Скепсофант, Скепсореал
Шрифт:
Как отчасти схожую идею, можно рассматривать использование силовых посадочных ловушек диаметром и высотой в сотни метров, питающихся запасенной в ионосфере электрической энергией (Мюррей Лейнстер "Колониальная служба", "Звездный врач"). Характер силового поля, с помощью которого такая ловушка способна захватить корабль и управлять его движением на расстоянии до нескольких планетных диаметров, автором не уточняется. Известные гравитационные поля и электромагнитные поля токов промышленной или близкой к ней частоты не годятся для этой задачи, поскольку их взаимодействие с кораблем обратно пропорционально квадрату расстояния между ним и ловушкой. Поэтому на расстоянии сотен и тысяч километров их влияние будет пренебрежимо малым по сравнению с гравитацией планеты. Кроме того, эти поля не фокусируются в узкий направленный луч, а выходят далеко за пределы ловушки, что небезопасно для людей при высокой интенсивности поля. Еще менее понятен способ действия стартовых решеток. Такая решетка придает пусковой импульс располагающемуся на ней челночному кораблю с расположенным на корме полусферическим отражателем энергии из особо стойкого материала так, что он способен преодолеть притяжение планеты и выйти из атмосферы (Чарлз Шеффилд "Сверхскорость"). Какой именно импульс и какой энергии, автор не догадался указать, читатели, наверное, тоже не знают.
Стивен Бакстер предположил, что в параллельном мире люди путешествуют на Луну и обратно с использованием "запутанных" квантовых состояний, когда тождественная на квантовом уровне остающемуся на Земле кораблю его копия может перемещаться в пространстве с минимальными затратами энергии ("Шестая луна"). Подобная идея опирается на результаты лабораторных экспериментов в идеальных условиях с небольшими ансамблями
Для выполнения каких-либо работ в открытом космосе или ином безвоздушном пространстве предназначены скафандры достаточно сложной конструкции. Они оборудованы радиосвязью и оптической связью, инструментами и приспособлениями, имеют запасы воды, воздуха, системы его регенерации, иногда - запасы питания. В них человек может ориентироваться и передвигаться, ограниченное время поддерживать жизнедеятельность и работоспособность, выполнять необходимые операции (Роберт Хайнлайн "Будет скафандр - будут и путешествия", Артур Кларк "Космическая Одиссея 2001", Элизабет Мун "Герой поневоле", Чарлз Шеффилд серия "Вселенная наследия", Боб Шоу серия "Орбитсвиль", Ларри Нивен "Дымовое кольцо"). В некотором роде это модель корабля в миниатюре, на одного человека и на ограниченное время (Артур Кларк "Кто там?", Аластер Рейнольдс "Пространство откровения"). Подобные скафандры могут оказаться незаменимыми для компенсации высокого стартового ускорения, в случаях разгерметизации корабля, при иных авариях или аварийных посадках (Билл Болдуин "Рулевой" и последующие романы серии). Гипотетические инопланетяне, конечно, могут изготовить гораздо более удобные и защищенные скафандры (Роберт Хайнлайн "Будет скафандр - будут и путешествия", Айзек Азимов "Дэвид Старр - космический рейнджер"). Похожие возможности предоставляют скафандры будущих цивилизаций (Иэн М. Бэнкс "Эксцессия", "Черта прикрытия", Дэн Симмонс серия "Песни Гипериона"). Они могут трансформироваться, способны защитить человека от действия оружия, при спуске его с околопланетной орбиты на поверхность через атмосферу и поднять его назад к кораблю (Аластер Рейнольдс "Пространство откровения"). Но в таких конструкциях якобы используются некие фантастические силовые поля, существование которых - большой-пребольшой вопрос. Самый простой вариант скафандра будущего - эластичный, но прочный многослойный гермокомбинезон, позволяющий ненадолго выжить при низком давлении атмосферы или в вакууме (Дэн Симмонс "Восход Эндимиона"). Отдельный класс представляют собой бронированные скафандры экзоскелетного типа для военных операций (Роберт Хайнлайн "Звездная пехота", Питер Гамильтон "Дракон поверженный") или для действий в тяжелых и особо опасных условиях (Алан Дин Фостер "Приговоренный к Призме"). Впрочем, во втором случае лучшие достижения будущего человеческого скафандростроения не выдержали условий планеты Призма с ее исключительно агрессивной и быстро приспосабливающейся кремнийорганической жизнью.
Длительные полеты естественным образом поднимают проблему запасов пищи, воды и воздуха для находящихся на борту людей (Артур Кларк "Космическая Одиссея 2001", Роберт Хайнлайн "Космическое семейство Стоун", Боб Шоу "Орбитсвиль", Джеймс Блиш "Сердце звездного мира"). Общепризнано, что для экономии массы и места в полетах с невысокой скоростью космический корабль должен иметь замкнутые системы кругооборота воды и кислорода, особенно если при этом сменяется не одно поколение экипажа и пассажиров (Аластер Рейнольдс "Город Бездны"). Часто эти системы включают в себя ту или иную растительность, которая в процессе фотосинтеза поглощает выделяемую живыми существами двуокись углерода и выделяет кислород (Клиффорд Симак "Поколение, достигшее цели", Джеймс Блиш "Сердце звездного мира", Энн Маккефри "Все Вейры Перна"). Понизить требования к уровню запасов может все тот же анабиоз (Артур Кларк "Космическая Одиссея 2001", Роберт Силверберг "Пасынки Земли", Энн Маккефри "Заря драконов", Пол Андерсон "Нелимитированная орбита", Ларри Нивен "Мир вне времени"). Планктонные генераторы-синтезаторы могут применяться как в составе замкнутых систем жизнеобеспечения, так и на поверхности чужих планет (Пол Андерсон "Мир без звезд"), пока их экология не будет приспособлена к человеческим нуждам (Пол Андерсон "Нелимитированная орбита"). Пищевые регенераторы-конвертеры преобразуют местное органическое сырье в соответствующую метаболизму людей и других существ еду (Ларри Нивен серия романов о мире-Кольце). Более отдаленная универсальная перспектива - применение конвертеров (синтезаторов, фабрикаторов), преобразующих энергию в материю и выдающих по требованию людей необходимые припасы, продукты и готовые блюда (Клиффорд Симак "Космические инженеры", "Магистраль вечности", "Планета Шекспира", Чарлз Шеффилд "Объединенные разумом", Брайан Олдисс "Градгродд", Ларри Нивен "Мир-Кольцо", Джек Чалкер "Изгнанники у Колодца душ", Чарлз Стросс "Небо сингулярности", Дэн Симмонс серия "Песни Гипериона"). Такие синтезаторы имеют пока очень шаткое основание в виде формулы Эйнштейна, устанавливающей эквивалентность массы и энергии, и веры в будущее изобилие доступной и дешевой энергии.
Еще одна проблема космических полетов - невесомость. Непросто удержать равновесие или передвигаться по помещениям корабля, когда малейший толчок при ходьбе или другом движении способен оторвать человека от опоры и заставить беспомощно плавать в воздухе. Вращения при этом вызывают головокружение и космическую болезнь, аналогичную морской (Артур Кларк "Острова в небе", "2061: Одиссея Три"). Но этим последствия невесомости не исчерпываются. Без привычного тяготения кровь в человеческом организме перераспределяется в пользу верхней части туловища и головы по сравнению с земными условиями, что приводит к постоянной головной боли. Поэтому антигравитационные кровати, в которых спящий находится как будто в свободном падении (Ларри Нивен "Мир-Кольцо" и последующие романы серии), пока остаются игрушками для мазохистов. Еще более опасное следствие невесомости при длительных полетах - постепенное вымывание кальция и ослабление костей скелета из-за того же отсутствия нагрузок (Артур Кларк, Стивен Бакстер "Солнечная буря"), поэтому есть смысл отбирать участников первых дальних космических экспедиций по устойчивости к такому процессу (Ларри Нивен "Дымовое кольцо").
Как устранить нежелательные последствия невесомости? Имитация гравитации ускоренным движением работает только при разгоне и торможении и неэффективна при стабильной скорости, которая может поддерживаться в течение основной части полета. Другой способ имитации - вращающиеся конструкции космолетов, где создаваемая на некотором расстоянии от оси вращения центробежная сила действует как эквивалент гравитационного притяжения. Они встречаются как у фантастов, уже ставших классиками (Роберт Хайнлайн "Космический патруль", "Испытание космосом", "Марсианка Подкейн", Клиффорд Симак "Поколение, достигшее цели", Артур Кларк "Острова в небе"), так и у их последователей (Уильям
По мере приближения скорости корабля к световой начинают сказываться дополнительные эффекты. Один из них - это бесконечный релятивистский рост инерциальной массы корабля, что делает почти бесполезной любую конечную тягу двигателя и к тому же требует неограниченного роста запасов топлива и рабочего тела для дальнейшего ускорения. Поэтому мечты разогнаться на реактивном двигателе до скоростей, во много раз превышающих скорость света (Энн Маккефри "Заря драконов"), так и останутся мечтами: "Ускорение до сверхсветовой скорости, разумеется, невозможно. Общая теория относительности прояснила это еще в двадцатом веке" (Чарлз Стросс "Небо сингулярности"). Следующее суждение также неверно: "Таким образом, верхнего предела для скорости корабля таранного типа не существует" (Ларри Нивен "Мир вне времени"). Еще как существует! Например, все конструкции ускорителей "элементарных" частиц и все эксперименты на них основаны на непременном использовании предела скорости света.
Второй эффект, также релятивистский, заключается в том, что на корабле, скорость которого приближается к скорости света, субъективное время замедляется относительно Земли (Аластер Рейнольдс "Дом Солнц"), что приводит к фактическому разрыву связей с ней для экипажа корабля (Клиффорд Симак "Планета Шекспира"). Даже если корабль успешно возвращается, на планете к этому моменту прошло так много лет, что экипаж оказывается на ней совершенно чужим (Пол Андерсон "Долгая дорога домой", Джо Холдмен "Сепаратная война"). Известно предположение, что при достижении массивным телом скорости четверти-трети от световой теория относительности Эйнштейна для этого тела становится неприменимой, и начинает действовать иная физика, в которой инвариантом становится не скорость, а время пребывания в образующемся пространственно-временном коконе, с результирующими скоростями движения много выше скорости света (Боб Шоу "Орбитсвиль"). Это допущение не подтверждается имеющимися фактами. Третий эффект - столкновения с редкими, но иногда встречающимися межзвездной пылью и метеоритами, которые тем опаснее, чем выше скорость корабля по отношению к ним. Самая простая защита от них - обыкновенный толстый ледяной щит (Артур Кларк "Песни далекой Земли"). Такая защита может одновременно служить источником топлива для термоядерного двигателя (Грег Бир "Корпус-3"). Предлагается также отводить пыль и метеориты в стороны теми же магнитогидродинамическими полями, которые используются для сбора водорода в двигателях Бассарда (Пол Андерсон "Тау ноль"), вместе с межзвездным водородом ионизовать и с помощью магнитных полей направлять в обход корпуса корабля в реакторы таких двигателей (Боб Шоу "Орбитсвиль"). Можно применять силовые электродинамические экраны с не совсем понятным способом их действия (Энн Маккефри "Все Вейры Перна"). Другие гипотетические способы - экранирующее действие фантастического генератора-спиндиззи (Джеймс Блиш серия "Города в полете"), создание вокруг корабля кокона деформированного пространства-времени, куда нет доступа чему-либо постороннему, как в случае работы ворп-двигателя (киносериал "Звездный путь"), антигравитационные экраны (Джеймс Уайт "Большая операция"). Еще один способ - очистка пространства двигающимся впереди корабля мощным источником гравитации (Алан Дин Фостер "Тар-айимский кранг", Дэвид Вебер "Дорога ярости").
Стоит помнить, что если космический двигатель остается реактивным, то для его действия равно необходимы как выбрасываемое в исходном или преобразованном виде рабочее тело, так и высокая скорость его истечения. Повышенная энергоемкость топлива и соответствующее увеличение скорости истечения могут лишь снизить требования к массе рабочего тела, достаточной для достижения кораблем заданной скорости, но не отменить ее совсем. Так, летящий со скоростью тысяча километров в секунду вымышленный пассажирский лайнер за одну секунду расходует сто граммов водорода, вылетающего из двигателя со скоростью в треть световой, а на весь путь от Сатурна до Земли требуются сотни тонн этого водорода (Артур Кларк "Земная империя"). Поэтому описание межзвездных кораблей, разгоняемых до сверхсветовых скоростей и преодолевающих расстояния в десятки световых лет с помощью работающих исключительно на антивеществе реактивных двигателей при массе антивещества в сотни граммов (Энн Маккефри "Заря драконов", "Все Вейры Перна"), выглядит слишком противоречащим элементарным соображениям. Даже если при этом не учитывается невозможность превышения скорости света кораблем с реактивным двигателем, и не только таким, а любым. Межзвездные корабли Аластера Рейнольдса летают со скоростями всего 8% от световой, но масса антивещества, питающего их двигатели, тоже не слишком велика ("Город Бездны"). Правда, в одном из следующих романов автор упоминает необходимую для полета реактивную массу уже наравне с антивеществом ("Ковчег спасения").
Понимание необходимости рабочего тела в реактивном двигателе отчасти послужило стимулом в разработке концепции двигателя Бассарда. Этот вариант привлекателен тем, что он использует хотя и чрезвычайно разреженный по земным меркам, но все же присутствующий межзвездный водород, ионизируя и собирая его на своем пути, сжимая до наступления термоядерной реакции и выбрасывая ее продукты. Ионизация необходима для управления движением частиц, поскольку манипулировать отдельными нейтральными атомами чрезвычайно сложно. В идеале при этом исходные запасы топлива на корабле необходимы лишь для разгона и торможения, а при накапливании собранного водорода - лишь в начале полета. Такие двигатели кратко описаны, например, Бобом Шоу в серии романов "Орбитсвиль" или Ларри Нивеном во многих его произведениях, в том числе в романах о мире-Кольце, их используют для межзвездных перелетов (Пол Андерсон "Тау ноль", Дэйв Волвертон "Мой путь в рай", Аластер Рейнольдс "Пространство откровения", "Дом Солнц"). Ионизация встречающихся атомов и частиц производится направленным вперед мощным электронным пучком, и реакторы двигателей могут работать не только на протонах, но на любых других ионах (Боб Шоу "Орбитсвиль").