Самое важное. Самое полезное. Самое интересное...
Loading...

crustgroup: Австралопитеки в полёте к Альфе Центавра. Часть первая

22 апреля 2016
Австралопетикус афаренсис смотрит на своих далёких потомков, как на ... В общем, смотрит.
Австралопетикус афаренсис смотрит на своих далёких потомков, как на ... В общем, смотрит.
<
Увеличить фото...  

Надо сказать, что восхождение Хомо сапиенс сапиенс к вершинам его нынешнего положения в биосфере отнюдь не было такой уж прямой столбовой дорогой с чётко прочерченными бордюрами, асфальтированной проезжей частью и верстовыми столбами на пути наверх.

Идти пришлось долго, нудно, часто поворачивая с уже проторенной, извилистой тропы — а то и оставляя по пути зазевавшихся, отставших, а то и забредших не туда. А ведь были у нас и совсем другие «кузены», которые однозначно были гораздо лучше приспособлены к конкретике устойчивого обитания в африканских джунглях и саванне. Как например, наш «двоюродный братец» кенийантроп (Kenyanthropus platyops).

Посмотрите на этого красавца! Мощные челюсти, развитый костяной гребень на макушке, чтобы прикрепить сильные жевательные мышцы, мускулистое тело и высокий рост! Не то что «хлюпик» австралопитек, который был нашим достаточно прямым предком. Но вот проблема. Не выжил кенийантроп, схарчила его эволюция. Оказалось, что выбор достаточно прост: или ты растишь «жевалку» и можешь переваривать хоть гвозди, хоть жуков, хоть кости сусликов — или же ты растишь «думалку» и догадываешься о том, что кость можно расколоть, а вместо жука лучше выманить вкусного термита из его подземного дворца, засунув туда палочку.

В общем, в эволюции выиграли не сильные, а умные. Так было выгоднее.

И уже потом эти самые «умные» (хотя они и были бесконечно тупыми в нашем с вами представлении) захватили все те ареалы, которые выходили за периметр вечнозелёного влажного экваториального леса долины реки Конго, где и сейчас располагается основной ареал обитания африканских человекообразных обезьян:


Вот тут жили и доисторические предки человека. Немного они занимали территории Земли, неправда ли?

При этом мы с вами можем долго и обстоятельно рассуждать, что условия жизни где-нибудь в Средиземноморье в то время, когда по Земле бродили австралопитек и кениапитек, были даже очень ничего, и «там тоже была жизнь!», и ничего сверхъестественного в плане погоды, климата или суровых условий обитания в районе Рима или Афин тогда не наблюдалось, но факт останется фактом.

Для наших очень далёких предков местность в районе Афин или Рима была практически марсианской пустыней. Холодно, ветренно, бананов и гуавы нет, жрать нечего. Можно только быстро замёрзнуть.

Те же самые проблемы были и у римлян и греков, где-то миллион лет спустя после австралопитеков. Севернее «линии винограда» нельзя было растить оливки и не из чего было делать вкусное вино. Полгода там лежал снег и было холодно и голодно, пшеница там росла плохо.

А теперь на месте прошлого непроходимого таёжного леса стоят Москва и Санкт-Петербург, Новосибирск и Красноярск.

Я прекрасно знаю аргументацию тех, кто считает, что космос — весьма неуютное место. Можно почитать и ознакомиться с их позицией, например, вот здесь и здесь. Скажу даже, что для меня освоение Антарктиды или пустыни Гоби, Арктики и дна Мирового Океана тоже будет зримым маркером того, что цивилизация готова к «прыжку в космос». В конце концов пока что наивно ждать от современного австралопитека каких-то осмысленных действий по освоению «космической Арктики» — на Земле ещё полно мест, которые вполне могут быть тем самым Средиземноморьем для будущего космоса, которое люди освоят прежде того момента, когда у них хватит духа выйти в межпланетное и межзвёздное пространство.

Понятное дело, пока что (и тут я согласен с автором «Недостижимого звёзного рубежа» Чарльзом Кроссом) человеку, в его современном виде, совершенно не место в космосе. Ну, приблизительно так же, как австралопитеку было бы неуютно даже в благостном Средиземноморье, не говоря уже о суровом Таймыре или Ямале.


Хоть и фотошоп, но по сути — правильно.

А вот послать к ближайшим звёздам автоматические приборы, которые смогут достичь их в достаточно сжатые сроки, как ни странно, мы можем уже сейчас. И несколько проектов такого рода уже буквально «вырисовываются на кульманах» нынешних конструкторов и проектантов.

Что же это за проекты?

Скажу сразу — монстров вида прямоточно-термоядерного «Султана Демонов Азатота», который бы смог бороздить просторы Солсистемы, как мощный трактор небольшой палисадник, или ещё более мощного, как  «Венче Стар» у Камерона, которая смогла бы доставить экспедицию к Пандоре к Альфе Центавра, у нас пока что нет. И может быть — в ближайшее время и не появится. Мы-то и дейтерий с тритием зажечь не можем, а задача с гелием-3 ещё на порядок сложнее.

А что есть?

Есть варианты поскромнее, и их реализация в металле не сопряжена с громадными количествами «хрендостания» (недостижимия), за которым и летала к Пандоре «Звезда Риска» Камерона.

Во-первых, в этом списке надо упомянуть новый проект НАСА, связанный с идеей электромагнитного (электрического) паруса. Я уже упоминал об испытании электрического паруса на эстонском микроспутнике ESTCube-1, которое в целом было признано успешным.

Новый проект НАСА называется E-Sail и по размеру значительно превосходит тонкий проводок, который микроспутник ESTCube-1 вытянул из себя для испытаний идеи электрического паруса.


Модель спутника с электрическим парусом (E-Sail), размещённая в помещении публичной библиотеки Хельсинки.

Технология электрического паруса будет использовать сильный солнечный ветер в гелиосфере, который и выведет корабль к краю Солнечной системы. В отличие от обычного солнечного паруса, который в основном опирается на использование импульса фотонов для разгона космического аппарата, электрический парус делает ставку на заряженные частицы солнечного ветра — в первую очередь протоны, а также электроны.

В отличии от классического солнечного паруса, который для эффективной работы должен быть сплошным зеркалом, для получения эффекта электрического паруса не надо создавать сплошной материальный экран. Как мы помним из курса школьной физики, любой электрический заряд порождает вокруг себя электрическое поле, а если этот заряд ещё и движется — то и поле магнитное.

При этом размер такого электрического (или электромагнитного) поля может в разы и на порядки превосходить размеры самого проводника.

Исходя из специфики космоса и наиболее целесообразной схемы создания космического аппарата, для создания такого электромагнитного экрана была использована звездообразная конструкция такого электрического паруса, когда из центра аппарата раскручиваются тонкие проводящие проволоки, которые под действием центробежной силы (аппарату в этот момент придают небольшое вращение вокруг его оси) создают красивую конструкцию «космической звезды»:


Наглядный принцип работы E-Sail. Протоны космического ветра отклоняются электромагнитным полем паруса и передают ему (и космическому аппарату) свой импульс.

В силу того, что тончайшая металлическая проволочка — это даже не сверхтонкая фольга солнечного паруса, а ещё более невесомая конструкция, сам по себе электрический парус оказывается на порядок проще и, при сравнимых затратах по массе аппарата — на порядок больше в своём эффективном размере, нежели солнечный парус.

Например, нет ничего невозможного в том, чтобы выдвинуть из небольшого аппарата проволку длиной от 10 до 30 км (именно в таких пределах сейчас просчитывает НАСА конструкцию электропаруса для своего зонда). Такой виртуальный парус будет эквивалентен солнечному парусу размером в 600 км2 уже на орбите Земли, на растоянии 1 а.е. от Солнца. При пролёте Юпитера, на растоянии в 5 а.е. этот эквивалентный размер паруса возрастёт ещё вдвое, до площади в 1200 км2. Это связано с тем, что электромагнитное поле паруса отнюдь не заканчивается на его «кончиках», а продолжается и за пределы проволочного поля — по известному закону обратных квадратов. В силу того, что собственная магнитосфера Солнца тоже уменьшает свою силу по тому же закону, на большем отдалении от центрального светила электрический парус испытывает меньшее влияние от магнитосферы Солнца и может «раскрыться» ещё больше, чем возле нашей планеты.

Безусловно, электрический парус улавливает солнечный ветер гораздо хуже классического солнечного паруса, который использует импульс всех его компонентов — фотонов, электронов и протонов. Основной упор же электрического паруса направлен на использование импульса протонов — хоть этих частиц и немного в солнечном ветре, они достаточно массивны и быстры, чтобы обеспечить быстрый разгон аппарата. А громадный эквивалентный размер электрического паруса делает его и вообще как минимум втрое эффективнее солнечного.

При работе паруса в космосе, конечно, возможны такого рода эффекты. Но, пожалуй тут это уже фантазия художника — большая часть электромагнитных эффектов будет слабой и невидимой. Километровых молний там точно не будет.

По всем расчётам, космический аппарат HERTS, снабжённый электрическим парусом, сможет быстро ускоряться до расстояния в 30 астрономических единиц от Солнца, вплоть до орбиты Нептуна. Для сравнения, солнечный парус станет неэффективным уже на расстоянии в 5 а.е., рядом с орбитой Юпитера. Дальше паруса солнечного паруса буквально «повиснут» в тёмном пространстве, лишённом яркого солнечного света, в то время, как раскрывающееся магнитное поле HERTS будет нести его дальше:

По всем расчётам, HERTS сможет достичь внутренних границ гелиосферы за 10 лет, втрое быстрее «Вояджеров», которым для этого потребовалось целых 30 лет. Пока что НАСА заявило, что ему потребуется два года на тестирование компонентов будущего зонда HERTS в наземной вакуумной плазменной камере, в которой можно модулировать среды гелиосферы. Но, одновременно американцы признают, что реализация идеи электрического паруса для зонда, способного достичь границ гелиосферы и войти в гелиопаузу, потребует еще около десятилетия, которое уйдёт на то, чтобы создать жизнеспособную и надёжную инженерную конструкцию.


На сегодняшний день «Вояджеры» уже вышли за пределы сферы, в которой наблюдается сверхзвуковое движение тяжёлых частиц солнечного ветра, миновав фронт ударной волны. Дальше пока что лежит неизведанное.

Сам фронт ударной волны, который десятилетие назад прошли «Вояджеры», расположен на расстоянии в 75-90 а.е. от Солнца. Именно там «Вояджеры» столкнулись с эффектом ударной волны, где движение частиц солнечного ветра становится дозвуковым. В этом регионе движущаяся гелиосфера Солнца как бы «раздвигает» межзвёздное пространство перед собой, создавая уплотнение в межзвёздном вакууме и наполняющем его пусть и разреженном, но газе. Именно тут можно шутить о «вакуумной акустике»: несмотря на всю разреженность межзвёздного газа, скорость звука в нём тоже есть — и составляет около 100 км/с.

Постепенное замедление «тяжёлого» солнечного ветра, стартующего от Солнца на скоростях около 400 км/с и собственное движение нашего светила относительно межзвёздного газа и порождает этот эффект ударной волны гелиосферы. После этого особой надежды даже на тяжёлый протонный ветер нашего светила нет — даже громадный электрический парус не сможет дальше, в гелиопаузе, использовать импульс протонов для своего ускорения.

Где-то на растоянии в 100 а.е., которое такие аппараты пролетят за 10 лет, нам надо думать, как и на чём дальше лететь к «далёкому Центавру». Пусть даже и отбросив уже ненужный электрический парус, который, я думаю, ещё сослужит свою службу в деле исследования гелиопаузы нашего Солнца.

До которого, напомню, и сейчас, и завтра, и через 100 лет будет всё столько же — 4,26 световых года или же «всего лишь» 269 400 астрономических единиц.

27000 лет на электрическом парусе. Австралопитеки могли ждать и миллион лет, они были туповаты по нашим меркам.

Но мы ведь умнее, правда?

Оригинал взят у alex_anpilogov

 Комментарии: 0 шт.   Нравится: 2 | Не нравится: 0 

Комментарии

Социальные комментарии Cackle Все комментарии

Также в разделе «Интересное»

Расписание

Расписание транспорта. Краматорск, Харьков

Расписание

Музыка

Loading...

Справочник ВУЗов Украины