Космічний драйв. Китайці хочуть першими заселити Марс

Минає 2016 рік ознаменувався проривними досягненнями Китаю в освоєнні навколоземного космічного простору. Але ще важливіше те, що китайці наблизилися до реалізації своїх планів з освоєння Марса.

Як уже розповідала "ДС", 15 вересня ракета-носій "Чанчжен-2F" успішно вивела на орбіту космічну станцію "Тяньгун-2". Попередній "Небесний палац" – "Тяньгун-1" – був запущений в 2011 р. і завершив свою місію в березні 2016 р. Очікується, що він впаде на Землю в 2017 р.

Перший екіпаж був доставлений на "Тяньгун-2" 18 жовтня пілотованим космічним кораблем "Шеньчжоу-11", запущеним з допомогою ще однієї ракети "Чанчжен-2F". Тайконавты Цзин Хайпэн і Чень Дун пробули на станції місяць і 17 листопада відбули на кораблі "Шеньчжоу-11" назад на Землю.

Ці успіхи, безсумнівно, значимі самі по собі. Але все ж особливий інтерес представляють експерименти, якими займалися тайконавты на станції. Про них 7 листопада повідав, посилаючись на свої джерела в міжнародній космічній промисловості, сайт International Business Times. За його відомостями, в число головних завдань екіпажу увійшла перевірка прототипу безпаливні двигуна EmDrive. Про нього ми розповімо трохи докладніше нижче. А 10 грудня, згідно з інформацією того ж сайту і повідомленням китайського державного інформагентства Сіньхуа, представники CAST – Китайської академії космічних технологій – провели прес-конференцію, на якій розповіли про підсумки експериментів і про подальші плани.

На Марс за 70 днів

Зокрема, голова відділу супутникових комунікацій CAST доктор Чень Юе підтвердив факт виготовлення прототипу двигуна EmDrive для тестування на низькій навколоземній орбіті. За словами Чень Юе, його команда займається цим двигуном з 2010 р. "Ми успішно розробили декілька технологічних специфікацій прототипу, а також необхідну платформу для його випробування. Крім того, протягом кількох років проводили повторювані експерименти на питання загальної придатності даної технології і її здатності створювати тягу", – повідомив китайський учений. Він також заявив, що проведені космічні експерименти, в яких враховувався вплив різних факторів, підтвердили, що EmDrive дійсно створює тягу і здатний працювати в умовах космосу.

Розповідь Чень Юе доповнив головний конструктор того ж відділу CAST Чи Фен. Він повідомив, що зараз команда працює над дизайном конструкції порожнини EmDrive і підбирає варіанти розташування двигунів на космічному апараті. Як тільки ця робота буде завершена, EmDrive буде протестований ще раз, але вже в якості основного двигуна одного з орбітальних супутників. "У даний момент технологія знаходиться на пізніх стадіях так званої фази підтвердження працездатності. Наше ключове завдання полягає в тому, щоб зробити її доступною для використання при виробництві супутників якомога швидше, – додав Фен. – Незважаючи на те, що це дуже важке завдання, ми впевнені, що зможемо впоратися з нею".

Якщо EmDrive покаже себе нормально в якості двигуна для навколоземних супутників, далі настане черга більш складних завдань. В 2021 р. Китай планує доставити зонд на Марс, і не виключено, що ця місія покладена на EmDrive. Після цього можна буде говорити про доставку на Марс людей.

Двигун EmDrive чудовий тим, що його використання має значно скоротити терміни космічних експедицій. Наприклад, політ на Марс займе всього 70 днів, а не 150-300, як планувалося досі. А щоб дістатися до Нептуна – найдальшої великої планети Сонячної системи, потрібно лише півтора року замість кількох десятиліть.

"Неможливий" двигун

Тепер саме час трохи детальніше розповісти про EmDrive. Цей двигун не придумали китайці. Ще в 2002 р. його діючий прототип представила британська дослідницька компанія Satellite Propulsion Research, заснована аерокосмічним інженером Роджером Шойером. Ідея EmDrive проста і в той же час фантастична: за допомогою звичайного магнетрона генеруються електромагнітні мікрохвилі, вони накопичуються в замкнутому резонаторі спеціальної "рупорообразной" форми – вузькою на одному кінці і широкою на іншому, і... створюють тягу. Ніякого палива – рідкого або твердого, хімічного або атомного – не треба взагалі, тільки електромагнітне випромінювання, яке закачане в резонатор.

У тих, хто пам'ятає щось з курсу фізики, одразу ж повинно виникнути заперечення, що такий двигун працювати не може. Електромагнітне випромінювання, ув'язненого в замкнутій порожнині, повинно тиснути на дві протилежні стінки з однаковими за величиною, але протилежні за напрямом силами, які будуть компенсувати один одного, так що сумарна тяга буде дорівнює нулю.

Тим не менш, будь-яка, навіть божевільна ідея заслуговує перевірки. А Шойер як-ніяк представив прототип і заявив, що він працює. Китайців ця ідея зацікавила ще в 2008 р., і через рік у Північно-західному політехнічному університеті КНР під керівництвом професора Яна Цзюаня був створений власний працюючий прототип. Тоді ж над двигуном EmDrive почали працювати Чень Юе, Чи Фен і їх команда CAST.

Проявила інтерес до EmDrive і американська NASA– Національна аерокосмічна адміністрація. Починаючи з 2013 р. випробування двигуна ведуться в лабораторії Eagleworks в космічному центрі ім. Джонсона. Керівник Eagleworks Гарольд Уайт теж заявляє про працездатності EmDrive, останні результати викладені в статті, опублікованій в листопаді 2016 р.

Але оскільки мова йде про "неможливому" двигуні, призначеному для роботи в космосі, зрозуміло, що будь-які лабораторні випробування викликали скепсис, адже ефект міг бути викликані якими-небудь неврахованими земними причинами. Такі причини, до речі, були виявлені після повідомлень Шойера і Яна Цзюаня. Тому таке велике значення має перевірка, здійснена китайцями в космосі.

"Попутний" переворот у фізиці

Звичайно, є чимала ймовірність того, що вся ця затія зрештою лопне. Тобто, що спроби створити на основі EmDrive силову установку для реальних космічних апаратів дадуть негативний результат. Може виявитися, наприклад, що двигун барахлить, вередує, не слухається – словом, ненадійний.

Але якщо ця штука все-таки запрацює, то це буде означати "попутно" переворот у фізиці. Правда, не потрібно чекати, що фізики відмовляться від своїх основоположних законів. Швидше, як це вже траплялося, буде оголошено про відкриття нового виду матерії.

До того ж в якості цього нового виду цілком може підійти так звана темна матерія, про існування якої астрономи говорять вже багато десятиліть. За останніми даними (за 2015 р.) космічної обсерваторії Plank, темної матерії у Всесвіті в 5,39 рази більше, ніж звичайного речовини, з якої складаються зірки, планети, інші космічні тіла і міжзоряний газ.

Передбачається, що частки цієї темної матерії дуже слабо взаємодіють з відомими науці частинками і полями. Ознаки цих взаємодій шукають в експериментах на прискорювачах, в тому числі на знаменитому Великому адронному колайдері. Поки що немає переконливих свідчень. Однак може виявитися, що вони вже знайдені – у EmDrive.

Якщо частинки темної матерії взаємодіють з електромагнітним випромінюванням, то саме вони можуть відштовхуватися від випромінювання, замкненого у резонаторі EmDrive, і таким чином створювати тягу. "Рупороподобная" форма резонатора забезпечує, що тяга в одному напрямку більше, ніж у протилежному, і результуюча тяга виявляється ненульовий. Все, що для цього потрібно, – це щоб частинки темної матерії зовсім не взаємодіяли зі стінками резонатора або, принаймні, взаємодіяли набагато слабкіше, ніж з електромагнітним випромінюванням.

Це дуже нагадує казки, в яких відьми літають на мітлах. Сіла на мітлу – і полетіла. Приблизно так буде виглядати і космічний політ з допомогою EmDrive – електромагнітного драйву.

NASA зазнає двигун для польотів на Марс