Всё, что движется. Прогулки по беспокойной Вселенной от космических орбит до квантовых полей - Алексей Михайлович Семихатов

Начинается интересное. Двигатель постоянно работает с такой тягой, что космонавты ощущают ускорение 1g и исходя из этого понимают, что сейчас они летят примерно на 10 м/с быстрее, чем летели секунду назад. Но это с точки зрения ракеты. Картина не может быть такой же с точки зрения персонала на космодроме, ведь постоянное увеличение скорости означало бы, что через должное время ракета будет улетать от них быстрее, чем свет. С точки зрения космодрома ракета сначала действительно прибавляет около 10 м/с за каждую секунду, но потом, когда достигнутая скорость становится заметной по сравнению со скоростью света, ее дальнейшее возрастание происходит все медленнее и медленнее. Каждые следующие 10 м/с надо «прибавлять» к уже достигнутой скорости по правилам операции , и в результате изменение скорости получается ничтожным. Скорость ракеты постепенно приближается к скорости света, но никогда не достигаeт ее.

Вспомнив, каково расстояние до цели в световых годах, персонал на космодроме понимает то, что они и так всегда знали: ракета долетит до места назначения не раньше, чем они (персонал) выйдут на пенсию, а для большинства популярных направлений и много позднее. С этим ничего нельзя поделать. Но это только с точки зрения тех, кто остался на космодроме. Для экипажа ракеты время течет медленнее – и тем медленнее, чем ближе их скорость к скорости света. У экипажа прекрасные шансы добраться до цели не только при своей жизни, но и еще во вполне деятельном возрасте! Скромное, но постоянно включенное 1g с точки зрения ракеты дает заметный эффект. В таблице 5.1 показано, сколько времени пройдет для экипажа, если с точки зрения космодрома лететь несколько лет в выбранном режиме работы двигателя, и какой скорости удастся в результате достичь. Оттуда же видно, каким станет время, проведенное космонавтами в дороге, если они готовы терпеть ускорение 2g.

Десять лет на космодроме – это меньше трех лет на корабле с земным ускорением свободного падения. А если выбрать ускорение в два раза больше земного, то заметно меньше двух лет. Но это – просто чтобы «погонять без тормозов». Если же в конце пути мы желаем остановиться у выбранной звезды, придется еще и тормозить. Теория относительности или нет, но тормозить в космосе – то же самое, что разгоняться, только двигатель нужно развернуть в противоположную сторону. Имеет смысл сделать путешествие симметричным: полдороги разгоняться и полдороги тормозить. Итак, полпути ускорение, которое ощущается как постоянная сила тяжести, и полпути – развернувшись двигателями вперед – замедление, которое ощущается как такая же сила тяжести. Путешествие начинается с нулевой скорости относительно космодрома и должно закончиться нулевой скоростью, которую мы тоже будем измерять относительно космодрома, смело пренебрегая относительной скоростью звезды в точке назначения: на фоне тех скоростей, которых можно достичь в рамках выбранной стратегии, сотня-другая километров в секунду – совершенная ерунда.

Таблица 5.1. Время по часам на космодроме и по часам на ракете при полете с постоянно работающим двигателем

Осталось решить, у какой звезды остановиться. Мои предложения незамысловаты, но каждое из них мотивировано. После названия пункта назначения в скобках указано расстояние до него в световых годах.

Альфа Центавра (4,3). Мы встречались с ней в главе «прогулка 4», это довольно интересно организованная тройная система. Это самое близкое из всего, что есть, и уж если куда-то лететь для начала, то именно туда, а конкретно – к Проксиме, у которой к тому же имеются планеты.

Звезда Барнарда (5,96). Она идет следующей по удаленности (четвертой по порядку, если считать Альфу Центавра за три). Это (красный) карлик с массой по крайней мере в пять раз меньше солнечной и как минимум с одной планетой, обращающейся вокруг звезды за неполных восемь земных месяцев.

Сириус (8,7). Прежде всего это красиво: самая яркая звезда на земном небе, при ближайшем рассмотрении – двойная, включающая белый карлик.

Тау Кита (11,8). Она похожа на Солнце, а прославилась тем, что в рамках проекта SETI ее «прослушивали» на предмет возможных радиосигналов от ее обитателей[93].

Wolf 1061 (13,8). Этот красный карлик «обзавелся» планетами в результате восьмилетних наблюдений из обсерватории Ла-Силья (см. рис. 3.1); две надежно установленные планеты носятся вокруг звезды с периодами обращения около 5 и 18 суток.

Gliese 667 (23,6). Хочется не пропустить эту тройную систему; все три звезды меньше Солнца, одна из них – красный карлик. Звезды A и B обращаются одна вокруг другой по сильно вытянутому эллипсу, сближаясь до 5 (!) а.е. (расстояний от Земли до Солнца) и удаляясь до 20 а.е. (что должно занимать 42 с лишним года). Звезда C – красный карлик – находится от этой пары в расстоянии 230 а.е. Светит она очень слабо, примерно в полтора процента от светимости Солнца, и имеет не меньше двух планет.

TRAPPIST-1 (39,5). В главе «прогулка 3» мы уже убедились, что это явление природы определенно заслуживает посещения; все сомнения должен развеять приведенный там же рис. 3.7.

Kepler-16b (245,4). Это уже довольно далеко. Планета (рис. 5.14) содержит в своем наименовании имя одного из наших героев – космического телескопа, который ее обнаружил, и обращается вокруг двух звезд Kepler-16. Это вообще первый из открытых татуинов[94].

Стрелец A* (25 900). Это уже не звезда, а сверхмассивная черная дыра в центре нашей галактики Млечный Путь; без нее список для посещений просто несерьезный. Если не на ракете, то на наших прогулках мы до нее еще доберемся (спойлер: рис. 7.12).

Малое Магелланово Облако, ММО (197 000). Зачем останавливаться на достигнутом? Это карликовая галактика, являющаяся спутником Млечного Пути. Человек, отправившийся в первое кругосветное плавание, лишь примерно представляя себе размер Земли, заодно открыл ближайший к нам внегалактический объект (рис. 5.15), гравитационно привязанный к Млечному Пути. Там лишь несколько сотен миллионов звезд, а его