Космический драйв. Китайцы хотят первыми заселить Марс
Уходящий 2016 год ознаменовался прорывными достижениями Китая в освоении околоземного космического пространства. Но еще важнее то, что китайцы приблизились к реализации своих планов по освоению Марса.
Как уже рассказывала "ДС", 15 сентября ракета-носитель "Чанчжэн-2F" успешно вывела на орбиту космическую станцию "Тяньгун-2". Предыдущий "Небесный дворец" – "Тяньгун-1" – был запущен в 2011 г. и завершил свою миссию в марте 2016 г. Ожидается, что он упадет на Землю в 2017 г.
Первый экипаж был доставлен на "Тяньгун-2" 18 октября пилотируемым космическим кораблем "Шэньчжоу-11", запущенным с помощью еще одной ракеты "Чанчжэн-2F". Тайконавты Цзин Хайпэн и Чэнь Дун пробыли на станции месяц и 17 ноября отбыли на корабле "Шэньчжоу-11" назад на Землю.
Эти успехи, несомненно, значимы сами по себе. Но все же особый интерес представляют эксперименты, которыми занимались тайконавты на станции. О них 7 ноября поведал, ссылаясь на свои источники в международной космической промышленности, сайт International Business Times. По его сведениям, в число главных задач экипажа вошла проверка прототипа бестопливного двигателя EmDrive. О нем мы чуть подробнее расскажем ниже. А 10 декабря, согласно информации того же сайта и сообщению китайского государственного информагентства Синьхуа, представители CAST – Китайской академии космических технологий – провели пресс-конференцию, на которой рассказали об итогах экспериментов и о дальнейших планах.
На Марс за 70 дней
В частности, глава отдела спутниковых коммуникаций CAST доктор Чэнь Юэ подтвердил факт изготовления прототипа двигателя EmDrive для тестирования на низкой околоземной орбите. По словам Чэнь Юэ, его команда занимается этим двигателем с 2010 г. "Мы успешно разработали несколько технологических спецификаций прототипа, а также необходимую платформу для его испытания. Кроме того, в течение нескольких лет проводили повторяющиеся эксперименты на вопрос общей пригодности данной технологии и ее способности создавать тягу", – сообщил китайский ученый. Он также заявил, что проведенные космические эксперименты, в которых учитывалось влияние различных факторов, подтвердили, что EmDrive действительно создает тягу и способен работать в условиях космоса.
Рассказ Чэнь Юэ дополнил главный конструктор того же отдела CAST Ли Фэн. Он сообщил, что в настоящий момент их команда работает над дизайном конструкции полости EmDrive и подбирает варианты расположения двигателей на космическом аппарате. Как только эта работа будет завершена, EmDrive будет протестирован еще раз, но уже в качестве основного двигателя одного из орбитальных спутников. "В настоящий момент технология находится на поздних стадиях так называемой фазы подтверждения работоспособности. Наша ключевая задача заключается в том, чтобы сделать ее доступной для использования при производстве спутников как можно скорее, – добавил Ли Фэн. – Несмотря на то, что это очень трудная задача, мы уверены, что сможем справиться с ней".
Если EmDrive покажет себя нормально в качестве двигателя для околоземных спутников, далее наступит черед более сложных задач. В 2021 г. Китай планирует доставить зонд на Марс, и не исключено, что эта миссия будет возложена на EmDrive. После этого можно будет говорить о доставке на Марс людей.
Двигатель EmDrive замечателен тем, что его использование должно значительно сократить сроки космических экспедиций. Например, полет на Марс займет всего 70 дней, а не 150–300, как планировалось до сих пор. А чтобы добраться до Нептуна – самой дальней большой планеты Солнечной системы, потребуется лишь полтора года вместо нескольких десятилетий.
"Невозможный" двигатель
Теперь самое время чуть подробней рассказать о самом EmDrive. Этот двигатель придумали не китайцы. Еще в 2002 г. его действующий прототип представила британская исследовательская компания Satellite Propulsion Research, основанная аэрокосмическим инженером Роджером Шойером. Идея EmDrive проста и в то же время фантастична: с помощью обычного магнетрона генерируются электромагнитные микроволны, они накапливаются в замкнутом резонаторе специальной "рупорообразной" формы – узкой на одном конце и широкой на другом, и… создают тягу. Никакого топлива – жидкого или твердого, химического или атомного – не надо вообще, только электромагнитное излучение, закачанное в резонатор.
У тех, кто помнит что-то из курса физики, тут сразу же должно возникнуть возражение, что такой двигатель работать не может. Электромагнитное излучение, запертое в замкнутой полости, должно давить на две противоположные стенки с одинаковыми по величине, но противоположными по направлению силами, которые будут компенсировать друг друга, так что суммарная тяга будет равна нулю.
Тем не менее, любая, даже безумная идея заслуживает проверки. А Шойер как-никак представил прототип и заявил, что он работает. Китайцев эта идея заинтересовала еще в 2008 г., и через год в Северо-западном политехническом университете КНР под руководством профессора Яна Цзюаня был создан собственный работающий прототип. Тогда же над двигателем EmDrive начали работать Чэнь Юэ, Ли Фэн и их команда в CAST.
Проявила интерес к EmDrive и американская NASA– Национальная аэрокосмическая администрация. Начиная с 2013 г. испытания двигателя ведутся в лаборатории Eagleworks в космическом центре им. Джонсона. Руководитель Eagleworks Гарольд Уайт тоже заявляет о работоспособности EmDrive, последние результаты изложены в статье, опубликованной в ноябре 2016 г.
Но поскольку речь идет о "невозможном" двигателе, предназначенном для работы в космосе, понятно, что любые лабораторные испытания вызывали скепсис, ведь эффект мог вызываться какими-либо неучтенными земными причинами. Такие причины, кстати, были выявлены после сообщений Шойера и Яна Цзюаня. Потому столь большое значение имеет проверка, осуществленная китайцами в космосе.
"Попутный" переворот в физике
Конечно, есть немалая вероятность того, что вся эта затея в конце концов лопнет. То есть, что попытки создать на основе EmDrive силовую установку для реальных космических аппаратов дадут отрицательный результат. Может оказаться, например, что двигатель барахлит, капризничает, не слушается – словом, ненадежен.
Но если эта штука все же заработает, то это будет означать "попутно" переворот в физике. Правда, не нужно ждать, что физики откажутся от своих основополагающих законов. Скорее, как это уже случалось, будет объявлено об открытии нового вида материи.
К тому же в качестве этого нового вида вполне может подойти так называемая темная материя, о существовании которой астрономы говорят уже многие десятилетия. По последним данным (за 2015 г.) космической обсерватории Plank, темной материи во Вселенной в 5,39 раза больше, чем обычного вещества, из которого состоят звезды, планеты, прочие космические тела и межзвездный газ.
Предполагается, что частицы этой темной материи очень слабо взаимодействуют с известными науке частицами и полями. Признаки этих взаимодействий ищут в экспериментах на ускорителях, в том числе на знаменитом Большом адронном коллайдере. Пока что убедительных свидетельств нет. Однако может оказаться, что они уже найдены – в EmDrive.
Если частицы темной материи взаимодействуют с электромагнитным излучением, то именно они могут отталкиваться от излучения, запертого в резонаторе EmDrive, и таким образом создавать тягу. "Рупороподобная" форма резонатора обеспечивает, что тяга в одном направлении больше, чем в противоположном, и результирующая тяга оказывается ненулевой. Все, что для этого нужно, – это чтобы частицы темной материи совсем не взаимодействовали со стенками резонатора или, по крайней мере, взаимодействовали гораздо слабее, чем с электромагнитным излучением.
Это очень напоминает сказки, в которых ведьмы летают на метлах. Села на метлу – и полетела. Приблизительно так будет выглядеть и космический полет с помощью EmDrive – электромагнитного драйва.
NASA испытывает двигатель для полетов на Марс
