Если мы когда-нибудь сможем построить космический корабль, который может двигаться со скоростью, близкой к скорости света, как мы сможем добраться до места назначения в целости и сохранности? Я имею в виду, что на такой скорости крошечный камень (даже космическая пыль?) полностью уничтожил бы космический корабль. На такой скорости от них тоже толком не увернуться, так как же это возможно?
Вот довольно свежая статья Кроуфорда на эту тему. Он рассматривает случай, когда зонд путешествовал 6 лет со скоростью 0,1с. Похоже, что наиболее проблематичным материалом являются относительно крупные пылинки в диапазоне 100 мкм. Большинство частиц межзвездной пыли на несколько порядков меньше, чем это, но распределение имеет хвост крупных частиц. Хотя хвост плохо охарактеризован, похоже, что такой зонд будет испытывать от 2 до 200 ударов на квадратный метр с частицами такого размера. Каждая из этих крупинок будет иметь кинетическую энергию в миллионы джоулей, что эквивалентно примерно килограмму тротила. Материальная защита работает для более мелких частиц, но не может защитить от ударов такой энергии.
В статье есть обсуждение того, как решить проблему. Это кажется чрезвычайно спекулятивным, но разгон космического зонда до релятивистских скоростей сам по себе чрезвычайно спекулятивен и вряд ли станет чем-то, чего люди смогут достичь в течение столетий в будущем.
В большинстве случаев, когда люди говорят об уничтожении корабля частицами со скоростью 0,9с, люди забывают о том, что происходит с этой маленькой (или большой) частицей.
Что произойдет с этой частицей, когда она встретится с облаком частиц на 0,9с?
Если это облако представляет собой газ, скажем, водород, просто возьмите его в достаточном количестве, и оно испарит большинство частиц, с которыми вы можете столкнуться. Я имею в виду, что он может быть не в состоянии испарить 1-километровый астероид (зависит от того, насколько велик щит), но в этом случае он может работать и как система раннего обнаружения, так что, вероятно, неплохо запустить его (или его версию для обнаружения света) как-нибудь. световые часы впереди.
Заранее сделайте корабль, способный генерировать такое облако из газа или пыли. Один из вариантов, если вы задействуете реактивную тягу для замедления в точке прибытия - просто дайте поработать тормозным двигателям достаточное время, чтобы образовалось такое облако. С обычными реактивными двигателями через день после создания этого пузыря пузырь будет впереди на расстоянии 1 световой секунды, и каждый день он будет дальше на 1 световую секунду. С двигательными установками ION 1 световая секунда каждые 2 часа (скорость истечения 70 км/с).
Будет какое-то эффективное давление межзвездной среды, оно затормозит это облако, а через какое-то время "вернет" его обратно в виде плазмы почти с той же относительной скоростью, с какой вы запустили это облако - ловите его, запускайте обратно.
Я воспринял это как простой способ демонстрации, но это не единственный способ реализации такой защиты. Также вы будете собирать некоторые тяжелые элементы во время вашего путешествия, славно, добывая «золото» с межзвездным космическим кораблем.
Есть и другие способы сохранить этот щит и реализовать всю систему, как я уже сказал, но в целом это простая идея.
Аналогичная концепция предложена в (ссылка является просто абстрактной) А. Бонд, Проект Дедал: защита от столкновения с целевой системой, в: А. Бонд и др., Проект Дедал: окончательный отчет, JBIS Suppl. (1978) С123-С125
Представлена концепция защиты корабля «Дедал» от разрушительных столкновений с крупными твердыми частицами на этапе встречи со звездой в рамках миссии. В концепции облако мелких частиц будет лететь впереди транспортного средства, так что любые большие массы, проходящие через облако, будут нагреваться и испаряться до прибытия основного транспортного средства. Такой защитный экран возможен благодаря высокой удельной кинетической энергии облака относительно звезды-мишени.
Хотя у меня нет доступа к этому отчету и я не могу определить сходство и различие в деталях, но предлагаемый принцип тот же.
Но в целом может быть проще понять в случае с тонкой фольгой, или облаком кусков такой фольги, скажем, той же толщины 50 мкм - которые при ударе могут испарять тела значительных размеров и массы.
Как я уже говорил выше, этот принцип может быть реализован по-разному, и эффективен в необходимых для этого термах массы.
Рикки-Тикки-Тави