Проект Дедал

Проект «Дедал» (названный в честь Дедала , греческого мифологического дизайнера, создавшего крылья для полета человека) — исследование, проводившееся в период с 1973 по 1978 год Британским межпланетным обществом с целью разработки вероятного беспилотного межзвездного зонда . ^[1] Задуманный в основном как научный зонд, критерии проектирования предусматривали, что космический корабль должен использовать существующие или будущие технологии и должен быть в состоянии достичь пункта назначения в течение жизни человека. Алан Бонд возглавил группу ученых и инженеров, которые предложили использовать термоядерную ракету , чтобы достичь звезды Барнарда на расстоянии 5,9 световых лет . Предполагалось, что путешествие займет 50 лет, но конструкция должна была быть достаточно гибкой, чтобы ее можно было отправить к любой другой целевой звезде.

Все документы, подготовленные в ходе исследования, доступны в книге BIS « Проект Дедал: демонстрация технической осуществимости межзвездных путешествий» . ^[2]

Концепция

«Дедал» будет построен на околоземной орбите и будет иметь первоначальную массу 54 000 тонн , включая 50 000 тонн топлива и 500 тонн научной полезной нагрузки. «Дедал» должен был стать двухступенчатым космическим кораблем. Первая ступень будет работать в течение двух лет, разгоняя космический корабль до 7,1% скорости света (0,071 с ), а затем, после того как она будет сброшена, вторая ступень будет работать в течение 1,8 года, разгоняя космический корабль примерно до 12% скорости света. (0,12 с ), а затем был остановлен на 46-летний круизный период. Из-за требуемого экстремального температурного диапазона работы, от почти абсолютного нуля до 1600 К, колокола двигателя и опорная конструкция будут изготовлены из молибдена, легированного титаном , цирконием и углеродом , который сохраняет прочность даже при криогенных температурах . Основным стимулом для проекта стала Фридвардта Винтерберга концепция термоядерного двигателя с инерционным удержанием . ^[1]^[3] за что он получил золотую медаль Германа Оберта. ^[4]

Эта скорость значительно превосходит возможности химических ракет или даже типа ядерного импульсного двигателя, изучавшегося в ходе проекта «Орион» . По словам доктора Тони Мартина , двигатель управляемого термоядерного синтеза и ядерно-электрические системы имеют очень малую тягу , оборудование для преобразования ядерной энергии в электрическую имеет большую массу, что приводит к небольшому ускорению , для достижения которого потребуется столетие. ; термодинамические ядерные двигатели типа НЕРВА требуют большого количества топлива, фотонные ракеты должны вырабатывать мощность 3 × 10 ⁹ Вт на кг массы автомобиля и требуют зеркал с поглощающей способностью менее 1 части из 10. ⁶, проблемы межзвездного ПВРД - это разреженная межзвездная среда с плотностью около 1 атома/см. ³, воронка большого диаметра и большая мощность, необходимая для ее электрического поля. Таким образом, единственным подходящим методом движения для проекта был термоядерный импульсный двигатель . ^[5]^[6]^[7]

Дедал будет приводиться в движение термоядерной ракетой, использующей гранулы смеси дейтерия и гелия-3 , которые будут воспламеняться в реакционной камере за счет инерционного удержания с использованием электронных лучей . Система электронного луча будет питаться от набора индукционных катушек, улавливающих энергию потока выхлопных газов плазмы . В секунду будет взрываться 250 гранул, а образовавшаяся плазма будет направляться магнитным соплом . Рассчитанная степень выгорания термоядерного топлива составила 0,175 и 0,133, что дало скорости выхлопа 10 600 км/с и 9 210 км/с соответственно. Из-за нехватки гелия-3 на Земле его нужно было добывать из атмосферы Юпитера с помощью больших роботизированных заводов, поддерживаемых воздушными шарами , в течение 20 лет или из менее удаленного источника, такого как Луна . ^[8]

На втором этапе будут два 5-метровых оптических телескопа и два 20-метровых радиотелескопа . Примерно через 25 лет после запуска эти телескопы начнут исследовать область вокруг звезды Барнарда, чтобы узнать больше о сопутствующих планетах. Эта информация будет отправлена обратно на Землю с использованием колокола двигателя второй ступени диаметром 40 метров в качестве антенны связи, и будут выбраны интересующие цели. Поскольку космический корабль не будет замедляться, по достижении Звезды Барнарда «Дедал» будет нести 18 автономных субзондов, которые будут запущены за 7,2–1,8 года до того, как основной корабль войдет в целевую систему. Эти субзонды будут приводиться в движение с ядерным двигателем ионными двигателями и нести камеры, спектрометры и другое сенсорное оборудование. Субзонды пролетят мимо своих целей, все еще двигаясь со скоростью 12% скорости света, и передадут свои результаты обратно на вторую ступень «Дедала», материнский корабль, для ретрансляции обратно на Землю.

Отсек полезной нагрузки корабля, в котором находятся субзонды, телескопы и другое оборудование, будет защищен от межзвездной среды во время транспортировки бериллиевым диском толщиной до 7 мм и весом до 50 тонн. Этот эрозионный щит будет изготовлен из бериллия из-за его легкости и высокой скрытой теплоты испарения. Более крупные препятствия, которые могут возникнуть при прохождении через целевую систему, будут рассеиваться искусственно созданным облаком частиц, выбрасываемым вспомогательными транспортными средствами, называемыми пылевыми жуками, примерно в 200 км впереди транспортного средства. На космическом корабле будет находиться несколько роботов- надзирателей, способных автономно устранять повреждения или неисправности.

Технические характеристики

Общая длина: 190 метров

Масса полезной нагрузки: 450 тонн.

	Первый этап:	Второй этап:
Пустая масса:	1690 тонн (на постановке)	980 тонн (на крейсерской скорости)
Масса пороха:	46 000 тонн	4000 тонн
Время работы двигателя:	2,05 года	1,76 года
Толкать:	7 540 000 ньютонов	663 000 ньютонов
Скорость выхлопа двигателя:	10 600 000 м/с	9 210 000 м/с
Delta-V	35 000 000 м/с (0,117с)	13 000 000 м/с (0,0432с)

Варианты

Количественный инженерный анализ самовоспроизводящейся вариации проекта «Дедал» был опубликован в 1980 году Робертом Фрейтасом . ^[9] Нереплицирующаяся конструкция была изменена и теперь включает все подсистемы, необходимые для самовоспроизведения. Используйте зонд, чтобы доставить семенной завод массой около 443 тонн на отдаленный объект. Заставьте семенной завод воспроизвести множество своих копий на месте, чтобы увеличить свою общую производственную мощность, а затем используйте полученный автоматизированный промышленный комплекс для создания зондов с семенным заводом на борту в течение 1000-летнего периода. Каждый REPRO будет весить более 10 миллионов тонн из-за дополнительного топлива, необходимого для замедления с 12% скорости света .

Другая возможность - оснастить «Дедал» магнитным парусом , похожим на магнитный ковш на прямоточном воздушно-реактивном двигателе Бассарда, чтобы использовать гелиосферу звезды назначения в качестве тормоза, что делает ненужным перенос топлива для замедления, что позволяет гораздо более глубоко изучить выбранную звездную систему.

См. также

Дальнейшее чтение

К. Ф. Лонг (2012). «Проект Дедал». Движение в глубоком космосе: дорожная карта межзвездных полетов . Спрингер . стр. 190–197 . ISBN 9781461406075 .

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б Исследовательская группа проекта «Дедал»: А. Бонд и др., Проект «Дедал» - окончательный отчет об исследовании звездолетов BIS , Межзвездные исследования JBIS, Приложение 1978 г.
^ А. Бонд и др., Проект Дедал: демонстрация технической осуществимости межзвездных путешествий
^ Ф. Винтерберг, «Ракетный двигатель с помощью термоядерных микробомб, зажигаемых интенсивными релятивистскими электронными пучками», Raumfahrtforschung 15, 208-217 (1971).
^ Винтерберг - Германа Оберта золотой медалист , журнал Physics Today, декабрь 1979 г.
^ Проект Дедал: Двигательная система, часть 1; Теоретические соображения и расчеты. 2. Обзор усовершенствованных двигательных систем, заархивировано 28 июня 2013 г. на Wayback Machine.
^ Название: Проект Дедал. Авторы: Бонд А.; Мартин, А.Р. Публикация: Приложение к журналу Британского межпланетного общества, стр. S5–S7 Дата публикации: 00/1978 Происхождение: ARI ARI Ключевые слова: Разное, Философские аспекты, Внеземная жизнь Комментарий: A&AA ID. ААА021.015.025 Библиографический код: 1978JBIS...31S...5B
^ Проект Дедал - Происхождение
^ Гелий-3 # Внеземное изобилие
^ Фрейтас, Роберт А. младший (июль 1980 г.). «Самовоспроизводящийся межзвездный зонд» . Дж. Бр. Интерпланета. Соц . 33 : 251–264. Бибкод : 1980JBIS...33..251F .

Внешние ссылки

[study-1] Jump up to: ^а ^б Исследовательская группа проекта «Дедал»: А. Бонд и др., Проект «Дедал» - окончательный отчет об исследовании звездолетов BIS , Межзвездные исследования JBIS, Приложение 1978 г.

[book-2] А. Бонд и др., Проект Дедал: демонстрация технической осуществимости межзвездных путешествий

[3] Ф. Винтерберг, «Ракетный двигатель с помощью термоядерных микробомб, зажигаемых интенсивными релятивистскими электронными пучками», Raumfahrtforschung 15, 208-217 (1971).

[4] Винтерберг - Германа Оберта золотой медалист , журнал Physics Today, декабрь 1979 г.

[5] Проект Дедал: Двигательная система, часть 1; Теоретические соображения и расчеты. 2. Обзор усовершенствованных двигательных систем, заархивировано 28 июня 2013 г. на Wayback Machine.

[6] Название: Проект Дедал. Авторы: Бонд А.; Мартин, А.Р. Публикация: Приложение к журналу Британского межпланетного общества, стр. S5–S7 Дата публикации: 00/1978 Происхождение: ARI ARI Ключевые слова: Разное, Философские аспекты, Внеземная жизнь Комментарий: A&AA ID. ААА021.015.025 Библиографический код: 1978JBIS...31S...5B

[7] Проект Дедал - Происхождение

[8] Гелий-3 # Внеземное изобилие

[9] Фрейтас, Роберт А. младший (июль 1980 г.). «Самовоспроизводящийся межзвездный зонд» . Дж. Бр. Интерпланета. Соц . 33 : 251–264. Бибкод : 1980JBIS...33..251F .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]