Звездолет на атомных крыльях? Реалии порой круче фантастики

Звездолет на атомных крыльях? Реалии порой круче фантастики

26.11.2021

Время прочтения - 5 мин.

В ноябре научный мир потрясло открытие нового минерала, обнаруженного внутри алмаза, добытого в Ботсване. С помощью метода синхротронной дифракции, с большой точностью фиксирующего рентгеновские лучи на определенных точках алмаза, ученым удалось обнаружить микроскопические вкрапления неизвестного ранее вещества. Оно получило название «дэйвмаоит» — в честь известного американского геофизика китайского происхождения Хо Квана (Дэйва) Мао.

Ученые и ранее предполагали существование подобного минерала, образованного из силиката кальция (CaSiO3) под высоким давлением и при высоких температурах. Но обнаружить такой материал они рассчитывали только в земной мантии на глубинах не менее 30 км. А тут алмаз с вкраплениями дэйвмаоита оказался буквально выдавлен на поверхность. Потому-то открытие и стало возможным.

Радиоактивные кристаллы

Считается, что этот минерал способен играть важную роль в геохимических процессах.  Ученые полагают, что дэйвмаоит может содержать другие микроэлементы, включая уран и торий. Благодаря им он подпитывает мантию большим количеством тепла.

Для человечества эта находка может стать новым источником энергии. Научная фантастика и кинематограф и ранее допускали нечто подобное, когда показывали кристаллы в качестве топливных элементов.

Зачастую вокруг них строился сюжет романа или кинофильма — например, герою требовалось добыть необходимые кристаллы для путешествия во времени или на далекую планету. А здесь все под боком, хотя и на недоступных пока глубинах. 

Вот еще что интересно — обнаружение нового минерала совпало с возобновлением интереса к использованию ядерной энергии в космосе. Говорят, на недавнем Международном астронавтическом конгрессе, проходившем в конце октября в Дубае (ОАЭ), было представлено немало проектов «звездолетов». Так сейчас называют космические корабли для межпланетных путешествий. Большинство из них использовали для движения и энергоснабжения ядерные реакторы.

Второе пришествие атома

Человечество уже имеет опыт использования ядерной энергии в космосе. Появление космических кораблей и спутников совпало по времени со строительством первых атомных электростанций, и технологические лидеры того времени — США и СССР — пытались совместить космос и мирный атом. 

В результате на свет появилось немало проектов ядерных двигательных и энергетических установок. Однако первые так и не пошли в серию из-за несовершенства тогдашних ионных и плазменных двигателей. А вторые, установленные на спутниках, иногда не только выходили из строя, но и падали на Землю. Хотя конструкторы старались предусмотреть такие варианты и закладывали в устройство спутников возможность перехода на высокую орбиту. Чтобы опасный объект вращался на орбите сотни лет, постепенно теряя радиацию.

СССР запустил в общей сложности 32 спутника разведки УС-А, снабженных ядерными реакторами БУК. Один из них — «Космос-954» — в январе 1978 года потерял управляемость и сгорел над северными районами Канады. Его обломки, содержащие 45 кг урана, разлетелись на площади 100 000 квадратных километров.

Этот инцидент заставил мировых лидеров запретить использование атома в космосе. Но не прошло и полвека, как о ядерных установках вновь заговорили конструкторы звездолетов. На этот раз они понадобились для межпланетных путешествий, исследования астероидов и обслуживания инопланетных баз.

Российский ответ «Артемиде»

РФ представила в Дубае проект энергетического модуля космического корабля «Зевс». Предназначенный для путешествий по Солнечной системе буксир с ядерной установкой 0,5 МВт должен объединить все лучшие наработки «Роскосмоса» и «Росатома». Предполагается, что ядерная установка значительно сократит время полетов и позволит достичь планет-гигантов, таких как Юпитер и Сатурн, гораздо быстрее, чем это удавалось американским аппаратам Voyager.

Основная задача, под которую строится «Зевс», предполагает гравитационный маневр возле Луны и Венеры, а затем дальнейший полет к Юпитеру — за 50 месяцев. Подобная миссия, конечно же, будет выполнена в автоматическом режиме. Но внушительные габариты станции позволили бы разместить на ней немало современного оборудования — вплоть до спускаемых модулей и летающих дронов. И уж, несомненно, такая миссия укрепила бы позиции РФ — некогда законодателя мод и основного конкурента США в космической гонке.

Ядерным реакторам нашлось бы место не только на космических кораблях, но и на лунной и марсианских базах, которые сейчас планируются. Они могут применяться не только для энергообеспечения первых колонистов, но и для подпитки роботизированной техники, которая должна предшествовать появлению там человека. Впрочем, некоторые специалисты утверждают, что в условиях космоса более эффективны не урановые, а ториевые реакторы. Они якобы более безопасны и конструктивно просты. Значит, их легче обслуживать во внеземных условиях.

Термоядерный уже близко?

Есть и вовсе фантастические проекты. Например, исследователь Фатима Ибрагими из Принстонской лаборатории физики плазмы министерства энергетики США предложила использовать для движения космических аппаратов… термоядерный реактор.

По ее подсчетам, такой двигатель мог бы разогнать корабль до 500 км/сек или 1,8 млн км/час, что позволило бы ему преодолеть расстояние в 55 млн км от Земли до Марса менее чем за двое суток. Тогда как сейчас на это отводится примерно 260 суток.

Ранее Ибрагими работала с термоядерным синтезом в проекте National Spherical Torus Experiment — NSTX — и решила перенести реактор в космические условия. Но проблема в том, что ни один из более чем трех десятков проектов в этой области пока не достиг необходимого результата. Проще говоря, существующие термоядерные реакторы потребляют больше энергии, чем выделяют. И уже по этой причине их использование проблематично.

Однако оптимисты говорят, что знания, накопленные в этой области, вот-вот перейдут в новое качество. И уже в следующем десятилетии мы получим много дешевой энергии, которую можно будет использовать не только на Земле, но и в космосе или на других планетах. В качестве источника этой дешевой (а главное — безопасной) энергии сегодня достаточно часто называют изотоп гелия-3, которым богата лунная поверхность и атмосфера планет-гигантов.

Возможно, найденный дэйвмаоит и является предвестником будущих открытий? Естественный или рукотворный кристалл с вкраплениями радиоактивных элементов проложит людям путь к созданию двигателя, позволяющего свободно путешествовать по Солнечной системе или даже выйти за ее пределы.

Подпишись на наш телеграм канал

только самое важное и интересное

Подписаться
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Читать также

2021 год подарил инвесторам эмоции — и это не только страх и жадность

2021 год подарил инвесторам эмоции — и это не только страх и жадность

Сегодня чуть ли не каждый примерил на себя роль трейдера, а профессионалы с Уолл-стрит как никогда ранее ощущают конкуренцию со стороны частных и порой очень хорошо организованных игроков. Рынок криптовалют и NFT теперь вызывает у обывателей не только страх, но и восхищение.

31 декабря 2021 г.

Что ждет NFT в 2022 году?

Что ждет NFT в 2022 году?

Невзаимозаменяемые токены — один из видов цифровых активов, которые существуют внутри блокчейнов и могут быть проданы за криптовалюту. В 2021 году технология токенизации переживает бум. Что же ждет ее в дальнейшем?

30 декабря 2021 г.

Со скоростью мысли: как «быстрые деньги» меняют мир

Со скоростью мысли: как «быстрые деньги» меняют мир

В 2010 году был построен туннель Spread Networks из Чикаго в Нью-Йорк, предназначенный для передачи самого дорогостоящего в мире «товара» — денежных потоков. Он позволял делать это на 3 миллисекунды быстрее, чем иными способами. Что изменилось в эпоху криптовалют?

16 декабря 2021 г.

Дисплеи нового поколения подешевеют

Дисплеи нового поколения подешевеют

В $121,3 млрд исследовательская компания DSCC оценила мировой рынок жидкокристаллических дисплеев в 2026 году. На $41,6 млрд продадут OLED-панелей. Еще $1,03 млрд составит рынок революционных на сегодняшний день microLED дисплеев.   В отличие от преобладающих на рынке дисплеев с органическими светодиодами (ОLED), светодиоды microLED дают лучшую детализацию изображения и контраст благодаря своим размерам. Площадь одного microLED может составлять менее 100 кв. микрометров. На 60-дюймовом дисплее...

10 декабря 2021 г.

{"type":"article","id":2224,"isAuthenticated":false,"user":null}