивать скорость, в тысячу раз превосходящую скорость света! Вся суть заключалась в том, что космическое судно не двигалось в обычном пространстве, как мы его понимаем, а искривляло существующую реальность, заставляя пространство двигаться вместо объекта и связывая таким образом очень отдалённые точки.
Как это ни странно, современные физики всё благосклоннее относятся к фантазиям литераторов. Имеются даже определённые расчёты, как мог бы выглядеть такой двигатель, и некоторые соображения по форме корабля, но пока что это только теоретизирование.
Ещё одним вариантом преодоления светового барьера некоторые фантасты и физики называют предполагаемое существование пространственных червоточин. Червоточина ведёт в гиперканал, который заканчивается червоточиной-выходом, чьё положение может быть абсолютно любым. В книгах писателя Сергея Лукьяненко, например, в будущем человечество построит множество космических станций у входа в подобные гиперканалы и, таким образом, изучит и освоит Галактику.
Но самую привлекательную в плане стоимости за траченных ресурсов и широты возможностей колонизации гипотезу предлагает группа физиков и фантастов, доказывающая возможность существования параллельных миров. Широко известный американский автор Орсон Скотт Кард в саге о мальчике Эндере предлагает идею существования параллельной Вселенной, в которой отсутствует понятие «пространственное положение».
Корабль, переместившийся в эту реальность, способен попасть оттуда в любую точку нашей обыденной реальности. Но идеи параллельных вселенных среди серьёзных учёных также пока остаются в области смелых гипотез и слабо проверяемых теоретических построений.
А сейчас...
Как бы пессимистично это ни звучало, но сегодня мы живём в довольно скучные времена. Объекты Солнечной системы изучены достаточно плотно, никаких особых прорывов в области энергетики, а значит, и мощности космических двигателей не предвидится. Мы пока даже не в состоянии обуздать термоядерные силы.
Однако человечество пока неплохо работает с уже достигнутыми вершинами. Полёт людей на Марс, скорее всего, состоится, так как за счёт оптимизации двигателей и корабельного пространства вывод в космос полезного груза становится всё дешевле, а у человечества наготове несколько амбициозных проектов. Существует идея постройки космического лифта, который будет представлять собой сверхпрочный шнур, закреплённый в магнитном поле. Другой конец троса предполагается закрепить либо на станции, либо на астероиде за пределами сил тяготения Земли.
Если развернуть на объекте предприятие по производству шаттлов, а всё необходимое, включая людей, доставлять по тросу, можно в десятки раз снизить стоимость космических перелётов. Ещё наличествует идея терраформировать Марс, которая также, вероятно, воплотима. Подобный проект мог бы дать гигантский импульс развитию множества наук, а значит, возможно, и физике с энергетикой. Но одно понятно точно. Как бы далее ни развивалась наука, техника и экономика, человек никогда не согласится остаться в рамках только Солнечной системы. Мириады огоньков, которые он видит каждую ночь, интригуют его, манят, распаляют воображение, обещают нечто грандиозное. Сколько бы лет ни прошло: сто или тысяча, но человечество обязательно дотянется до звёзд.
© Даниил Кабаков
