Ионизирующее излучение и его последствия для здоровья
Ионизирующее излучение – вид энергии, высвобождаемой атомами в форме электромагнитных волн (гамма- и рентгеновское излучение) или частиц (нейтроны, бета- и альфа-частицы). Спонтанный распад атомов называется радиоактивностью, а избыток возникающей при этом энергии является формой ионизирующего излучения. Нестабильные элементы, образующиеся при распаде и испускающие ионизирующее излучение, называются радионуклидами.
Все радионуклиды идентифицируются уникальным образом по виду испускаемого ими излучения, энергии излучения и периоду полураспада.
Активность, используемая в качестве показателя количества присутствующего радионуклида, выражается в единицах, называемых беккерелями (Бк): один беккерель – это один акт распада в секунду. Периодом полураспада называют время, необходимое для того, чтобы активность радионуклида в результате распада уменьшилась наполовину от его первоначальной величины. Период полураспада радиоактивного элемента – время, в течение которого происходит распад половины его атомов. Оно может находиться в диапазоне от долей секунды до миллионов лет (например, период полураспада йода-131 составляет 8 дней, а период полураспада углерода-14 – 5730 лет).
Источники излучения
Человек каждый день подвергается воздействию естественного и искусственного излучения. Естественное излучение имеет много источников, включая более 60 природных радиоактивных веществ, присутствующих в почве, воде и воздухе. Главным источником естественного излучения является радон – природный газ, выделяющийся из горных пород и почвы. Радионуклиды ежедневно вдыхаются человеком из воздуха и поступают в пищеварительный тракт с пищей и водой.
Человек подвергается также воздействию естественной радиации космических лучей, особенно на большой высоте. В среднем 80% ежегодной дозы, которую человек получает от фонового излучения, приходится на естественные наземные и космические источники излучения. Уровни такого излучения варьируются в разных географических зонах, а в некоторых районах его уровень может быть в 200 раз выше среднемирового показателя.
На человека воздействует также излучение из искусственных источников различного происхождения, от производства атомной энергии до использования радиации в медицинских целях при диагностике и лечении заболеваний. Самыми распространенными на сегодняшний день искусственными источниками ионизирующего излучения являются медицинские устройства, в частности рентгеновские аппараты и компьютерные томографы.
Воздействие ионизирующего излучения
Человек может подвергаться воздействию ионизирующего излучения при различных обстоятельствах: в быту или общественных местах (облучение в общественных местах), на рабочем месте (профессиональное облучение) или при получении медицинской помощи (медицинское облучение).
Излучение может воздействовать на человека внутренними или внешними путями.
Внутреннее воздействие ионизирующего излучения имеет место при вдыхании радионуклидов, их поступлении в пищеварительный тракт или проникновении в кровоток (например, в результате инъекции, ранения). Внутреннее воздействие прекращается, когда радионуклид выводится из организма самопроизвольно (с экскрементами) или в результате лечения.
Внешнее радиоактивное заражение может возникать при оседании радиоактивных веществ из воздуха (пыль, жидкость, аэрозоли) на кожу или одежду. Такой радиоактивный материал часто можно удалить с тела мытьем. Подвергнуться ионизирующему излучению можно также из внешнего источника, например при применении рентгеновского оборудования в медицинских целях. Внешнее облучение прекращается, когда его источник экранируется или человек покидает облучаемое поле.
Для целей защиты от радиации можно выделить три ситуации воздействия ионизирующего излучения: планируемое облучение, существующая подверженность и аварийное облучение. Планируемое облучение имеет место в ситуациях намеренного внедрения и использования источников излучения с определенными целями, например при медицинском применении таких источников для диагностики или лечения заболеваний у пациентов или их использовании на производстве или в ходе научных исследований. Существующая подверженность имеет место тогда, когда излучение уже присутствует и от него необходимо вырабатывать меры защиты; примерами служат воздействие радона в жилых и рабочих помещениях, а также воздействие фонового естественного излучения в окружающей среде. Ситуации аварийного облучения являются результатом непредвиденных происшествий, в частности ядерных аварий или злонамеренных действий, и требуют срочного принятия ответных мер.
На использование излучения в медицине приходится 98% всей дозы облучения населения из всех искусственных источников; оно составляет 20% от общего воздействия на население. Ежегодно в мире проводится более 4200 миллионов радиологических обследований в целях диагностики, 40 миллионов процедур с использованием ядерных материалов и 8,5 миллиона процедур лучевой терапии.
Последствия ионизирующего излучения для здоровья
Радиационное повреждение тканей и/или органов зависит от полученной дозы облучения или поглощенной дозы, которая выражается в грэях (Гр). Потенциальный ущерб от поглощенной дозы зависит от вида излучения и чувствительности различных тканей и органов.
Способность ионизирующего излучения причинить вред оценивается при помощи эффективной дозы. Единицей эффективной дозы, в которой учитывается вид излучения и чувствительность тканей и органов, является зиверт (Зв). Она позволяет измерять ионизирующее излучение с точки зрения потенциала нанесения вреда. Важным параметром, помимо количества радиации (дозы), является скорость поступления (мощность) дозы, которая выражается в микрозивертах в час мкЗв/час или миллизивертах в год (мЗв/год).
Облучение, превышающее определенные пороговые значения, может нарушить функционирование тканей и/или органов и вызвать острые реакции, такие как покраснение кожи, выпадение волос, радиационные ожоги или острый лучевой синдром. Эти реакции являются более выраженными при более высоких дозах и более высокой мощности дозы. Так, пороговая доза острого лучевого синдрома составляет приблизительно 1 Зв (1000 мЗв).
Если доза облучения является низкой и/или воздействует длительный период времени (низкая мощность дозы), обусловленный этим риск существенно снижается, поскольку в этом случае увеличивается вероятность восстановления поврежденных тканей. При этом не исчезает риск возникновения долгосрочных последствий излучения, таких как катаракта или рак, которые могут проявиться спустя годы или даже десятилетия. Подобные последствия возникают не всегда, однако их вероятность пропорциональна дозе облучения. Риск последствий выше у детей и подростков, поскольку они гораздо более чувствительны к воздействию радиации по сравнению со взрослыми людьми.
Эпидемиологические исследования, проведенные среди подвергшегося облучению населения, например людей, выживших после взрыва атомной бомбы или получавших лучевую терапию, демонстрируют значительное увеличение риска развития рака при дозах выше 100 мЗв. По данным проведенных в последнее время эпидемиологических исследований среди лиц, подвергавшихся медицинскому облучению в детском возрасте (КТ в детском возрасте), риск развития онкологических заболеваний может повышаться даже при более низких дозах (в диапазоне 50–100 мЗв).
Воздействие ионизирующего излучения на плод в утробе матери может вызвать повреждение головного мозга плода при сильной дозе свыше 100 мЗв на 8–15 неделях беременности и 200 мЗв на 16–25 неделях беременности. В ходе исследований с участием беременных было установлено, что облучение до 8 недели или после 25 недели беременности не создает риска для развития головного мозга плода. Эпидемиологические исследования свидетельствуют о том, что риск развития рака после облучения плода в утробе матери аналогичен риску после облучения в раннем детском возрасте.
Деятельность ВОЗ
Деятельность ВОЗ направлена на повышение эффективности радиационной защиты пациентов, работников и населения во всем мире. Организация предоставляет государствам-членам научно обоснованные руководства, методики и специализированные рекомендации по актуальным вопросам защиты здоровья населения, связанным с воздействием ионизирующего излучения. Уделяя основное внимание медико-санитарным аспектам радиационной защиты, ВОЗ вырабатывает мероприятия по оценке радиационных рисков, их ограничению и распространению информации о них.
В соответствии с одной из своих основных функций – «установление норм и стандартов, содействие их соблюдению и мониторинг их осуществления» – ВОЗ совместно с семью другими международными организациями внесла вклад в разработку, продвижение и утверждение международных основных норм безопасности (ОНБ) и в настоящее время содействует внедрению ОНБ на территории своих государств-членов.
Рентгеновское излучение
Рентгеновское излучение — это электромагнитное излучение с энергией фотонов от ~100 эВ до 250 кэВ, которое лежит на шкале электромагнитных волн между ультрафиолетовым и гамма-излучением. Оно является частью естественной радиации, возникающей в радиоизотопах при возбуждении атомов элементов потоком электронов, альфа-частиц или гамма-квантов, при котором происходит выброс электронов с электронных оболочек атома. Рентгеновское излучение возникает при движении заряженных частиц с ускорением, в частности при торможении электронов, в электрическом поле атомов вещества. Такой тип излучения был открыт 8 ноября 1895 года немецким физиком Вильгельмом Рентгеном — сам ученый назвал их икс-лучами, а впоследствии они получили имя самого Рентгена.
Выделяют мягкое и жесткое рентгеновское излучение, условная граница между которыми на шкале длин волн находится около 0,2 нм, что соответствует энергии фотонов примерно 6 кэВ. Рентгеновское излучение является как проникающим, что обусловлено его короткой длиной волны, так и ионизирующим, поскольку при прохождении через вещество оно взаимодействует с электронами, выбивая их из атомов, тем самым разбивая их на ионы и электроны и меняя структуру вещества, на которое оно воздействует.
Рентгеновское излучение
1. Определение размеров элементарной ячейки кристалла, числа частиц (атомов, молекул) в элементарной ячейке и симметрии расположения частиц. Эти данные получают путем анализа геометрии расположения дифракционных максимумов.
2. Расчет электронной плотности внутри элементарной ячейки и определение координат атомов, которые отождествляются с положением максимумов электронной плотности. Эти данные получают посредством анализа интенсивности дифракционных максимумов.
Вследствие чего кванты рентгеновского излучения не наводят остаточной радиации
Радиоактивность — неустойчивость ядер некоторых атомов, проявляющаяся в их способности к самопроизвольным превращениям (распаду), сопровождающимся испусканием ионизирующего излучения или радиацией. Далее мы будем говорить лишь о той радиации, которая связана с радиоактивностью.
Радиация, или ионизирующее излучение — это частицы и гамма-кванты, энергия которых достаточно велика, чтобы при воздействии на вещество создавать ионы разных знаков. Радиацию нельзя вызвать с помощью химических реакций.
1.2. Какая бывает радиация?
Различают несколько видов радиации.
Альфа-частицы: относительно тяжелые, положительно заряженные частицы, представляющие собой ядра гелия.
Бета-частицы — это просто электроны.
Гамма-излучение имеет ту же электромагнитную природу, что и видимый свет, однако обладает гораздо большей проникающей способностью.
Нейтроны — электрически нейтральные частицы, возникают главным образом непосредственно вблизи работающего атомного реактора, куда доступ, естественно, регламентирован.
Рентгеновское излучение подобно гамма-излучению, но имеет меньшую энергию. Кстати, наше Солнце — один из естественных источников рентгеновского излучения, но земная атмосфера обеспечивает от него надежную защиту.
Ультрафиолетовое излучение и излучение лазеров в нашем рассмотрении не являются радиацией.
Заряженные частицы очень сильно взаимодействуют с веществом, поэтому, с одной стороны, даже одна альфа-частица при попадании в живой организм может уничтожить или повредить очень много клеток, но, с другой стороны, по той же причине, достаточной защитой от альфа- и бета-излучения является любой, даже очень тонкий слой твердого или жидкого вещества — например, обычная одежда (если, конечно, источник излучения находится снаружи).
Следует различать радиоактивность и радиацию. Источники радиации — радиоактивные вещества или ядерно-технические установки (реакторы, ускорители, рентгеновское оборудование и т.п.) — могут существовать значительное время, а радиация существует лишь до момента своего поглощения в каком-либо веществе.
1.3. К чему может привести воздействие радиации на человека?
Воздействие радиации на человека называют облучением. Основу этого воздействия составляет передача энергии радиации клеткам организма.
Облучение может вызвать нарушения обмена веществ, инфекционные осложнения, лейкоз и злокачественные опухоли, лучевое бесплодие, лучевую катаракту, лучевой ожог, лучевую болезнь.
Последствия облучения сильнее сказываются на делящихся клетках, и поэтому для детей облучение гораздо опаснее, чем для взрослых.
Что же касается часто упоминаемых генетических (т.е. передаваемых по наследству) мутаций как следствие облучения человека, то таковых еще ни разу не удалось обнаружить. Даже у 78000 детей тех японцев, которые пережили атомную бомбардировку Хиросимы и Нагасаки, не было констатировано какого-либо увеличения числа случаев наследственных болезней (книга «Жизнь после Чернобыля» шведских ученых С.Кулландера и Б.Ларсона).
Следует помнить, что гораздо больший РЕАЛЬНЫЙ ущерб здоровью людей приносят выбросы предприятий химической и сталелитейной промышленности, не говоря уже о том, что науке пока неизвестен механизм злокачественного перерождения тканей от внешних воздействий.
1.4. Как радиация может попасть в организм?
Организм человека реагирует на радиацию, а не на ее источник.
Те источники радиации, которыми являются радиоактивные вещества, могут проникать в организм с пищей и водой (через кишечник), через легкие (при дыхании) и, в незначительной степени, через кожу, а также при медицинской радиоизотопной диагностике. В этом случае говорят о внутреннем обучении.
Кроме того, человек может подвергнуться внешнему облучению от источника радиации, который находится вне его тела.
Внутреннее облучение значительно опаснее внешнего.
1.5. Передается ли радиация как болезнь?
Радиацию создают радиоактивные вещества или специально сконструированное оборудование. Сама же радиация, воздействуя на организм, не образует в нем радиоактивных веществ, и не превращает его в новый источник радиации. Таким образом, человек не становится радиоактивным после рентгеновского или флюорографического обследования. Кстати, и рентгеновский снимок (пленка) также не несет в себе радиоактивности.
Исключением является ситуация, при которой в организм намеренно вводятся радиоактивные препараты (например, при радиоизотопном обследовании щитовидной железы), и человек на небольшое время становится источником радиации. Однако препараты такого рода специально выбираются так, чтобы быстро терять свою радиоактивность за счет распада, и интенсивность радиации быстро спадает.
Конечно, можно «испачкать» тело или одежду радиоактивной жидкостью, порошком или пылью. Тогда некоторая часть такой радиоактивной «грязи» — вместе с обычной грязью — может быть передана при контакте другому человеку. В отличие от болезни, которая, передаваясь от человека к человеку, воспроизводит свою вредоносную силу (и даже может привести к эпидемии), передача грязи приводит к ее быстрому разбавлению до безопасных пределов.
1.6. В каких единицах измеряется радиоактивность?
Мерой радиоактивности служит активность. Измеряется в Беккерелях (Бк), что соответствует 1 распаду в секунду. Содержание активности в веществе часто оценивают на единицу веса вещества (Бк/кг) или объема (Бк/куб.м).
Также встречается еще такая единица активности, как Кюри (Ки). Это — огромная величина: 1 Ки = 37000000000 Бк.
Активность радиоактивного источника характеризует его мощность. Так, в источнике активностью 1 Кюри происходит 37000000000 распадов в секунду.
Как было сказано выше, при этих распадах источник испускает ионизирующее излучения. Мерой ионизационного воздействия этого излучения на вещество является экспозиционная доза. Часто измеряется в Рентгенах (Р). Поскольку 1 Рентген — довольно большая величина, на практике удобнее пользоваться миллионной (мкР) или тысячной (мР) долями Рентгена.
Действие распространенных бытовых дозиметров основано на измерении ионизации за определенное время, то есть мощности экспозиционной дозы. Единица измерения мощности экспозиционной дозы — микроРентген/час.
Мощность дозы, умноженная на время, называется дозой. Мощность дозы и доза соотносятся так же как скорость автомобиля и пройденное этим автомобилем расстояние (путь).
Для оценки воздействия на организм человека используются понятия эквивалентная доза и мощность эквивалентной дозы. Измеряются, соответственно, в Зивертах (Зв) и Зивертах/час. В быту можно считать, что 1 Зиверт = 100 Рентген. Необходимо указывать на какой орган, часть или все тело пришлась данная доза.
Можно показать, что упомянутый выше точечный источник активностью 1 Кюри (для определенности рассматриваем источник цезий-137) на расстоянии 1 метр от себя создает мощность экспозиционной дозы приблизительно 0,3 Рентгена/час, а на расстоянии 10 метров — приблизительно 0,003 Рентгена/час. Уменьшение мощности дозы с увеличением расстояния от источника происходит всегда и обусловлено законами распространения излучения.
Теперь абсолютно понятна типичная ошибка средств массовой информации, сообщающих: «Сегодня на такой-то улице обнаружен радиоактивный источник в 10 тысяч рентген при норме 20».
Во-первых, в Рентгенах измеряется доза, а характеристикой источника является его активность. Источник в столько-то Рентген — это то же самое, что мешок картошки весом в столько-то минут.
Поэтому в любом случае речь может идти только о мощности дозы от источника. И не просто мощности дозы, а с указанием того, на каком расстоянии от источника эта мощность дозы измерена.
Далее можно высказать следующие соображения. 10 тысяч рентген/час — достаточно большая величина. С дозиметром в руках ее вряд ли можно измерить, так как при приближении к источнику дозиметр прежде покажет и 100 Рентген/час, и 1000 Рентген/час! Весьма трудно предположить, что дозиметрист продолжит приближаться к источнику. Поскольку дозиметры измеряют мощность дозы в микроРентгенах/час, то можно предполагать, что и в данном случае речь идет о 10 тысяч микроРентген/час = 10 миллиРентген/час = 0,01 Рентгена/час. Подобные источники, хотя и не представляют смертельной опасности, на улице попадаются реже, чем сторублевые купюры, и это может быть темой для информационного сообщения. Тем более что упоминание о «норме 20» можно понимать как условную верхнюю границу обычных показаний дозиметра в городе, т.е. до 20 микроРентген/час.
Поэтому правильно сообщение, по-видимому, должно выглядеть так: «Сегодня на такой-то улице обнаружен радиоактивный источник, вплотную к которому дозиметр показывает 10 тысяч микрорентген в час, при том что среднее значение радиационного фона в нашем городе не превосходит 20 микрорентген в час».
1.7. Что такое изотопы?
В таблице Менделеева более 100 химических элементов. Почти каждый из них представлен смесью стабильных и радиоактивных атомов, которые называют изотопами данного элемента. Известно около 2000 изотопов, из которых около 300 — стабильные.
Например, у первого элемента таблицы Менделеева — водорода — существуют следующие изотопы:
— водород Н-1 (стабильный),
— дейтерий Н-2 (стабильный),
— тритий Н-3 (радиоактивный, период полураспада 12 лет).
Радиоактивные изотопы обычно называют радионуклидами.
1.8. Что такое период полураспада?
Число радиоактивных ядер одного типа постоянно уменьшается во времени благодаря их распаду.
Скорость распада принято характеризовать периодом полураспада: это время, за которое число радиоактивных ядер определенного типа уменьшится в 2 раза.
Абсолютно ошибочной является следующая трактовка понятия «период полураспада»: «если радиоактивное вещество имеет период полураспада 1 час, это значит, что через 1 час распадется его первая половина, а еще через 1 час — вторая половина, и это вещество полностью исчезнет (распадется)».
Для радионуклида с периодом полураспада 1 час это означает, что через 1 час его количество станет меньше первоначального в 2 раза, через 2 часа — в 4, через 3 часа — в 8 раз и т.д., но полностью не исчезнет никогда. В такой же пропорции будет уменьшается и радиация, излучаемая этим веществом. Поэтому можно прогнозировать радиационную обстановку на будущее, если знать, какие и в каком количестве радиоактивные вещества создают радиацию в данном месте в данный момент времени.
У каждого радионуклида — свой период полураспада, он может составлять как доли секунды, так и миллиарды лет. Важно, что период полураспада данного радионуклида постоянен, и изменить его невозможно.
Образующиеся при радиоактивном распаде ядра, в свою очередь, также могут быть радиоактивными. Так, например, радиоактивный радон-222 обязан своим происхождением радиоактивному урану-238.
Иногда встречаются утверждения, что радиоактивные отходы в хранилищах полностью распадутся за 300 лет. Это не так. Просто это время составит примерно 10 периодов полураспада цезия-137, одного из самых распространенных техногенных радионуклидов, и за 300 лет его радиоактивность в отходах снизится почти в 1000 раз, но, к сожалению, не исчезнет.
1.9 Что вокруг нас радиоактивно?
Воздействие на человека тех или иных источников радиации поможет оценить следующая диаграмма (по данным А.Г.Зеленкова, 1990).
По происхождению радиоактивность делят на естественную (природную) и техногенную.
а) Естественная радиоактивность
Естественная радиоактивность существует миллиарды лет, она присутствует буквально повсюду. Ионизирующие излучения существовали на Земле задолго до зарождения на ней жизни и присутствовали в космосе до возникновения самой Земли. Радиоактивные материалы вошли в состав Земли с самого ее рождения. Любой человек слегка радиоактивен: в тканях человеческого тела одним из главных источников природной радиации являются калий-40 и рубидий-87, причем не существует способа от них избавиться.
Учтем, что современный человек до 80% времени проводит в помещениях — дома или на работе, где и получает основную дозу радиации: хотя здания защищают от излучений извне, в стройматериалах, из которых они построены, содержится природная радиоактивность. Существенный вклад в облучение человека вносит радон и продукты его распада.
Основным источником этого радиоактивного инертного газа является земная кора. Проникая через трещины и щели в фундаменте, полу и стенах, радон задерживается в помещениях. Другой источник радона в помещении — это сами строительные материалы (бетон, кирпич и т.д.), содержащие естественные радионуклиды, которые являются источником радона. Радон может поступать в дома также с водой (особенно если она подается из артезианских скважин), при сжигании природного газа и т.д.
Радон в 7,5 раз тяжелее воздуха. Как следствие, концентрация радона в верхних этажах многоэтажных домов обычно ниже, чем на первом этаже.
Основную часть дозы облучения от радона человек получает, находясь в закрытом, непроветриваемом помещении; регулярное проветривание может снизить концентрацию радона в несколько раз.
При длительном поступлении радона и его продуктов в организм человека многократно возрастает риск возникновения рака легких.
Сравнить мощность излучения различных источников радона поможет следующая диаграмма.
в) Техногенная радиоактивность
Техногенная радиоактивность возникает вследствие человеческой деятельности.
Осознанная хозяйственная деятельность, в процессе которой происходит перераспределение и концентрирование естественных радионуклидов, приводит к заметным изменениям естественного радиационного фона. Сюда относится добыча и сжигание каменного угля, нефти, газа, других горючих ископаемых, использование фосфатных удобрений, добыча и переработка руд.
Так, например, исследования нефтепромыслов на территории России показывают значительное превышение допустимых норм радиоактивности, повышение уровней радиации в районе скважин, вызванное отложением на оборудовании и прилегающем грунте солей радия-226, тория-232 и калия-40. Особенно загрязнены действующие и отработавшие трубы, которые нередко приходится классифицировать как радиоактивные отходы.
Такой вид транспорта, как гражданская авиация, подвергает своих пассажиров повышенному воздействию космического излучения.
И, конечно, свой вклад дают испытания ядерного оружия, предприятия атомной энергетики и промышленности.
Безусловно, возможно и случайное (неконтролируемое) распространение радиоактивных источников: аварии, потери, хищения, распыление и т.п. Таки ситуации, к счастью, ОЧЕНЬ РЕДКИ. Кроме того, их опасность не следует преувеличивать.
1.10. Является ли компьютер источником радиации?
Единственной частью компьютера, в отношении которой можно говорить о радиации, являются только мониторы на электронно-лучевых трубках (ЭЛТ); дисплеев других типов (жидкокристаллических, плазменных и т.п.) это не касается.
Мониторы, наряду с обычными телевизорами на ЭЛТ, можно считать слабым источником рентгеновского излучения, возникающим на внутренней поверхности стекла экрана ЭЛТ. Однако благодаря большой толщине этого же стекла, оно же и поглощает значительную часть излучения. До настоящего времени не обнаружено никакого влияния рентгеновского излучения мониторов на ЭЛТ на здоровье, тем не менее все современные ЭЛТ выпускаются с условно безопасным уровнем рентгеновского излучения.
В настоящее время в отношении мониторов общепризнанными для всех производителей являются шведские национальные стандарты «MPR II», «TCO-92», -95, -99. Эти стандарты, в частности, регламентируют электрические и магнитные поля от мониторов.
Что касается термина «low radiation» («низкий уровень излучения»), то это не стандарт, а всего лишь декларация изготовителя о том, что он предпринял нечто, лишь ему известное, с тем чтобы уменьшить излучение. Аналогичный смысл имеет менее распространенный термин «low emission».
1.11. Что такое «нормальный радиационный фон» или «нормальный уровень радиации»?
На Земле существуют населенные области с повышенным радиационным фоном.
Это, например, высокогорные города Богота, Лхаса, Кито, где уровень космического излучения примерно в 5 раз выше, чем на уровне моря.
Это также песчаные зоны с большой концентрацией минералов, содержащих фосфаты с примесью урана и тория — в Индии (штат Керала) и Бразилии (штат Эспириту-Санту).
Можно упомянуть участок выхода вод с высокой концентрацией радия в Иране (г. Ромсер).
Хотя в некоторых из этих районов мощность поглощенной дозы в 1000 раз превышает среднюю по поверхности Земли, обследование населения не выявило сдвигов в структуре заболеваемости и смертности.
Кроме того, даже для конкретной местности не существует «нормального фона» как постоянной характеристики, его нельзя получить как результат небольшого числа измерений.
В любом месте, даже для неосвоенных территорий, где «не ступала нога человека», радиационный фон изменяется от точки к точке, а также в каждой конкретной точке со временем. Эти колебания фона могут быть весьма значительными. В обжитых местах дополнительно накладываются факторы деятельности предприятий, работы транспорта и т.д. Например, на аэродромах, благодаря высококачественному бетонному покрытию с гранитным щебнем, фон, как правило, выше, чем на прилегающей местности.
Измерения радиационного фона в городе Минске позволяют указать ТИПИЧНЫЕ значение фона на улице (открытой местности) — 8 — 12 мкР/час, в помещении — 15 — 20 мкР/час.
1.12. Как защититься от радиации? Помогает ли от радиации алкоголь?
От источника радиации защищаются временем, расстоянием и веществом.
Временем — вследствие того, что чем меньше время пребывания вблизи источника радиации, тем меньше полученная от него доза облучения.
Расстоянием — благодаря тому, что излучение уменьшается с удалением от компактного источника (пропорционально квадрату расстояния). Если на расстоянии 1 метр от источника радиации дозиметр фиксирует 1000 мкР/час, то уже на расстоянии 5 метров показания снизятся приблизительно до 40 мкР/час.
Веществом — необходимо стремиться, чтобы между Вами и источником радиации оказалось как можно больше вещества: чем его больше и чем оно плотнее, тем большую часть радиации оно поглотит.
Что касается главного источника облучения в помещениях — радона и продуктов его распада, то регулярное проветривание позволяет значительно уменьшить их вклад в дозовую нагрузку.
Кроме того, если речь идет о строительстве или отделке собственного жилья, которое, вероятно, прослужит не одному поколению, следует постараться купить радиационно безопасные стройматериалы — благо их ассортимент ныне чрезвычайно богат.
Алкоголь, принятый незадолго до облучения, в некоторой степени способен ослабить последствия облучения. Однако его защитное действие уступает современным противорадиационным препаратам.
1.13. Что измеряет и чего не измеряет дозиметр?
Дозиметр измеряет мощность дозы ионизирующего излучения непосредственно в том месте, где он находится. Основное предназначение бытового дозиметра — измерение мощности дозы в том месте, где этот дозиметр находится (в руках человека, на грунте и т.д.) и проверка тем самым на радиоактивность подозрительных предметов. Однако скорее всего, Вам удастся заметить только достаточно серьезные повышения мощности дозы.
Поэтому индивидуальный дозиметр поможет прежде всего тем, кто часто бывает в районах, загрязненных в результате аварии на ЧАЭС (как правило, все эти места хорошо известны).
Кроме того, такой прибор может быть полезен в незнакомой удаленной от цивилизации местности (на пример при сборе ягод и грибов в достаточно «диких» местах), при выборе места для строительства дома, для предварительной проверки привозного грунта при ландшафтном благоустройстве. Повторим, однако, что в этих случаях полезен он будет только при весьма существенных радиоактивных загрязнениях, которые встречаются нечасто.
Не очень сильные, но тем не менее небезопасные загрязнения бытовым дозиметром обнаружить очень трудно. Для этого нужны совершенно другие методы, которые могут использовать только специалисты.
Относительно возможности проверять с помощью бытового дозиметра соответствие радиационных параметров установленным нормам можно сказать следующее.
Дозовые показатели (мощность дозы в помещениях, мощность дозы на местности) для отдельных точек проверить можно. Однако бытовым дозиметром очень трудно обследовать все помещение и добиться уверенности в том, что не пропущен локальный источник радиоактивности.
Почти бесполезно пытаться измерять радиоактивность продуктов питания или стройматериалов с помощью бытового дозиметра. Дозиметр способен выявить разве что ОЧЕНЬ СИЛЬНО загрязненные продукты или строительные материалы, содержание радиоактивности в которых в десятки раз превосходит допустимые нормы. Напомним, что для продуктов и строительных материалов нормируется не мощность дозы, а содержание радионуклидов, а дозиметр принципиально не позволяет измерять этот параметр. Здесь опять же нужны другие методы и работа специалистов.
1.14 Как правильно пользоваться дозиметром?
Следует пользоваться дозиметром в соответствии с прилагаемой к нему инструкцией.
Также необходимо учитывать, что при любых измерениях радиации присутствует естественный радиационный фон. Поэтому сначала выполняют измерение дозиметром уровня фона, характерного для данного участка местности (на достаточном удалении от предполагаемого источника радиации), после чего выполняют измерения уже в присутствии предполагаемого источника радиации. Наличие устойчивого превышения над уровнем фона может свидетельствовать об обнаружении радиоактивности.
В том, что показания дозиметра в квартире больше в 1,5 — 2 раза, чем на улице, нет ничего необычного.
Кроме того, необходимо учитывать, что при измерениях на «уровне фона» в одном и том же месте прибор может показать, например, 8, 15 и 10 мкР/час. Поэтому для получения достоверного результата рекомендуют провести несколько измерений и затем вычислить среднее арифметическое. В нашем примере среднее составит (8+15+10)/3 = 11 мкР/час.
1.15 Какие бывают дозиметры?
В продаже можно встретить как бытовые, так и профессиональные дозиметры. Последние имеют целый ряд принципиальных преимуществ. Однако, эти приборы весьма дороги (в десять и более раз дороже бытового дозиметра), а ситуации, когда эти преимущества могут быть реализованы, крайне редки в быту. Поэтому приобретать надо бытовой дозиметр.
Особо следует сказать о радиометрах для измерения активности радона: хотя они бывают только в профессиональном исполнении, но их использование в быту может быть оправданным.
Подавляющее большинство дозиметров являются прямопоказывающими, т.е. с их помощью можно получить результат сразу после измерения. Существуют и непрямопоказывающие дозиметры, не имеющие никаких устройств питания и индикации, исключительно компактные (часто в виде брелока). Их предназначение — индивидуальный дозиметрический контроль на радиационно-опасных объектах и в медицине. Поскольку провести перезарядку такого дозиметра или считать его показания можно только с помощью специальной стационарной аппаратуры, его нельзя использовать для принятия оперативных решений.
Дозиметры бывают беспороговые и пороговые. Последние позволяют обнаружить только превышение предустановленного изготовителем нормативного уровня радиации по принципу «да-нет» и благодаря этому просты и надежны в эксплуатации, стоят дешевле беспороговых примерно в 1,5 — 2 раза.
Как правило, беспороговые дозиметры можно эксплуатировать и в пороговом режиме.
Бытовые дозиметры в основном различаются по следующим параметрам:
типы регистрируемых излучений — только гамма, или гамма и бета;
тип блока детектирования — газоразрядный счетчик (также известен как счетчик Гейгера) или сцинтилляционный кристалл/пластмасса; количество газоразрядных счетчиков варьируется от 1 до 4-х;
размещение блока детектирования — выносной или встроенный;
наличие цифрового и/или звукового индикатора;
время одного измерения — от 3 до 40 секунд;
наличие тех или иных режимов измерения и самодиагностики;
цена, в зависимости от комбинации вышеперечисленных параметров.
1.16 Что делать, если дозиметр «зашкаливает» или его показания необычно большие?
1. Убедиться, что при удалении дозиметра от того места, где его «зашкаливает», показания прибора приходят в норму.
2. Убедиться, что дозиметр исправен (большинство приборов такого рода имеют специальный режим самодиагностики).
3. Нормальную работоспособность электрической схемы дозиметра могут частично или полностью нарушать замыкания, протечки батареек, сильные внешние электромагнитные поля. Если есть возможность, желательно продублировать измерения с помощью другого дозиметра, желательно другого типа.
Если же вы уверены, что обнаружили источник или участок радиоактивного загрязнения, НИ В КОЕМ СЛУЧАЕ не следует пытаться самостоятельно избавиться от него (выбросить, закопать или спрятать).
Следует как-то обозначить место своей находки, и обязательно сообщить о ней службам, в чьи обязанности входит обнаружение, идентификация и захоронение бесхозных радиоактивных источников.
Информация подготовлена по материалам www.radiation.ru
Комментарии
Вы можете оставить свой комментарий только после авторизации.
Перевести страницу
Сеть наблюдений
РАДИАЦИОННАЯ ОБСТАНОВКА НА ТЕРРИТОРИИ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ на 23 ноября 2023 г.
220114, Республика Беларусь, г. Минск, пр. Независимости, 110
Время работы центра
Выходные дни: суббота и воскресенье.
© 2008 — 2023 Государственное учреждение «Республиканский центр по гидрометеорологии, контролю радиоактивного загрязнения и мониторингу окружающей среды» Минприроды Республики Беларусь
РАДИАЦИОННО — ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ . Телефон: +375 17 373-22-31
Все права защищены. Использование материалов разрешается только при указании прямой ссылки на этот сайт..
Statistical Analysis Technique of Structure and Seasonality of Infectious Diseases in Russia Cities
В статье предложена методика статистического анализа структуры и сезонности инфекционной заболеваемости на примере города Барнаул. Исходные данные для исследования взяты из банка данных (БнД) CliWaDIn (Climate.Water.Diseases.Infections./Климат.Вода.Болезни.Инфекции), в котором представлены ежедневные сведения об инфекционной заболеваемости по 6-ти городам Зауралья России. Методика основана на использовании методов описательной статистики, графического анализа данных, построении гармонических моделей и может быть применена для более углубленного анализа инфекционной заболеваемости по различным группам населения, а также, для описания инфекционной заболеваемости в других городах России.
Free Related PDFs
2020, Transaction of the Kola Science Centre
This paper presents some research results of the plankton laboratory MMBI RAS over the past 5 years. One of the main directions was the study of the structure of zooplankton communities and an assessment of their productivity off the coast of the Kola Peninsula and in the coastal waters of the Svalbard archipelago.Analysis of the vast perennial material revealed the main features of the spatial distribution of phytoplankton in the water area of the Pechora Sea. In the ice edge zone for nano-, micro-and zooplankton, the presence of ice edge effect in different seasons of the year is shown. It has been shown that in the Barents Sea, the Polar Front is not the boundary between various pelagic phytocenoses. During the polar night, virio-, bacterio-, phyto-and zooplankton were studied. When studyingthe deep-sea Barents Sea shelf, an autochthonous community of microalgae was found, the lower distribution limit of which is 300 m isobath.
Download Free PDF View PDF
In PubMed organized search in conducted scientific sources by keywords: infections, family Herpesviridae, allergic pathology, atopy, hypersensitivity, immune system etc.. Based on literature search here it is a brief overview of the research on associative connection of viral infections and allergic pathology. Indicated that the impact of viruses on forming of allergy are still controversial today. Determined that the vast number of scientific research concerning the role of the Epstein-Barr virus (EBV), cytomegalovirus (CMV), human herpes virus type 6 (HHV-6). Most of the described research results support the hypothesis that herpesvirus, including EBV, CMV, HHV-6 or a combination can proactively influence the formation of IgE-sensitization in definite susceptible modification age window and related socio-economic status. Also described already known for today mechanisms of viral action on the immune system that can cause a manifestation of allergic disorders. The key one is — the imbalance between Th1 and Th2 immune response, mitogenic effect of EBV on B-lymphocytes, reducing the synthesis of a number of cytokines due to the impact EBV co-infection and CMV, breach of expression and functional properties of toll-like receptors and others. Indicated that studies of mechanisms in triggered role of infectious agents in forming of allergy continue, primarily to develop new approaches to prevention of allergic pathology. Key words: allergic pathology, infection, Epstein-Barr virus, cytomegalovirus, human herpes virus type 6, immune system.
Download Free PDF View PDF
Low and Superlow Fields and Radiations in Biology and Medicine Sci proceedings of the Congress RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES SAINT-PETERSBURG SCIENTIFIC CENTER RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES GOVERNMENT OF SAINT-PETERSBURG NORTHWEST BRANCH OF THE RUSSIAN ACADEMY OF MEDICAL SCIENCES INSTITUTE FOR ANALYTICAL RESEARCH RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES SAINT-PETERSBURG STATE POLYTECHNICAL UNIVERSITY RUSSIAN STATE HYDROMETEOROLOGICAL UNIVERSITY SAINT PETERSBURG ELECTROTECHNICAL UNIVERSITY «LETI» THE INTERNATIONAL COMMITTEE FOR RESEARCH AND STUDY OF ENVIRONMENTAL FACTORS (CIFA) UKRAINIAN BIOPHYSICAL SOCIETY LTD «MS-BIO»
Download Free PDF View PDF
Download Free PDF View PDF
Мананков, А.В. Геологическая среда и техносфера: квантовые процессы и жизнь. Са- моорганизация/ Монография посвящена воссозданию на принципах современного рационализма научной картины форми- рования в течение истории Земли ее геологической среды под воздействием внешних (космических) и внутренних (геосферных) процессов.
Download Free PDF View PDF
Download Free PDF View PDF
Download Free PDF View PDF
Download Free PDF View PDF
Prospective Studies in Physical Culture, Sport and Tourism. 2014. Proceeding
Download Free PDF View PDF
2019, Proceedings of the XIV Conference“HEALTH–THE BASE OF HUMAN POTENTIAL: PROBLEMS AND WAYS TO SOLVE THEM” (Saint-Petersbourg-Russia, 21-23 November,2019)
The aim of our research is to analyse the role and importance of sport and physical activity in Western European countries and Russia. Given that these activities constitute the major challenge stakes in the development of modern societies, the education of young people and the optimisation of professional and social activities, we analyse their link with societal policy and political interests in different countries, as well as their impact international relations. Keywords: Sport, physical activity, social dynamics, modern society, health, social protection policy, ideology and international relations.
Download Free PDF View PDF
Sorry, preview is currently unavailable. You can download the paper by clicking the button above.
FREE RELATED PAPERS
Download Free PDF View PDF
2012, Vestnik Rossiĭskoĭ akademii meditsinskikh nauk / Rossiĭskaia akademiia meditsinskikh nauk
One of the common arguments against cancer immunotherapy based on natural killer (NK) cells activated in the presence of interleukin-2 (IL-2) is the probability of the activation of regulatory T cells (Tregs) by IL-2 besides NK cells. Thus, we have monitored numbers of FoxP3+CD4+CD25+ T cells in the samples of healthy volunteers’ peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) cultured with or without IL-2. We observed marked increase in the percentages of the CD4+CD25+ T cells in the presence of IL-2. Proportions of Foxp3+CD4+CD25+ T cells feebly increased, remained on the same level or even decreased compared to PBMCs cultured without exogenous IL-2. Based on the absence of FoxP3 expression, most of the CD4+CD25+ T cells purified from IL-2 activated PBMCs were not Tregs, but activated Th cells. Moreover, the addition of the purified supposed Tregs to samples of activated NK cells never inhibited their cytotoxic reactions.
Download Free PDF View PDF
Download Free PDF View PDF
Прошло 16 лет со дня основания Корпорации «Сибирское здоровье». За это время о наших продуктах узнали миллионы людей в различных странах мира. За эти годы значительно вырос ассортимент производимых нами продуктов различного предназначения. При этом, с учетом появления новых данных о физиологических эффектах биологически активных веществ и оригинальных технологий выделения их из различных растений и сырья животного происхождения, в научно-инновационном центре Корпорации был разработан целый ряд абсолютно новых БАД и проведена кардинальная модификация и переработка существующих формул наиболее популярных продуктов. В результате этого сегодня мы имеем большой арсенал продуктов, которые, с одной стороны, обладают более выраженным оздоровительным эффектом, а с другой – отличаются серьезными конкурентными преимуществами. Все это подробно обсуждается в данной книге.
Download Free PDF View PDF
Download Free PDF View PDF
Download Free PDF View PDF
Download Free PDF View PDF
Download Free PDF View PDF
Download Free PDF View PDF
2012, https://www.academia.edu/2323801/; Из оглавления. Конкретные публикации в сборнике «Биология – наука XXI века» (2012): Библиографическая ссылка на сборник материалов: Биология – наука XXI века: Материалы Международной конференции. Москва, 24 мая 2012 / Ред. Р.Г. Василов. – М.: МАКС Пресс, 2012.
УДК 57 ББК 28 Б63 Организаторы конференции: Российский экономический университет им. Г.В. Плеханова. Общество биотехнологов России им. Ю.А. Овчинникова. При поддержке: Министерства образования и науки Российской Федерации, Комитета по науке и наукоемким технологиям Государственной Думы РФ. Биология – наука XXI века: Материалы Международной конференции. Москва, 24 мая Б63 2012 г. / Ред. Р.Г. Василов. – М.: МАКС Пресс, 2012. – 1125 с. ISBN 978-5-317-04234-9. Биология по праву считается одной из приоритетных наук наступившего столетия. Она представляет собой интегрирующую дисциплину, на которую проецируются достижения других областей знания, особенно в сфере высоких технологий. Благодаря этому открылась возможность создания принципиально новых перспективных точек роста и отраслей: персонализированная медицина, биофармацевтика, современная агробиотехнология, биоэнергетика и т.д. Проведение конференции по данной тематике в стенах старейшего экономического вуза страны – в Российском экономическом университете им. Г.В. Плеханова – является знаковым событием. Именно биология и ее беспрецедентные научно-практические достижения на рубеже XX–XXI веков стали определяющими в научно-техническом прогрессе и экономическом развитии, причем осознание интегрирующей роли биологии как действительной базы экономического роста происходит сегодня не только в развитых странах, но и в молодых, быстро растущих государствах, сделавших ставку на инновационное развитие. Российский экономический университет им. Г.В. Плеханова вместе с лидерами биологии и биотехнологии предпринимает целенаправленные действия по организационному оформлению и поддержке биоэкономики и в нашей стране. В данном сборнике содержатся материалы Международной конференции «Биология – наука XXI века», которая прошла 24 мая 2012 г. в Российском экономическомуниверситете им. Г.В. Плеханова. Тематика сборника направлена на решение общих и частных вопросов биологии и биотехнологии. Среди авторов – как известные специалисты, так и начинающие исследователи, молодые ученые. Международный уровень издания обеспечен участниками из Великобритании, США, Германии, Японии, Финляндии, Австрии, Чехии, Сербии, Вьетнама, стран СНГ и др. Книга предназначена для специалистов, работающих в сфере биологии и смежных отраслях. УДК 57 ББК 28 ISBN; https://www.academia.edu/2323801/;
Download Free PDF View PDF
В сборнике представлены результаты актуальных научных исследований ученых, докторантов, преподавателей и аспирантов по материалам Международ- ной научно-практической конференции «Развитие науки и образования в современном мире» (г. Москва, 30 сентября 2014 г.) Сборник предназначен для научных работников и преподавателей выс- ших учебных заведений. Может использоваться в учебном процессе, в том числе в процессе обучения аспирантов, подготовки магистров и бакалавров в целях углуб- ленного рассмотрения соответствующих проблем
Download Free PDF View PDF
2019, Chemistry of nitro compounds and related nitrogen-oxygen systems
Download Free PDF View PDF
Download Free PDF View PDF
2016, International Journal for Traffic and Transport Engineering
This is a general theoretical framing of heavy trucks drivers’ behavior expressing the relationship among the different factors of driving behavior. Several sources of information should be used in order to estimate models based on this framework. This study uses the observation method to gather information. The modeling framework integrates these various data sources in addition to costs and environmental data to identify relevant heavy trucks drivers’ behavior that may be related to the risk of Pavement Damage. Overweight trucks are the chief source of road damage due to the stresses inflicted by heavy axle loads, pavement deterioration over time is caused by a compounding of factors; however, traffic loads play a central part in the consumption of pavement life. The research concerns the Malaysia (JKR U2 and U3) roads, in particularly in Ampang. Generally JKR is speaking that the urban area roads divided/design onto 7 categories and one of them are U2 and U3 roads. Proble.
Download Free PDF View PDF
2018, Plant science : an international journal of experimental plant biology
Download Free PDF View PDF
Download Free PDF View PDF
2018, Садчиков А.П., Остроумов С.А. Зоопланктон и продукционные показатели водорослей: новые аспекты воздействия на качество воды // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение, 2018. № 6, с. 10-44.
Садчиков А.П., Остроумов С.А. Зоопланктон и продукционные показатели водорослей: новые аспекты воздействия на качество воды // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение,2018. № 6, с. 10-14. https://www.academia.edu/40473097/;
Download Free PDF View PDF
Download Free PDF View PDF
Download Free PDF View PDF
Download Free PDF View PDF
Публикация анализирует роль дистанционных образовательных технологий в обеспечении доступности и конкурентоспособности программ основного и дополнительного образования. Целью статьи является определить на примере реализации дистанционных образовательных технологий в неязыковом вузе возможные условия и пути создания единого виртуального образовательного пространства в условиях преемственности в трехступенчатой системе высшего образования (бакалавриат-магистратура-аспирантура), а также при реализации программ дополнительного образования в вузе. Результатом исследования явился анализ востребованности программ дополнительного образования и увеличение спроса на эти программы при условии организации образовательного процесса с использованием дистанционных технологий на примере создания единой виртуальной образовательной среды в вузе, предложена модель электронного обучающего комплекса как средства обучения. Научная новизна заключается в лингводидактическом обосновании выбора путей и услов.
Download Free PDF View PDF
2020, T&T Clark Social Identity Commentary on the New Testament
Download Free PDF View PDF
2019, Chemistry of nitro compounds and related nitrogen-oxygen systems
Download Free PDF View PDF
Download Free PDF View PDF
Download Free PDF View PDF
2021, Zhebrakovskie readings X. Transformation of genomes
Даниленко, В.Н., Ильясов, Р.A., Юнес, Р.А., 2021. Микробиом. Фармабиотики. Нутригеномика. Перспективы использования в постковидную эру. In: Кильчевский, А.В. ed. Жебраковские чтения X. Преобразование геномов. Институт генетики и цитологии Национальной академии наук Беларуси, Минск, pp. 1-44. isbn: 978-985-90552-4-9. Danilenko, V.N., Ilyasov, R., Younes, R.A., 2021. Microbiome. Pharmabiotics. Nutrigenomics. Prospects for use in the post-covid era. In: Kilchevsky, A.V. ed. Zhebrakovskie readings X. Transformation of genomes. Institute of Genetics and Cytology of the National Academy of Sciences of Belarus, Minsk, pp. 1-44. isbn: 978-985-90552-4-9. Резюме. Сегодня всем известны этапы разработки антибактериальных препаратов, включая антибиотики, успехи и проблемы их применения в медицине. Первоначально усилиями ученых всего мира были созданы антибиотики на основе природных продуцентов почвенного происхождения. Широкомасштабное и, порой, нерациональное применение антибактериальных препаратов способствовало появлению и широкому распространению патогенов, устойчивых к большинству антибиотиков. Такая же ситуация складывалась и в области разработки противовирусных и иммуномодулирующих препаратов. Стало очевидным, что человек проигрывает гонку бактериям. Появилась необходимость в создании новых подходов и парадигм в разработке технологий и выбора источников лекарственных средств, в первую очередь противоинфекционных. Успехи последнего десятилетия в области изучения микробиоты человека открыли перед нами много возможностей. Современные знания о структуре и функциях кишечной микробиоты человека и концептуальное объединение знаний о комменсальных микроорганизмах, включая пробиотические, полученные молекулярно-генетическими, транскриптомными, протеомными и метаболомными методами, позволили сформировать понятие фармабиотиков. Создание фармабиотиков на основе микроорганизмов, населяющих различные полости тела человека, включая кишечник, является новым, интенсивно развивающимся направлением фармакологической науки. Поставленные задачи в этой области могут быть решены при условии комплексного решения ряда фундаментальных задач, обеспечивающих создание эффективных и безопасных фармпрепаратов и ингредиентов для них. Пандемия COVID-19 заставила ученых и правительства всех стран мобилизовать усилия для создания новых противовирусных препаратов, изучения механизмов протекания вирусных инфекций и функционирования иммунной и антиоксидантной систем человека. Роль микробиома и фармабиотиков, как селективных модуляторов иммунной системы человека, в первую очередь клеточного иммунитета, а также антиоксидантной системы становится все более очевидной. В течение последнего десятилетия в лаборатории генетики микроорганизмов ИОГен РАН интенсивно проводятся исследования микробиома кишечника человека и разработки препаратов на его основе с нейромодулирующей, иммуномодулирующей и антиоксидантной активностью. Abstract. Today, everyone knows the stages in the development of antibacterial drugs, including antibiotics, and the successes and problems of their use in medicine. Initially, through the efforts of scientists around the world, antibiotics were created based on the natural producers of soil. Large-scale and irrational use of antibacterial drugs has contributed to the emergence and widespread distribution of pathogens resistant to most antibiotics. The same situation appeared in the development of antiviral and immunomodulatory drugs. It is obvious that humanity is losing the struggle against bacteria. There is a need to create new approaches and paradigms in the development of technologies and the selection of sources of drugs, primarily anti-infectious drugs. The successes of the last decade in the study of the human microbiota have opened up many opportunities for us. Modern knowledge about the structure and functions of the human intestinal microbiota and the conceptual combination of knowledge about commensal microorganisms, including probiotic ones, obtained by molecular genetic, transcriptomic, proteomic, and metabolic methods, allowed us to form the concept of pharmabiotics. The creation of pharmabiotics based on microorganisms inhabiting various cavities of the human body, including the intestine, is a new, intensively developing area of pharmacological science. The tasks set in this area can be solved by ensuring the creation of effective and safe pharmaceuticals and ingredients for them. The COVID-19 pandemic has forced scientists and governments of all countries to mobilize efforts to create new antiviral drugs and study the mechanisms of viral infections and the functioning of the human immune and antioxidant systems. The role of the microbiome and pharmabiotics as selective modulators of the human immune system, primarily cellular immunity, as well as the antioxidant system, is becoming more and more evident. Over the past decade, the laboratory of genetics of microorganisms of the Institute of Genetics of the Russian Academy of Sciences has been intensively conducting research on the human intestinal microbiome and the development of drugs based on it with neuromodulatory, immunomodulatory, and antioxidant activity.
Download Free PDF View PDF
Смотрите главу ПРИКЛАДНАЯ ЛИНГВИСТИКА, страницы 140-143. Затрагиваются вопросы исторических событий, лежавших в основе становления эстонской грамматики, что помогает лучше раскрыть особенности эстонского языка. Главным образом это показано на примере составителя первой грамматики эстонского языка Генриха Шталя. Содержатся перечни некоторых слов, заимствованные из немецкого языка.
Download Free PDF View PDF
ОСНОВЫ ГЕОФИЗИКИ И ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Учебное пособие
Sorry, preview is currently unavailable. You can download the paper by clicking the button above.
Free Related PDFs
Download Free PDF View PDF
2016, Материалы 43-й сессии Международного научного семинара им. Д. Г. Успенского
Землетрясение – это одно из самых опасных и практически не предсказуемых природных явлений, изучение которых является важнейшей научной и прикладной задачей современности. Наиболее актуальной эта проблема стоит в сейсмически активных регионах таких, как Аравийская плита и в частности ее северо-западная часть, на которой расролагается территория Сирии. Необходимость получения здесь максимально полной информации о режиме сейсмичности обусловлена большим объемом гражданских строений и промышленных объектов, выполненных и выполняемых без необходимого учета возможной балльности сейсмических событий.
Download Free PDF View PDF
Download Free PDF View PDF
Download Free PDF View PDF
Download Free PDF View PDF
Мананков, А.В. Геологическая среда и техносфера: квантовые процессы и жизнь. Са- моорганизация/ Монография посвящена воссозданию на принципах современного рационализма научной картины форми- рования в течение истории Земли ее геологической среды под воздействием внешних (космических) и внутренних (геосферных) процессов.
Download Free PDF View PDF
High Resolution Electromagnetic Researching. Low Frequency.
Download Free PDF View PDF
Download Free PDF View PDF
2009, ЦИКЛИЧНОСТЬ ГЕОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ: ЕЕ ВОЗМОЖНАЯ ПРИРОДА. Khain V.E., Khalilov E.N. CYCLES IN GEODYNAMIC PROCESSES: THEIR POSSIBLE NATURE.Moscow: Scientific World, 2009. — 520 p. ISBN 978-5-91522-082-8
В книге рассмотрен широкий круг вопросов, посвященных как современным представлениям, так и результатам исследования авторами цикличности геодинамических процессов и их различных проявлений. Показана возможность влияния сверхдлинных гравитационных волн космического происхождения на геодинамические процессы. Описан положительный опыт краткосрочного прогнозирования сильных удаленных землетрясений на основании длиннопериодных гравитационных предвестников.Сделана попытка показать целостность и единство природы взаимодействия процессов в различных слоях геосферы в тесной связи с космическими факторами. Книга предназначена для ученых, специалистов и студентов в областях наук о Земле. Хаин В.Е., Халилов Э.Н. ЦИКЛИЧНОСТЬ ГЕОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ: ЕЕ ВОЗМОЖНАЯ ПРИРОДА. — М.: Научный мир, 2009. — 520 с. The book covers a wide range of problems and is devoted both to modern concepts and to the results of research carried out by the authors on cycles in geodynamic processes and their different manifestations. The possible influence of super-long gravitational waves of cosmic origin on geodynamic processes was shown. Positive experience in short-term forecast of distant earthquakes on the basis of longperiod gravitational precursors is described. The authors sought to show the natural integrity of interrelating processes in the various geospheres in close connection with cosmic factors. The book is intended for scientists, specialists and students engaged in Earth sciences. Khain V.E., Khalilov E.N. CYCLES IN GEODYNAMIC PROCESSES: THEIR POSSIBLE NATURE.- Moscow: Scientific World, 2009. — 520 p.
Download Free PDF View PDF
Download Free PDF View PDF
Download Free PDF View PDF
The 41st annual student scientific conference «Physics of Space» aims to overcome the gap between modern scientific research and basic education in astronomy. The main purpose of the conference is to introduce the students to modern problems and directions of scientific research. The working languages of the conference are Russian and English.
Download Free PDF View PDF
Download Free PDF View PDF
The aim of this study was investigate noises and interferences which disturb the surface electromyography signal (sEMG). It was shown that the noises and interferences are caused by various sources. Sources of interference and noise can be divided into internal and external. The internal noise are caused by the electrodes, EMG signals of other muscles; noise associated with the functioning of other organs such as the heart or stomach. The external noses are due to electrical environment the most prominent of which is the direct interference of the power hum, produced by the incorrect grounding of other devices and electro motors. The block diagram of the noise sources was developed and with accordance with the diagram EMG signal was simulated. Denosing of simulated EMG signal was fulfilled by different wavelets and compare with digital filtering. The smallest error was observed in the case when using wavelet db4 of level 6.
Download Free PDF View PDF
Периодическое многопрофильное научно-техническое печатное издание
Download Free PDF View PDF
O.O. Vovk, O.O. Vovk, O.O. Buzyla, V.V. Boyko The paper considers the problem of defining the influence of actual conditions of elastic deformations in seismic waves (in the conditions of changing tensions under uniform compression in anisotropic mediums and in dynamic mode of load application) on the speed of body seismic waves. resilient deformations, seismic waves, speed of longitudinal and transversal waves, motion parameters of seismic waves, properties of rock mass
Download Free PDF View PDF
Download Free PDF View PDF
Download Free PDF View PDF
Different methods and parameters of the wavelet transform of surface electromyographical signal (sEMG) to remove noise and interference were investigated. Diagram of the complex values sEMG signal with current noise and interference from various sources was composed. The noise and interference induced on surface electrodes from different sources being. registered by the developed equipment. The amplitude-frequency analysis of the noise and interference was performed in LabVIEW, and the optimal method of wavelet transform for filtering sEMG signal being found to improve the quality of systems using sEMG signals for diagnosis or control of mechatronic devices.
Download Free PDF View PDF
Low and Superlow Fields and Radiations in Biology and Medicine Sci proceedings of the Congress RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES SAINT-PETERSBURG SCIENTIFIC CENTER RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES GOVERNMENT OF SAINT-PETERSBURG NORTHWEST BRANCH OF THE RUSSIAN ACADEMY OF MEDICAL SCIENCES INSTITUTE FOR ANALYTICAL RESEARCH RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES SAINT-PETERSBURG STATE POLYTECHNICAL UNIVERSITY RUSSIAN STATE HYDROMETEOROLOGICAL UNIVERSITY SAINT PETERSBURG ELECTROTECHNICAL UNIVERSITY «LETI» THE INTERNATIONAL COMMITTEE FOR RESEARCH AND STUDY OF ENVIRONMENTAL FACTORS (CIFA) UKRAINIAN BIOPHYSICAL SOCIETY LTD «MS-BIO»
Download Free PDF View PDF
Motivation for rains control and historical background are presented at Chapter 1 (Introduction). Chapter 2: Mechanism of partial elimination of CO2 gases by artificially created rains in atmosphere.Chapter 3: Clouds and their main characteristics for acoustic influence. Chapter 4: Mathematical models of clouds formation.Chapter 5: Model to describe interactions between acoustic waves and clouds water droplets.Chapter 6: Optimal acoustical devices for vibrations of cloud droplets.Chapter 7: Review of experimental work on acoustic effects on aerosols. (English text at pp.124-132)
Download Free PDF View PDF
2020, Publisher DNA
Международный многопрофильный научно-технический периодический печатный журнал
Download Free PDF View PDF
Download Free PDF View PDF
Download Free PDF View PDF
Периодическое многопрофильное научно-техническое печатное издание (на русском и английском языках)
Download Free PDF View PDF
Download Free PDF View PDF
Download Free PDF View PDF
Download Free PDF View PDF
The paper concerning Tunguska meteorite (1908). This paper describes results of 30 years of author’s research concerning Tunguska impact (1908). The mechanism of Tunguska blast is determined as quick destruction of four main fragments of the comet in dense atmosphere. The structure of comet is determined, its substance and final size of each fragment. Detailed explanation of thermal damages due to explosion is described. More accurate coordinates of regions are obtained on the area of Tunguska site, where the most heavy sediments or fragments are possible to discover (meteorites). Quasi three-dimensional mathematical modeling of the impact was produced with the help of PIC-method (particle-in-cell method). It was shown that Tunguska-size comets are able to penetrate considerable deep into dense atmosphere due to decrease of drag effect. This decrease is explained by forward-directed jet from cavern of ice body, which located at the region of stagnation point. The author describes some stones which he found at the bottom of Khushmo River’s shoal during 1988 expedition into the region of the Tunguska impact (1908). The idea is declared that main incoming of space substance to the Earth is provided by comets. Also the author declare that interstellar substance of Tunguska comet not considerably differ from terrestrial substance. This is explanation why scientists was not able to find substance of Tunguska comet during 100 years. The author suggests new vision of mechanism of initiation of life on planets after Tunguska similar impacts. This mechanism takes into consideration not only incoming cosmic organic substance but also information, which is connected to this substance. Mathematical metrics of atom of hydrogen is deduced which may be used for pattern recognition algorithm. In accordance to author’s opinion, similar algorithm can promote evolution (transformation) of inert organic substance into living substance. There is additional information for emergency organizations for training of people against comets and asteroids danger, its mechanical, thermal and electromagnetic influence. (in Russian).
Download Free PDF View PDF
Download Free PDF View PDF
2000, Azerbaijan National Academy of Sciences, NAFTA-PRESS
Настоящая монография посвящена изучению гравитационных аномалий Азербайджана. Выполнен численный анализ гравитационных данных. Проведен граничный анализ геоструктурных элементов. Определяется глубина залегания возмущающих масс с использованием спектра мощности. Вычисляется глубина залегания кристаллического основания. Проанализирована природа гравитационных аномалий. Приводятся результаты гравитационного моделирования глубинного строения земной коры вдоль региональных сейсмических профилей. Гравитационные модели глубинного строения земной коры и различные трансформации гравитационных аномалий, описанные в монографии, представляют интерес для решения ряда проблем геодинамики. The monograph in hand is devoted to the problems of gravity anomalies in Azerbaijan. Gravimetric data have been numerically analyzed. Boundary analysis of geostructural elements have been conducted. Depth position of the crystalline basement and its gravity effect are computed. The character of gravity anomalies.
Download Free PDF View PDF
Вследствие чего кванты рентгеновского излучения не наводят остаточной радиации
Настоящая книга написана на планете Земля в середине ХХ века еще в ту героическую эпоху раннего покорения космоса, когда корабли только начинали бороздить просторы Вселенной. Нам известно, что автором книги является Иван Ефремов — выдающийся писатель, ученый и фантаст ХХ века.
Книгу недавно нашли на развалах галактической барахолки и нуль-транспортировали на Землю. Хотя в книжке отсутствовало несколько страниц, но с помощью наших специалистов по истории планеты Земля были написаны развернутые комментарии, которые позволили в значительной степени компенсировать этот недостаток. По мнению историков, в этой книге в литературной форме изложен отчет об одной из звездных экспедиций осуществленных еще на заре космической эры.
При подготовке текста к публикации редакция столкнулась не только с трудностями перевода с одного из древних земных языков, но и с проблемами интерпретации происходящих событий и изложения современным языком технического уровня далекой эпохи. Поэтому к работе пришлось привлечь нескольких экспертов по древней науке и технике.
Как известно, после виртуализации сознания людей и создания искусственного интеллекта, люди утратили необходимость непосредственно контролировать многие сферы производственно-технической деятельности. В ХХ веке все было не так, и каждый человек должен был знать много разных наук, чтобы управлять производством или разными техническим устройствами. Для современного читателя это выглядит странно, но для перемещения даже на короткие расстояния в ХХ веке люди пользовались архаическими видами транспорта, настолько примитивно сделанными, что прежде чем совершить поездку каждый человек проходил курс обучения и сдавал специальный экзамен на право управлять таким средством для перемещения в пространстве. В полной мере это относиться и к управлению звездолетом.
Поэтому в ХХ веке целых десять, а то и пятнадцать лет всех детей насильно обучали в специальных заведениях полузакрытого типа называемых школами и институтами, отрывая от игр со сверстниками и воспитания в семье. Так начальник этой звездной экспедиции Эрг Ноор в 18 летнем возрасте получает право водить звездолет, только освоив множество наук и выполнив специальный курс упражнений, который назывался подвигами Геркулеса.
Теперь нет необходимости изучать такие древние науки как физику или математику, достаточно сформулировать задачу своему персональному компьютеру, который благодаря чипу искусственного интеллекта легко её решит и выдаст результат в трехмерной графике, в форме видеоклипа, дав попутно все необходимые пояснения. Для решения сложных задач, достаточно подключить свое сознание к базовой станции искусственного интеллекта. Поэтому многие знания древних сейчас неизвестны широкому читателю, и для более полного восприятия текста нам приходиться в пояснениях приводить элементарные сведения и решать простые примеры, теми методами как это делали к ХХ веке.
Но это еще не все проблемы, которые возникли при подготовке это издания. Как известно после расселения человечества по галактике, которое происходило только на благоприятных для проживания планетах, многие научные и технические достижения прошлых веков были утеряны. В частности уже несколько веков не проводятся исследования малоинтересных звездных систем путем посылки туда космических аппаратов и тем более не летают в дальний космос пилотируемые корабли. Как это не парадоксально звучит, но наши далекие предки знали больше о системах ближайших звезд, потому что они сами героически изучали и осваивали космические просторы. Поскольку в книге не разъясняются некоторые и видимо общеизвестные истины, которые ныне уже забыты, наши эксперты столкнулись с проблемой толкования отдельных фрагментов текста. Тем не менее, попытку дать в комментариях научное объяснение происходящим событиям нельзя считать неудачной. В целом, на наш взгляд, получилось пособие, которым могли бы воспользоваться начинающие навигаторы, ради развлечения или по иным спортивным причинам желающие повторить на допотопной ракетной технике одно из героических путешествий далеко прошлого.
В книге пророчески сказано: «Потом, когда найдут иные способы побеждать пространство, а не ломиться напрямик сквозь него, скажут про вас — вот герои, завоевавшие космос такими первобытными средствами!» Это сказано про наше время. Ведь сейчас, когда туристам доступны экскурсии на планеты гиганты, в черные дыры, пропасти Фомальгаута и центр галактики мы не можем не восхищаться героизмом наших далеких предков. Почувствовать все трудности покорения космоса и получить настоящий кайф от экстрима можно только воспользовавшись примитивными способами путешествий на доисторических кораблях, где используется радиосвязь на электромагнитных волнах, навигация осуществляется не по галактическому нуль-вакуумному навигатору, а с помощью астрономических инструментов, а расчеты проводятся с использованием клавишных компьютеров с визуальным отображением результатов вычислений. Число энтузиастов такого рода путешествий растет из года в год. Описанию некоторых особенностей покорения космоса первобытными средствами и просвещено предлагаемое читателю факсимильное издание этой книги.
Пособие композиционно состоит из литературного описания истории одной из первых звездных экспедиций и разбора конкретных примеров навигации и управления звездолетом класса «Тантра». Фрагменты текста, к которым написаны пояснения, выделены цветом, а развернутые комментарии по физике, астрофизике и навигации приведены в конце книги. В то время матрицы Рен Боза еще не стали универсальным языком науки, поэтому в приложении приведено краткое изложение основ элементарной физики уровня середины ХХ века, написанные на языке символьной математики.
Сейчас, когда перелеты между галактиками стали рутинным делом, современному читателю книга может показаться примитивной и даже в чем-то наивной. Однако она хорошо передает дух, технику и знания того героического времени и кроме любителей примитивной астронавигации может оказаться полезной историкам космонавтики и просто любопытным читателям.
Редакция литературы по галактической истории
Глава первая
ЖЕЛЕЗНАЯ ЗВЕЗДА
Эпизод первый. Погибшая планета
Тридцать седьмая звёздная экспедиция была направлена на планетную систему близкой звезды в созвездии Змееносца, единственная населённая планета которой — Зирда давно говорила с Землёй и другими мирами по Великому Кольцу. Внезапно она замолчала. Более семидесяти лет не поступало ни одного сообщения. Долг Земли, как ближайшей к Зирде планеты Кольца, был выяснить, что случилось. Поэтому корабль экспедиции взял много приборов и нескольких выдающихся учёных* , нервная система которых после многочисленных испытаний оказалась способной вынести годы заключения в звездолёте. Запас горючего для двигателей — анамезона, то есть вещества с разрушенными мезонными связями ядер, обладавшего световой скоростью истечения, был взят в обрез не из-за веса анамезона, а вследствие огромного объёма контейнеров хранения**. Запас анамезона рассчитывали пополнить на Зирде. На случай, если с планетой произошло бы что-либо серьёзное, звездолёт второго класса «Альграб» должен был встретить «Тантру» у орбиты планеты К2-2Н-88
* Члены экспедиции имена, которых нам известны:
Эрг Hoop — начальник 37-й звездной экспедиции;
Низа Крит, юный астронавигатор, впервые попавшая в звёздную экспедицию;
Пур Хисс — астроном, крупный ученый;
Эон Тал — биолог экспедиции, ученый;
Лума Ласви — врач экспедиции;
Пел Лин — астронавигатор, второй раз в космосе;
Ингрид Дитра — астроном, ученый;
Кэй Бэр — электронный инженер;
Бина Лёд — геолог, ученый;
Тарон — механик, инженер;
Ионе Map — учительница ритмической гимнастики, исполнявшая ещё обязанности распределителя питания, воздушного оператора и коллектора научных материалов.
Всего 14 человек из них 5 женщин.
  Самым острым воспоминанием Низы Крит было мрачное кроваво-красное солнце, выраставшее в поле зрения экранов в последние месяцы четвёртого года пути. Четвёртого для всех обитателей звездолёта, нёсшегося со скоростью 5/6 абсолютной единицы* — скорости света. На Земле прошло уже около семи лет**, называвшихся независимыми.
Фильтры экранов, щадя человеческие глаза, изменяли цвет и силу лучей любого светила. Оно становилось таким, каким виделось сквозь толстую земную атмосферу с её озонным и водяным защитными экранами. Неописуемый призрачно-фиолетовый свет высокотемпературных светил казался голубым или белел, угрюмые серо-розовые звёзды становились весёлыми, золотисто-жёлтыми, наподобие нашего Солнца. Здесь горящее победным ярко-алым огнём светило принимало глубокий кровавый тон, в котором земной наблюдатель привык видеть звёзды спектрального класса 7 М .
Планета находилась гораздо ближе к своему солнцу, чем наша Земля — к своему . По мере приближения к Зирде её светило стало огромным алым диском , посылавшим массу тепловых лучей.
7 — Специальные классы звёзд обозначаются буквенно в таком порядке; O, B, A, F, G, K, M — от очень горячих голубых звёзд с поверхностной температурой 100 000R до красных с температурой в 3000R Каждый класс имеет десять нисходящих степеней, обозначающихся цифрой, например А7, Особые классы звёзд, N, Р, R, S — с повышенным содержанием углерода, циана, титана, циркония в своих спектрах.[И.Е.]
Цвет звезды класса М соответствует красному карлику, которых немало в окрестностях Солнечной системы. Одна из таких звезд — звезда Барнарда.
В середине ХХ века наблюдательными средствами еще не были открыты звезды спектральных классов L и Т, следующих за классом М. У этих звезд основное излучение приходится в инфракрасной области спектра, и они излучают мало энергии в видимой части спектра. Поэтому изучение таких звезд стало возможно в конце ХХ и начале ХХI века после создания инфракрасных телескопов. Температура объектов спектрального класса L составляет 1500-2000К. Тогда как температура объектов Т-класса еще ниже и составляет 1000-1500К. В их спектрах таких заезд видны мощные полосы поглощения воды, метана и молекулярного водорода. Поэтому их еще называют «метановыми карликами».
* Скорость звездолета с·5/6 = 250 000 км/с. При такой скорости в полной мере проявляются релятивистские эффекты. Замедление времени, сокращение длины и увеличение массы. Одним из следствий замедления времени является разная скорость изменения отсчета времени в звездолете и на Земле. Формулы для расчетов приведены в специальном приложении >> [П].
За два месяца до подхода к Зирде «Тантра» начала попытки связаться с внешней станцией планеты*. Здесь была только одна станция на небольшом, лишённом атмосферы природном спутнике, находившемся ближе к Зирде, чем Луна к Земле.
Звездолёт продолжал звать и тогда, когда до планеты осталось тридцать миллионов километров и чудовищная скорость «Тантры» замедлилась до трёх тысяч километров в секунду** . Дежурила Низа, но и весь экипаж бодрствовал, сидя в ожидании перед экранами в центральном посту управления.
Наконец они увидели крохотную блестящую точку спутника. Звездолёт стал описывать орбиту вокруг планеты, постепенно приближаясь к ней по спирали и уравнивая свою скорость со скоростью спутника. «Тантра» и спутник как бы сцепились невидимым канатом, и звездолёт повис* над быстро бегущей по своей орбите маленькой планеткой** .
* Стабильно зависнуть над одной стороной спутника можно, скорее всего только в точке либрации спутника и планеты. Попутно можно заметит, что что все близко расположенные к планете спутники вращаются синхронно, с обращением вокруг планеты, в результате чего всегда повернуты к планете одной стороной.
Электронные стереотелескопы корабля теперь прощупывали поверхность спутника. И внезапно перед экипажем «Тантры» появилось незабываемое зрелище.
Огромное стеклянное здание горело в отблесках кровавого солнца. Прямо под крышей находилось нечто вроде большого зала собраний. Там застыло в неподвижности множество существ, непохожих на землян, но, несомненно, людей.
— Они мертвы, заморожены! — воскликнул Эрг Hoop.
Эрг Hoop стал снижаться осторожно, виток за витком, замедляя спиральный бег звездолёта, приближавшегося к поверхности планеты. Зирда была немного меньше Земли, и на низком облёте не требовалось очень большой скорости*. Астрономы и геологи сверяли карты планеты с тем, что наблюдали оптические приборы «Тантры». Материки сохранили в точности прежние очертания, моря спокойно блестели в красном солнце. Не изменили свои формы и горные хребты, известные по прежним снимкам, — только планета молчала.
Тридцать пять часов люди не покидали своих наблюдательных постов*.
Состав атмосферы, излучение красного светила** — всё совпадало с прежними данными о Зирде. Эрг Hoop раскрыл справочник по Зирде и отыскал столбец данных по её стратосфере. Ионизация оказалась выше обычной. Смутная и тревожная догадка начала созревать в уме Ноора.
На шестом витке спусковой спирали*** стали видны очертания больших городов 4 *. По-прежнему ни одного сигнала не прозвучало в приёмниках звездолёта.
Низа Крит сменилась, чтобы поесть, и, кажется, задремала. Ей показалось, что она спала всего несколько минут. Звездолёт шёл над ночной стороной Зирды не быстрее обычного земного спиролета 5 *. Здесь, внизу, должны были расстилаться города, заводы, порты. Ни единого огонька не мелькнуло в кромешной тьме внизу, как ни выслеживали их мощные оптические стереотелескопы. Сотрясающий гром рассекаемой звездолётом атмосферы должен был слышаться за десятки километров 6 *.
* В ходе экспедиции не только вахтенные, но и члены экспедиции часто работают в экстремальном режиме, видимо находясь под действием транквилизаторов. В ХХ и следующем XXI веке техника психоконтроля еще пребывала в стадии развития, и часто состояние человека регулировалось с помощью медикаментозных средств.
** О том, что излучение светила не изменилось, было очевидно известно до полета по наблюдениям с Земли.
*** Похоже, звездолет тормозится на двигателях малой тяги, постепенно снижая высоту орбиты. Формально это можно объяснить огромной массой звездолета и необходимостью экономии топлива. Но как станет ясно из дальнейшего, начальник экспедиции почему-то продолжает снижение и не хочет оставить звездолет на низкой околопланетной орбите, где можно спокойно изучать и планету и звезду.
4 * Даже из точки либрации используя мощные стереотелескопы можно многое рассмотреть. С расстояния в 36 тыс. км. невооруженный глаз в состоянии разглядеть объекты размерами порядка 10 км, а в телескоп с увеличением хотя бы в 500 крат будут видны сооружения размером в 20 м. Можно увидеть городские кварталы, крупные здания, обработанные поля, дороги.
5 * Скорость спиролета видимо сопоставима со скоростью обычного самолета и не превышает скорость звука? Но у многосоттонного звездолета ведь нет крыльев для полетов в атмосфере. Хотя возможно тогда уже люди овладели антигравитацией? Ведь у них были аппараты искусственной силы тяжести. Иначе не ясно, какие силы удерживают звездолет в небе планеты. Тратить топливо и поддерживать корабль реактивными двигателями, по меньшей мере, не разумно.
Прошёл час. Не вспыхнуло ни одного огня. Томительное ожидание становилось невыносимым. Hoop включил предупредительные сирены. Ужасный вой понёсся над чёрной бездной внизу, и люди Земли надеялись, что он, слившись с грохотом воздуха, будет услышан загадочно молчавшими обитателями Зирды.
Крыло огненного света смахнуло зловещую тьму. ‘Тантра’ вышла на освещённую сторону планеты. Внизу продолжала расстилаться бархатистая чернота. Быстро увеличенные снимки показали, что это сплошной ковёр цветов, похожих на бархатно-чёрные маки Земли. Заросли чёрных маков протянулись на тысячи километров, заменив собою всё — леса, кустарники, тростники, травы*. Как рёбра громадных скелетов, виднелись среди чёрного ковра улицы городов, красными ранами ржавели железные конструкции. Нигде ни живого существа, ни деревца — только одни-единственные чёрные маки!
«Тантра» бросила бомбовую наблюдательную станцию и снова вошла в ночь. Спустя шесть часов станция-робот доложила состав воздуха, температуру, давление в прочие условия на поверхности почвы. Всё было нормальным для планеты, за исключением повышенной радиоактивности.
— Чудовищная трагедия! — сдавленно пробормотал биолог экспедиции Эон Тал, записывая последние данные станции. — Они убили сами себя и всю свою планету!
— Неужели? — скрывая навёртывающиеся слёзы, спросила Низа. — Так ужасно! Ведь ионизация вовсе не так сильна.
— Такой радиоактивный распад тем и опасен, что накапливается незаметно. Столетия общее количество излучения могло увеличиваться кор 9 за кором, а потом сразу качественный скачок! Разваливающаяся наследственность, прекращение воспроизведения потомства плюс лучевые эпидемии. Это случается не в первый раз — Кольцу известны подобные катастрофы.
— Например, так называемая «Планета лилового солнца», — раздался позади голос Эрга Ноора.
— Трагично, что её странное солнце обеспечивало обитателям очень высокую энергетику, — заметил угрюмый Пур Хисс, — при светимости в семьдесят восемь наших солнц и спектральном классе А нуль*.
Он решился на трудный манёвр — изменить орбитальный путь звездолёта с широтного на меридиональный, вдоль оси вращения Зирды*.
Как уйти от планеты, не выяснив, все ли погибли? Может быть, оставшиеся в живых не могут призвать на помощь звездолёт из-за разрушения энергостанций и порчи приборов?*
Всё стало ясно. Искать где-то в мёртвых развалинах анамезонное горючее, запасённое для гостей из иных миров по рекомендации Великого Кольца (Зирда не имела ещё звездолётов, а только планетолёты), было не только безнадёжно, но и опасно. «Тантра» принялась медленно раскручивать спираль полёта в обратную сторону от планеты. Набрав скорость в семнадцать километров в секунду** на ионно-триггерных, или планетарных, моторах 11 , употреблявшихся для полётов между планетами, взлётов и посадок, звездолёт ушёл от умершей планеты.
* Экспертам был задан вопрос. Имелся ли какой-то шанс, что выжившие могли позвать на помощь? — Даже если кто-то выжил, то они не знают, что именно летает над ними, поскольку прошло 75 лет после катастрофы. Старшее поколение вымерло, а молодежь почти ничего не знает о прошлой жизни. До катастрофы на Зирде еще не строили своих звездолетов, а только планетолеты и что именно с ревом летает в небе, выжившие понять не смогут. После катастрофы все устои цивилизованности, безусловно, рухнули. Поэтому ничего хорошего от летающей и ревущей «железной птицы», случайно выжившие мутанты не ждут и, скорее всего, спрячутся еще поглубже. С другой стороны у экипажа «Тантры» нет иных способов обратить на себя внимание. Поскольку у экспедиции отсутствуют малые летательные аппараты для посадок на планеты.
11 — Двигатели, в которых реактивный поток осуществляется триггерной (то есть каскадной) реакцией ионизированного вещества.[И.Е.]
Видимо имеются в виду электроракетные двигатели. Вполне реальная система для перелетов на межпланетные расстояния или для изменения параметров орбиты. В электроракетных двигателях реактивная тяга обеспечивается разогнанным в электрических полях потоком ионов. Существовало несколько типов электрических двигателей. По мнению экспертов, такие двигатели не обеспечивали большой тяги, хотя и удавалось достичь высокой скорости истечения ионов или плазмы. При полете на таких двигателях скорость разгона растает медленно, но со временем можно разогнать звездолет до высоких скоростей. Для таких двигателей требовались мощные источники электрической энергии.
Не оставалось сомнения, что Зирда погибла от накопления вредной радиации после многочисленных неосторожных опытов и опрометчивого применения опасных видов ядерной энергии* вместо мудрого изыскания других, менее вредных.
Эпизод второй. Напрасное ожидание
Давно уже разрешилась загадка, дважды экипаж звездолёта сменял трёхмесячный сон на столь же длительную нормальную жизнь*.
А сейчас уже много суток «Тантра» описывает круги вокруг серой планеты**, и с каждым часом уменьшается надежда на встречу с «Альграбом». Подходит что-то грозное.
* Получается, что с момента отлета от погибшей планеты прошел год. Здесь, скорее всего не точность. Не весь экипаж сменил трехмесячный сон на трехмесячное бодрствование, а только дежурная смена. Большая часть экипажа и члены экспедиции спят почти весь полет, а дежурит только смена из двух, трех человек.
— Я думаю. — нерешительно начала Низа, — и сейчас, на грани опасности, преклоняюсь перед могуществом и величием человека, проникнувшего далеко в глубины пространств. Вам здесь многое привычно, а я первый раз в космосе. Подумать только — я участник грандиозного пути через звёзды к новым мирам!
Эрг Hoop слабо улыбнулся и потёр лоб.
— Я должен вас разочаровать — вернее, показать истинный масштаб нашего могущества. Вот, — он остановился у проектора, и на задней стенке рубки появилась светящаяся спираль Галактики.
Эрг Hoop показал на едва заметную среди окружавшего мрака разлохмаченную краевую ветвь спирали из редких звёзд, казавшихся тусклой пылью.
— Вот пустынная область Галактики, бедная светом и жизнью окраина, где находится наша Солнечная система и мы сейчас. Но и эта ветвь, видите, простирается от Лебедя до Киля Корабля и, вдобавок к общей удалённости от центральных зон, содержит затемняющее облако, здесь. Чтобы пройти вдоль этой ветви, нашей «Тантре» понадобится около сорока тысяч независимых лет. Чёрный прогал пустого пространства, отделяющий нашу ветвь от соседней, мы пересекли бы за четыре тысячи лет* .
* В диске нашей Галактики примерно 10 процентов видимого вещества находится в форме газа. Это — межзвездная среда. Межзвездная среда неоднородна, она обладает пятнистой структурой даже в окрестности Солнца. На самом деле, очень сложно наблюдать локальную межзвездную среду, потому что она слишком разреженная и излучает очень слабо. Межзвездная среда в основном состоит из атомов водорода, которые поглощают свет в определенных линиях, так что наличие среды можно обнаружить по поглощение определенных спектральных линий в спектрах ближайших звезд.
Согласно этим наблюдениям, Солнце движется сквозь локальное межзвездное облако, которое в свою очередь выплывает из области звездообразования, известной как Ассоциация Скорпион-Центавр. Солнце может выйти из этого локального облака в течение следующих десяти тысяч лет. Само облако тянется подобно длинному шлейфу. Вокруг этого облака находится обширная область, слабо заполненная межзвездным газом, так называемый «пузырь».
Видите, наши полёты в безмерные глубины пространства — это пока ещё топтание на крохотном пятнышке диаметром в полсотни световых лет! Как мало знали бы мы о мире, если бы не могущество Кольца! Сообщения, мысли, образы, посланные из непобедимого для человеческой короткой жизни пространства, рано или поздно достигают нас, и мы познаём всё более отдалённые миры. Всё больше накапливается знаний, и эта работа идёт непрерывно!
— Первые межзвёздные полёты. — задумчиво продолжал Эрг Hoop. — Небольшие корабли, не обладавшие ни скоростью, ни мощными защитными устройствами. Да и жили наши предки вдвое меньше нас — вот когда было истинное величие человека!
— Потом, когда найдут иные способы побеждать пространство, а не ломиться напрямик сквозь него, скажут про вас — вот герои, завоевавшие космос такими первобытными средствами!
— Если бы вы знали, Низа, как грубо судьба погубила мою мечту там, на Зирде! — вдруг глухо сказал он и осторожно положил пальцы на рукоятку пуска анамезонных двигателей, как будто собираясь предельно ускорить стремительный бег звездолёта. — Если бы Зирда не погибла и мы могли получить горючее, — продолжал он в ответ на немой вопрос собеседницы, — я повёл бы экспедицию дальше. Так было условлено с Советом. Зирда сообщила бы на Землю, что требовалось, а «Тантра» ушла бы с теми, кто захотел. Оставшихся взял бы «Альграб», который после дежурства здесь был бы вызван к Зирде.
— Вы знаете, Низа, милый астронавигатор, что около восьмидесяти пяти лет назад была тридцать четвёртая звёздная экспедиция, прозванная «Ступенчатой». Три звездолёта, снабжая друг друга горючим, отдалялись всё дальше от Земли в направлении созвездия Лиры. Те два, что не несли экипажа исследователей, отдали анамезон и возвратились обратно. Так восходили на высочайшие горы спортсмены-альпинисты. Наконец третий, «Парус».
— Тот, не вернувшийся. — взволнованно шепнула Низа.
— Да. «Парус» не вернулся. Но он дошёл до цели и погиб на обратном пути, успев послать сообщение. Целью была большая планетарная система голубой звезды Веги, или Альфы Лиры. Сколько человеческих глаз в бесчисленных поколениях любовались этой яркой синей звездой северного неба! Вега отстоит на восемь парсек, или на тридцать один год пути по независимому времени *, и люди ещё не отдалялись от нашего Солнца на такие расстояния. Как бы то ни было, «Парус» достиг цели. Причина его гибели неизвестна — метеорит или крупная неисправность. Возможно, что он сейчас ещё несётся в пространстве и герои, которых мы считаем мёртвыми, ещё живут.
— Такова судьба каждого звездолёта, который не может идти с субсветовой скоростью. Между ним и родной планетой сразу встают тысячелетия пути.
— Что сообщил «Парус»? — быстро спросила девушка.
— Очень немногое. Сообщение прерывалось и потом совсем замолкло. Я помню его дословно: «Я Парус, я Парус, иду от Веги двадцать шесть лет. достаточно. буду ждать. четыре планеты Веги. ничего нет прекраснее. какое счастье. «
— Но они звали на помощь, где-то хотели ждать!
— Конечно, на помощь, иначе звездолёт не стал бы расходовать чудовищную энергию* на посылку сообщения. Что же было делать — больше ни слова от «Паруса» не поступило.
— Двадцать шесть независимых лет обратного пути. До Солнца осталось около пяти лет. Корабль был где-то в нашем районе или ещё ближе к Земле*.
— Вряд ли. Разве в том случае, если превысил нормальную скорость и шёл близко к квантовому пределу 15 . Но это очень опасно!
Эрг Hoop коротко пояснил расчётные основания разрушительного скачка в состоянии материи по приближении к скорости света* , но заметил, что девушка слушает невнимательно.
— Я поняла вас! — воскликнула она, едва начальник экспедиции закончил свои объяснения. — Я поняла бы сразу, но гибель звездолёта мне заслонила смысл. Это всегда так ужасно, и с этим невозможно примириться!
— Теперь до вас дошло основное в сообщении, — хмуро сказал Эрг Hoop. — Они открыли какие-то особенно прекрасные миры*. И я давно уже мечтаю повторить путь «Паруса» — с новыми усовершенствованиями это теперь возможно и с одним кораблём. С юности я живу мечтой о Веге — синем солнце с прекрасными планетами!**
* Вега относится к спектральному классу A0V, поэтому при наблюдении Вега предстаёт перед наблюдателем голубой звездой Главной последовательности. Поскольку массивные звёзды расходуют водород быстрее, чем малые, продолжительность жизни Веги составит, по подсчётам учёных, один миллиард лет, что составляет одну десятую продолжительности жизни Солнца.
Больше о Веге>>
Эпизод третий. Дежурство
В центре выгнутого пульта выделялся широкий и багряный циферблат. Перед ним в неудобной позе склонилась девушка. Она забыла про стоявшее рядом кресло и приблизила голову к стеклу. Красный отблеск сделал старше и суровее юное лицо, очертил резкие тени вокруг выступавших полноватых губ, заострил чуть вздёрнутый нос. Широкие нахмуренные брови стали глубоко-чёрными, придав глазам мрачное, обречённое выражение.
Тонкое пение счётчиков прервалось негромким металлическим лязгом. Девушка вздрогнула, выпрямилась и заломила тонкие руки, выгибая уставшую спину.
Позади щёлкнула дверь, возникла крупная тень, превратилась в человека с отрывистыми и точными движениями. Вспыхнул золотистый свет, и густые тёмно-рыжие волосы девушки словно заискрились. Её глаза тоже загорелись, с тревогой и любовью обратившись к вошедшему.
— Неужели вы не уснули? Сто часов без сна! ..
— Плохой пример? — не улыбаясь, но весело спросил вошедший. В его голосе проскальзывали высокие металлические ноты, будто склёпывавшие речь.
— Все другие спят, — несмело произнесла девушка, — и. ничего не знают, — добавила она вполголоса.
— Не бойтесь говорить. Товарищи спят* , и сейчас нас только двое бодрствующих в космосе, и до Земли пятьдесят биллионов километров 1 — всего полтора* парсека ! 2
— И анамезона только на один разгон***! — Ужас и восторг звучали в возгласе девушки.
1 — Биллион в европейском смысле этого слова, то есть миллион миллионов — 10 12 . [И.Е]
2 — Единица измерения астрономических расстояний, равная 3,26 светового года, или около 32·10 12 км. [И.Е]
* Сон большей части членов экспедиции — эффективный способ экономить ресурсы. Когда человек спит, для обеспечения его жизнедеятельности нужен только кислород. Поэтому запасы воды и пищи экономятся, а выдыхаемый углекислый газ легко снова превратить в кислород. Однако при длительных полетах необходим сон в состоянии анабиоза, когда предельно замедленны все жизненные функции. При этом и дыхание может сильно замедлиться и снизится расход кислорода. Фактически во время перелета система жизнеобеспечения корабля обслуживала одного, двух человек, которые находились на дежурстве. Кроме того, сон членов экспедиции позволял решить проблему занятости людей по время долгого перелета. [И.Е]
** Полтора парсека до системы, где находится в данный момент звездолет. Примерно на таком расстоянии находится система из трех звезд в созвездии Центавра — 1.3 пс. и Звезда Бернара — 1.8 пс. Остальные звезды находятся дальше >>
Двумя стремительными шагами начальник тридцать седьмой звёздной экспедиции Эрг Hoop достиг багряного циферблата.
— Да, вошли в пятый. И. ничего. — Девушка бросила красноречивый взгляд на звуковой рупор автомата-приёмника.
— Видите, спать нельзя. Надо продумать все варианты, все возможности. К концу пятого круга должно быть решение.
— Но это ещё сто десять часов.
— Хорошо, посплю здесь, в кресле, когда кончится действие спорамина 4 . Я принял его сутки назад.
Девушка что-то сосредоточенно соображала и наконец решилась:
— Может быть, уменьшить радиус круга? Вдруг у них авария передатчика?
— Нельзя! Уменьшить радиус, не сбавляя скорости, — мгновенное разрушение корабля*. Убавить скорость и. потом без анамезона. ** полтора парсека со скоростью древнейших лунных ракет? Через сто тысяч лет приблизимся к нашей солнечной системе.
* Это не совсем так. В данном эпизоде звездолет, находясь в зоне ожидания, движется по окружности и как будет показано, его скорость не велика. Поэтому звездолет может без проблем совершить маневр изменения радиуса траектории.
— Я не о том, — обида прозвучала в резком ответе девушки. — Я хотела сказать, что «Альграб», может быть, тоже ищет нас, уклонившись от курса.
— Так сильно уклониться он не мог. Не мог не отправиться в рассчитанное и назначенное время. Если бы случилось невероятное и вышли из строя оба передатчика, то звездолёт, без сомнения, стал бы пересекать круг диаметрально, и мы услышали бы его на планетарном приёме*. Ошибиться нельзя — вот она, условная планета!
Эрг Hoop указал на зеркальные экраны в глубоких нишах со всех четырёх сторон поста управления. В глубочайшей черноте горели бесчисленные звёзды. На левом переднем экране быстро пролетел маленький серый диск, едва освещённый своим светилом, очень удалённым отсюда, от края системы Б-7336-С+87-А**.
— Наши бомбовые маяки 5 работают отчётливо, хотя мы сбросили их четыре независимых года 6 назад 4 * . — Эрг Hoop указал на чёткую полоску света вдоль длинного стекла в левой стене. — «Альграб» должен быть здесь уже три месяца тому назад. Это значит, — Hoop поколебался, как бы не решаясь произнести приговор — «Альграб» погиб!
— А если не погиб, а повреждён метеоритом и не может развивать скорость. — возразила рыжеволосая девушка.
— Не может развивать скорость! — повторил Эрг Hoop. — Да разве это не то же самое, если между кораблём и целью встанут тысячелетия пути?*** Только хуже — смерть придёт не сразу, пройдут годы обречённой безнадёжности. Может быть, они позовут — тогда узнаем. лет через шесть. на Земле 5 *.
* Для связи между звездолетами, находящими в относительно медленном движении (Vот 4 * Не совсем понятно как экспедиция смогла сбросить бомбовые маяки за четыре года до описываемых событий. Если четыре года назад они пролетали мимо, то должны были лететь с субсветовой скоростью. Любой предмет сброшенный с корабля будет лететь рядом с кораблем, вращаясь вокруг него. Можно оттолкнуть предмет подальше и тогда он будет лететь сам по себе, но все равно со скоростью корабля и примерно по той же траектории. Чтобы сбросить маяки возле некой звездной системы надо их заблаговременно затормозить, а значит истратить много топлива в двигателях самих маяков. Однако логика в таких действиях все же есть>>
*** Ракете, которая мчится со скоростью 50 км/с (в 4 раза больше скорости «лунных» ракет) потребуется приблизительно 26 тыс. лет, чтобы достичь Проксимы Центавра.
Здесь предполагается, что звездолет «Альграб» уже должен был снизить скорость с субсветовой до планетарной и теперь движется район встречи. Как отмечено выше, на субсветовой скорости связь между звездолетами невозможна. Экипаж «Тантры» ждет сигнала от «Альграба». Отсутствие сигнала означает два возможных варианта. Либо звездолет не смог развить скорость и теперь находиться где-то в начальной точке своего пути, двигаясь со скоростью лунных ракет, и об этом через несколько лет узнают на Земле. Либо звездолет погиб и теперь его обломки несутся с субсветовой скоростью где-то в пространстве.
Низа уселась в кресло, привычным взглядом окинула приборы и глубоко задумалась.
Над ней чернели отражательные экраны, через которые центральный пост управления совершал обзор бездны, окружавшей корабль. Разноцветные огоньки звёзд казались иглами света, пронзавшими глаз насквозь.
Звездолёт обгонял планету, и её тяготение заставляло корабль качаться вдоль изменчивого напряжения поля гравитации. И недобрые величественные звёзды в отражательных экранах совершали дикие скачки. Рисунки созвездий сменялись с незапоминаемой быстротой *.
Планета К2-2Н-88, далёкая от своего светила*, холодная, безжизненная, была известна как удобное место для рандеву звездолётов. для встречи, которая не состоялась. Пятый круг. И Низа представила себе свой корабль, несущийся с уменьшённой скоростью по чудовищному кругу, радиусом в миллиард километров** , беспрерывно обгоняя ползущую как черепаха планету.
Через сто десять часов корабль закончит пятый круг. И что тогда? Могучий ум Эрга Ноора сейчас собрал все силы в поисках наилучшего выхода. Начальник экспедиции и командир корабля ошибаться не может — иначе звездолёт первого класса «Тантра» с экипажем из лучших учёных*** никогда не вернётся из бездны пространства! Но Эрг Hoop не ошибётся.
Низа Крит вдруг почувствовала отвратительное, дурнотное состояние, которое означало, что звездолёт отклонился от курса на ничтожную долю градуса, допустимую только на уменьшенной скорости, иначе его хрупкого живого груза не осталось бы в живых. Едва рассеялся серый туман в глазах девушки, как дурнота наступила снова — корабль вернулся на курс 4 *. Это неимоверно чувствительные локаторы нащупали в чёрной бездне впереди метеорит — главную опасность звездолётов. Электронные машины, управляющие кораблём (ибо только они могут проделывать все манипуляции с необходимой быстротой — человеческие нервы не годятся для космических скоростей), в миллионную долю секунды отклонили «Тантру» 5 * и, когда опасность миновала, столь же быстро вернули на прежний курс.
«Что же помешало таким же машинам спасти «Альграб»? — подумала пришедшая в себя Низа. — Он наверняка повреждён встречей с метеоритом. Эрг Hoop говорил, что до сих пор каждый десятый звездолёт гибнет от метеоритов 6 * , несмотря на изобретение столь чувствительных локаторов, как прибор Волла Хода, и защитные энергетические покрывала, отбрасывающие мелкие частицы. 7 * Гибель «Альграба» поставила их самих в рискованное положение, когда казалось, что всё хорошо продумано и предусмотрено.
* Здесь четко сказано, что планета, как и следует планете, вращается вокруг далекого светила. Значит и звездолет никуда не денется, а будет пленником этого далекого светила.
** Радиус окружности в 1 млрд. км по которой движется звездолет. Законы небесной механики для случая, когда звездолет находится в поле тяготения центрального тела, не позволяют летать, как попало. Далеко не всегда здесь можно летать с произвольной скоростью и, как говорится: «куда глаза глядят». Однако, законы небесной механики в поле тяготения позволяют летать по орбитам, вовсе не тратя на это энергию. А вот для перелетов между орбитами нужно расходовать топливо.
Зато в пустом пространстве для полета по окружности необходимо специально тратить топливо на искривление траектории. Ведь подчиняясь принципу инерции, звездолет стремится двигаться по прямой.
В книге не совсем четко трактует данный эпизод поэтому приходится обсуждать оба возможных случая >>
*** Нам не удалось найти полный список экспедиции на «Тантре». Всего на корабле находилось 14 человек. Из них 10 человек известны поименно. И только об одном мы знаем, что он крупный ученый, астроном. Еще упоминается что в составе экипажа было три механика, один из которых известен по имени. Тогда остается еще один неизвестный член экспедиции, по специальности возможно астроном. Всего получим четверо ученых и десять членов экипажа. На звездолетах второго класса, таких как Альграб, экипаж всего 7 человек. В эпоху, когда еще не были созданы системы искусственного интеллекта заменившие во многих областях сотни и тысячи людей, столь малочисленный состав экспедиции выглядит удивительным.
4 * Здесь, скорее всего художественное преувеличение. Резкое отклонение от курса будет восприниматься так же как подобный маневр на быстро движущемся транспорте. Иначе человека просто откинет в сторону, и он ощутит действие перегрузки. Но подобные виражи в космосе просто мало реальны, да еще и для столь массивных кораблей, инерционность звездолета огромна.
В этом нет необходимости, если на звездолете стоят чувствительные приборы. Для того чтобы разминуться с астероидом нужно совсем незначительное отклонение от траектории или изменние его скорости, но осуществленное заранее. В этом эпизоде звездолет летит с планетарной скоростью и время между обнаружением астероида и возможным столкновением может быть очень значительным. Иначе времени для уклонения от столкновения должно хватить с запасом.
5 * Звездолет массой в сотни тысяч тонн, практически нельзя отклонить от курса за миллионную долю секунды. Можно отклонить его на существенную величину за десятки секунд. Но для быстрого смещения нужно буквально взрывное воздействие на звездолет.
О безопасности полетов >>
6 * В таком случае смертность среди звездолетчиков достигает 10%, а это уже почти как войне, где каждый шаг оплачен человеческими жизнями. Per aspera ad astra (через тернии к звездам).
Эпизод четвертый. Ловушка для самоуверенных навигаторов
Известие о гибели вспомогательного звездолёта каждый принял по-разному*. Как и ожидал Эрг Hoop, экспедиция оказалась на высоте положения. Ни слова отчаяния, ни взгляда испуга.
— Вспомним о погибших товарищах! — сказал начальник, включая экран проектора, на котором появился «Альграб», снятый перед отлётом «Тантры».
Все встали. Медленно сменялись на экране фотографии то серьёзных, то улыбающихся людей — семи человек экипажа «Альграба». Исчезнувшие корабли могли долго скитаться в космическом пространстве, и их экипажи ещё долго могли оставаться в живых. Это не имело значения — корабль никогда не возвращался. Разыскать его, подать помощь не было никакой реальной возможности**. Конструкция машин кораблей достигла уже такого совершенства, что мелкие поломки почти никогда не случались или легко подвергались исправлению. Серьёзная авария машин ещё ни разу не была ликвидирована в космосе. Иногда корабли успевали, как «Парус», подать последнее сообщение. Но большая часть сообщений не достигала цели: точно ориентировать их было невероятно трудно. Передачи Великого Кольца за тысячелетия разведали точные направления и могли, кроме того, варьировать их, передавая с планеты на планету. Звездолёты обычно находились в неизученных областях, где направления передачи могли быть лишь случайно угаданы***. Среди астролётчиков господствовало убеждение, что в космосе существуют, кроме всего, какие-то нейтральные поля, или нуль-области, в которых все излучения и сообщения тонут, как камни в воде. Но астрофизики до сих пор считали ноль-поля досужей выдумкой склонных к чудовищным фантазиям путешественников космоса****.
* Ранее начальник допускал, что экипаж «Альграба» еще может быть жив. Однако в этом эпизоде экипажу вспомогательного звездолета фактически устраивают поминки. Возможно, в книге пропущен некий существенный момент, который заставил начальника принять именно такую версию.
** О способах связи в дальнем космосе уже обсуждалось ранее. На самом деле все не так категорично. Если авария не привела к гибели экипажа он может передать сигнал и дождаться помощи. Хотя ждать придется много лет, пребывая в состоянии анабиоза. Вопрос в другом. Имелась ли у землян техническая возможность оказывать в таких случаях помощь? Насколько общественная мораль того времени допускала оказание столь дорогостоящей помощи в те далекие времена? Здесь наши эксперты разошлись во мнении. Как будет отмечено дальше, для накопления необходимого для межзвездной экспедиции анамезона требовались колоссальные усилия всей планеты. Возможно, начальник допускает, что отправить звездолет для оказания помощи технически не возможно и поэтому фактически хоронит экипаж «Альграба».
*** Отправить сообщение звездолет может, если он движется с планетарной скоростью. В этом случае не требуется большой мощности и особо точной ориентации антенны. Солнце сияет у них на небесной сфере как звезда первой величины. Необходимо только учесть некоторое смещение Солнца за время распространения сигнала из-за движения относительно центра галактики. Если звездолет движется с субсветовой скоростью, то там есть проблемы связанные наличие экранирующего плазменного слоя. Об этом подробно написано в Приложении 5.
Упомянутая в этом фрагменте «разведка точных направлений» связана только с поиском внеземных цивилизаций, о которых заранее ничего не известно и требовались долгие десятилетия для налаживания устойчивой связи.
После печального обряда и совещания, не занявшего много времени, Эрг Hoop включил анамезонные двигатели. Через двое суток они замолчали, и звездолёт стал приближаться к родной планете на двадцать один миллиард километров в сутки*. До Солнца осталось приблизительно шесть земных (независимых) лет пути**. В центральном посту и библиотеке-лаборатории закипела работа: вычислялся и прокладывался новый курс***.
Надо было пролететь все шесть лет, расходуя анамезон только на исправление курса корабля. Иными словами, следовало вести звездолёт, тщательно сберегая ускорение****.
* 21 млрд. км в сутки означает скорость 243 000 км/с, чуть меньше, чем крейсерская скорость заявленная ранее. Рассчитаем ускорение, которому подвергается «Тантра» при таком режиме разгона. V = V0 + аt.
Скорость V0 мала по сравнению со скоростью V = 243 000 км/с. Из приведенной формулы следует, что ускорении разгона составит 134g. Скорее всего здесь опять вкралась неточность. О том, что имеет место неверный перевод или изложения данного фрагмента можно судить и по последующему фрагменту, где экипаж занимается расчетами курса после разгона.
** От планеты встречи до Солнечной системы 6 лет пути. Ранее упоминалось, что через 4 года на прямом пути от Солнечной системы к Зирде возле планеты встречи были сброшенные маяки. Теперь же получается, что до Солнечной системы 6 лет пути. Допустим, что они экономили топливо и разогнались до меньшей скорости. Тогда от Земли они летели со скоростью большей, чем 250 000 км/с? А это не возможно, так как они взяли топлива в обрез и должны были экономить топливо на всех этапах пути. Либо ранее когда упоминалось о 4 годах пути, имелось в виду зависимое время звездолета.
*** Прокладка курса после разгона! Фантастика! Все должно быть наоборот.
Спустя два месяца вычисленная линия полёта была готова. «Тантра» стала описывать пологую кривую равного напряжения*.
Великолепный корабль был в полной исправности, скорость полёта держалась в вычисленных пределах. Теперь только время — около четырёх зависимых лет полёта — лежало между звездолётом и родиной.
Эрг Hoop и Низа, отдежурившие свой срок и усталые, погрузились в долгий сон. Вместе с ними ушли во временное небытие два астронома, геолог, биолог, врач и четыре инженера. В дежурство вступила следующая очередь — опытный астронавигатор Пел Лин, проделывавший свою вторую экспедицию, астроном Ингрид Дитра и добровольно присоединившийся к ним электронный инженер Кэй Бэр. Ингрид, с разрешения Пела Лина, часто удалялась в библиотеку рядом с постом управления. Вместе с Кэй Бэром, своим давним другом, она писала монументальную симфонию «Гибель планеты», вдохновлённая трагической Зирдой. Пел Лин, устав от музыки приборов и созерцания чёрных провалов космоса, усаживал за пульт Ингрид, а сам с увлечением принимался за расшифровку таинственных надписей, доставленных с загадочно покинутой обитателями планеты в системе ближайших звёзд Центавра*. Он верил в успех своего невозможного предприятия.
Ещё два раза сменялись дежурные*, звездолёт приблизился к Земле почти на десять тысяч миллиардов километров**, а анамезонные моторы включались всего на несколько часов***. Подходило к концу дежурство группы Пела Лина, четвёртого с тех пор, как «Тантра» ушла с места несостоявшейся встречи с «Альграбом».
* Смена происходит каждые три месяца. Значит к концу четвертой смены прошло уже примерно 14 месяцев полета, учитывая два месяца, что экипаж «занимался прокладыванием траектории» с тех пор, как «Тантра» ушла с места несостоявшейся встречи с «Альграбом».
** За это время звездолет удалился от места ожидания «Альграба» на расстояние чуть меньшее 1 св. года.
— По-моему, мы давно углубились в неизученный район 344+2У. Начальник хотел дежурить здесь сам, — обратилась Ингрид к астронавигатору.
Пел Лин взглянул на счётчик дней.
— Два дня ещё, и нам всё равно сменяться. Пока не предвидится ничего, что стоило бы внимания. Доведём дежурство до конца? Ингрид согласно кивнула.
«Тантра» шла, не раскачиваясь, в абсолютной пустоте*. Ни одного, даже далёкого, метеорита не обнаруживалось сверхчувствительными приборами Волла Хода. Курс звездолёта лежал сейчас немного в сторону от Солнца — примерно на полтора года полёта*. Экраны переднего обзора чернели поразительной пустотой — казалось, звездолёт направлялся в самое сердце тьмы. Только из боковых телескопов по-прежнему вонзались в экраны иглы света бесчисленных звёзд.
* Звездолет и не должен раскачиваться. Многосоттонная масса движется в пустоте по инерции. Никакие силы не действуют на звездолет. Маневры по уклонению от метеоритов в межзвездном пространстве очень редки, поэтому ничто не возмущает движения звездолета. Единственно, что может иметь место, так это эффект маятника, когда звездолет будет раскачиваться или вращаться вокруг собственного центра масс. Однако система стабилизации просто обязана погасить такие колебания. В данном месте просто констатируется, что системы корабля обеспечивают ориентация звездолета в пространстве.
** Так видимо пытались компенсировать отклонение траектории из-за разного рода погрешностей и обойти опасные районы. В конце пути «Тантра» должна была выйти в точку пространства, откуда был прямой путь к Солнечной системе. В частности пройти вдоль так называемого «пузыря» как можно большее расстояние, прежде чем входить в область галактической пыли вблизи Солнечной системы. Напомним, что лишнего топлива на повороты у них нет.
Странное тревожное ощущение пробежало по нервам астронома. Ингрид вернулась к своим машинам и телескопам, снова и снова проверяя их показания и картируя неизвестный район*. Всё было спокойно, а между тем Ингрид не могла оторвать глаз от зловещей тьмы перед носом корабля**. Кэй Бэр заметил её беспокойство и долго прислушивался и приглядывался к приборам.
* Картировать — наносить на карту. На карту можно наносить только то, что существует материально и измеряется приборами. Впереди была темнота, никаких опасных объектов не попадалось. Поэтому здесь можно наносить на карту только величину гравитационного поля или галактического магнитного поля, плотность частиц и коэффициенты поглощения света от далеких звезд, которые еще как-то проглядывали сквозь мглу.
— Не нахожу ничего, — наконец заметил он. — Что тебе показалось?
— Сама не знаю, тревожит эта необычная тьма впереди. Мне кажется, что наш корабль идёт прямиком в тёмную туманность.
— Тёмное облако должно быть здесь, — подтвердил Кэй Бэр, — но мы только «чиркнем» по его краю. Так и вычислено! Напряжение поля тяготения возрастает равномерно и слабо. На пути через этот район мы обязательно должны приблизиться к какому-то гравитационному центру*. Не всё ли равно — тёмному или светящему?
— Всё это так, — более спокойно сказала Ингрид.
— Тогда о чём ты тревожишься? Мы идём по заданному курсу даже быстрее намеченного. Если ничего не изменится, то мы дойдём до Тритона даже с нашей нехваткой горючего.
— Ди-и, ди-и, да-ра-ра, — внезапно откликнулись, казалось, сами стены поста управления.
Ингрид вздрогнула и оглянулась, но через мгновение сообразила. Напряжение поля тяготения возросло, и приборы откликнулись изменением мелодии аппарата искусственной гравитации*.
— Забавное совпадение! — слегка виновато рассмеялась она.
— Пришло усиление гравитации, как и нужно для тёмного облака**. Теперь ты можешь быть совершенно спокойна, и пусть себе Лин спит.
* Грубо это означает, что поле тяготения составило хотя бы существенный процент от поля тяготения на Земле. Пусть примерно 1/10 от земного притяжения. Но если впереди находится темная масса материи и эта масса соизмерима массой Солнца, можно оценить на каком расстоянии ускорение свободного падения будет 1/10g. Получим, что звездолет уже находится на расстоянии, каких то 50 радиусов Солнца (от Солнца до Земли 215 радиусов Солнца) и за каких то две с половиной минуты должен врезаться в эту темную массу материи. Поэтому приборы искусственной гравитации никак не могли зафиксировать нарастание гравитационного поля, оно должно быть очень слабым, поскольку звездолет по логике событий находится еще далеко от центра притяжения.
С этими словами Кэй Бэр вышел из поста управления. В ярко освещённой библиотеке он уселся за маленький электронный скрипко-рояль и весь ушёл в работу. Вероятно, прошло несколько часов, когда герметическая дверь библиотеки распахнулась и появилась Ингрид.
— Кэй, милый, разбуди Лина.
— Напряжение поля тяготения нарастает больше, чем должно быть по расчётам.
— По-прежнему тьма!* — Ингрид скрылась.
Кэй Бэр разбудил астронавигатора. Тот вскочил и ринулся в центральный пост к приборам.
— Ничего угрожающего нет. Только откуда здесь такое поле тяготения? Для тёмного облака оно слишком мощно, а звезды здесь нет. — Лин подумал и нажал кнопку пробуждения каюты начальника экспедиции, ещё подумал и включил каюту Низы Крит.
Тональность звучания приборов непрерывно понижалась, без отсчётов говоря об изменении обстановки полёта. Напряжённое ожидание потянулось медленно. Два часа прошли, точно целая смена. Пел Лин внешне оставался спокоен, но волнение Ингрид уже захватило Кэй Бэра. Он часто оглядывался на дверь рубки управления, ожидая, как всегда, стремительного появления Эрга Ноора, хотя и знал, что пробуждение от долговременного сна идёт медленно.
— «Тантра» в опасности! Напряжение поля* стало в два раз выше расчётного!
Астронавигатор побледнел. Подошло неожиданное — оно требовало немедленного решения. Судьба звездолёта находилась в его руках. Неуклонно увеличивавшееся тяготение требовало замедления хода корабля не только из-за возрастания тяжести в корабле*, но и потому, что, очевидно, прямо по курсу находилось большое скопление плотной материи. Но после замедления набирать новое ускорение было нечем! Пел Лин стиснул зубы и повернул рукоятку включения ионных планетарных двигателей-тормозов**. Звонкие удары вплелись в мелодию приборов, заглушая тревожный звон аппарата, вычислявшего соотношение силы тяготения и скорости. Звонок выключился, и стрелки подтвердили успех — скорость снова стала безопасной, придя к норме с возрастающей гравитацией. Но едва Пел Лин выключил торможение, как звон раздался снова — грозная сила тяготения требовала замедления хода. Стало очевидно, что звездолёт шёл прямо к могучему центру тяготения.
* На звездолете неким способом создается искусственная сила тяжести. Внешне гравитационное поле векторно складывается с искусственной силой тяжести.
В данном случае звездолет приближается к центру тяготения и сила тяжести внутри звездолета должна уменьшаться, если нос корабля у них над головой, а пол перпендикулярен направлению движения. Ведь они падают в поле тяготения «головой вниз», а искусственная сила тяжести направлена в обратном направлении. Только если внешнее поле будет сравнимо с внутренним тяготением (сравнимо значит, составит хотя бы 10% от внутреннего поля) тогда можно говорить о том, что поле внутри звездолета возросло на некую измеримую величину. Например, играя в баскетбол можно подпрыгнуть выше, затратив меньше усилий. О том, что существенное возрастание силы тяжести на звездолете не возможно зарегистрировать, так как в этом случае звездолет уже должен подлетать к звезде указано выше. Если поле тяготения чуть искривляет траекторию полета, то появиться перегрузка, что видимо и регистрируют приборы. Однако в данном случае звездолет движется мимо центра притяжения. Подробнее см. дальше.
Астронавигатор не решился изменить курс* — произведение большого труда и величайшей точности. Пользуясь планетарными двигателями, он тормозил звездолёт, хотя уже становилась очевидной ошибка курса, проложенного через неведомую массу материи.
— Поле тяготения велико, — вполголоса заметила Ингрид. — Может быть.
— Надо ещё замедлить ход, чтобы повернуть!* — воскликнул астронавигатор. — Но чем же потом ускорить полёт. — Губительная нерешительность прозвучала в его словах.
— Мы уже пронизали внешнюю вихревую зону 16 , — отозвалась Ингрид, — идёт непрерывное и быстрое нарастание гравитации.
— Поле тяготения велико, — вполголоса заметила Ингрид. — Может быть.
— Но чем же потом ускорить полёт. — Губительная нерешительность прозвучала в его словах.
Посыпались частые звенящие удары — планетарные моторы заработали автоматически, когда управлявшая кораблём электронная машина почувствовала впереди огромное скопление материи. «Тантра» принялась раскачиваться. Как ни замедлял свой ход звездолёт, но люди в посту управления начали терять сознание*. Ингрид упала на колени. Пел Лин в своём кресле старался поднять налившуюся свинцом голову, Кэй Бэр ощутил бессмысленный, животный страх и детскую беспомощность.
Удары двигателей зачастили и перешли в непрерывный гром. Электронный «мозг» корабля вёл борьбу вместо своих полубесчувственных хозяев, по-своему могучий, но недалёкий, так как не мог предвидеть сложных последствий и придумать выход из исключительных случаев.
Раскачивание «Тантры» ослабело. Стерженьки, показывавшие запасы планетарных ионных зарядов, быстро поползли вниз. Очнувшийся Пел Лин сообразил, что тяготение возрастает слишком стремительно, — надо немедля принимать экстренные меры для остановки корабля, а затем резкого изменения курса.
Пел Лин передвинул рукоятку анамезонных двигателей. Четыре высоких цилиндра из нитрида бора, видимые в специальную прорезь пульта*, засветились изнутри. Яркое зелёное пламя забилось в них бешеной молнией, заструилось и закрутилось четырьмя плотными спиралями. Там, в носовой части корабля**, сильное магнитное поле облекло стенки моторных сопел, спасая их от немедленного разрушения.
* Надо полагать цилиндры видны не в прорезь пульта, а на мониторе. Однако тогда еще слово «монитор» было неизвестно.
Астронавигатор передвинул рукоять дальше. Сквозь зелёную вихревую стенку стал виден направляющий луч — сероватый поток К-частиц 17 . Ещё движение, и вдоль серого луча прорезалась ослепительная фиолетовая молния — сигнал, что анамезон начал своё стремительное истечение. Весь корпус звездолёта откликнулся почти неслышной, труднопереносимой высокочастотной вибрацией.
Эрг Hoop, приняв необходимую дозу пищи, лежал в полусне под невыразимо приятным электромассажем нервной системы. Медленно отходила пелена забытья, ещё окутывавшая мозг и тело*. Пробуждающая мелодия звучала мажорнее в нарастающей частоте ритма.
17 — Частицы ядра атома из обломков кольцевого мезонного облака.[И.Е.]
Внезапно что-то недоброе вторглось извне, прервало радость пробуждения от девяностодневного сна. Эрг Hoop осознал себя начальником экспедиции и принялся отчаянно бороться, пытаясь вернуть нормальное сознание. Наконец он сообразил, что звездолёт экстренно тормозится анамезонными двигателями, — следовательно что-то случилось. Он попытался встать. Но тело ещё не слушалось, ноги подогнулись, и он мешком упал на пол своей каюты. Всё же ему удалось проползти до двери, открыть её. В коридоре Эрг Hoop поднялся на четвереньки и ввалился в центральный пост
Уставившиеся на экраны и циферблаты, люди испуганно оглянулись и подскочили к начальнику. Тот, не в силах встать, выговорил:
— Экраны, передние. переключите на инфракрасную. остановите. моторы!
Боразоновые цилиндры погасли одновременно с умолкшей вибрацией корпуса. На правом переднем экране появилась огромная звезда, светившая тусклым красно-коричневым светом. На мгновение все оцепенели, не сводя глаз с громадного диска, возникшего из тьмы прямо перед носом корабля.
— О глупец! — горестно воскликнул Пел Лин. — Я был убеждён, что мы около тёмного облака! А это.
— Железная звезда! — с ужасом воскликнула Ингрид Дитра.
Эрг Hoop, придерживаясь за спинку кресла, встал с пола. Его обычно бледное лицо приняло синеватый оттенок, но глаза загорелись всегдашним острым огнём.
— Да, это железная звезда, — медленно сказал он, — ужас астролётчиков!
Никто не подозревал её в этом районе, и взоры всех дежурных обратились к нему с надеждой.
— Я думал только об облаке, — тихо и виновато сказал Пел Лин.
— Тёмное облако с такой силой гравитации должно внутри состоять из твёрдых, сравнительно крупных частиц, и «Тантра» уже погибла бы. Избежать столкновения в таком рое невозможно*, — твёрдо и тихо сказал начальник.
— Но резкие изменения напряжения поля, какие-то завихрения*? Разве это не прямое указание на облако?
— Или на то, что у звезды есть планета**.
* Понятие «завихрение» применять здесь не корректно. Гравитационное поле не может быть вихревым в отличие от магнитного поля. Надо полагать, речь должна идти о резких скачках потенциала гравитационного поля. Такое возможно в облаке, если облако сильно неоднородно. Но неоднородности облака означают наличие там скоплений масс вещества, что, как отмечено начальником выше, есть большая угроза для звездолета. Странно, что навигаторы этого не понимают.
Начальник ободряюще кивнул головой и сам нажал кнопки пробуждения.
— Быстрее сводку наблюдений! Вычислим изогравы!
Звездолёт опять покачнулся. В экране с колоссальной быстротой мелькнуло что-то невероятно огромное, пронеслось назад и исчезло*.
— Вот и ответ. Обогнали планету. Скорее, скорее за работу! — Взгляд начальника упал на счётчики горючего. Он крепче впился в спинку кресла, хотел что-то сказать и умолк.
* Вот сейчас звездолет может качнуться, пролетая мимо планеты. При условии, что его скорость еще очень велика, а планета находиться далеко от звезды. В отличие от описанной ранее ситуации, когда звездолет летел по кругу вокруг звезды ожидая «Альграб» и обгонял планету на относительно небольшой скорости сейчас «Тантр»а летит по прямой и может еще двигаться с очень большой скоростью.
На оранжевых столбиках указателей анамезонного горючего чёрные толстые стрелки стояли на нулях. Курс звездолёта пока не отклонялся от железной звезды, так как скорость была ещё велика и корабль неуклонно приближался к жуткому, невидимому для человеческих глаз, светилу.
Эрг Hoop с помощью астронавигатора, дрожа от напряжения и слабости, уселся за счётную машину. Планетарные двигатели, отключённые от робота-рулевого, утихли.
— Ингрид, что такое железная звезда? — тихо спросил Кэй Бэр, всё это время недвижно простоявший за спиной астронома.
— Невидимая звезда спектрального класса Т, погасшая, но ещё не остывшая окончательно или не разогревшаяся снова* [6]. Она светит длинноволновыми колебаниями тепловой части спектра — чёрным, для нас инфракрасным светом и становится видимой лишь через электронный инвертор 19 . Сова, видящая тепловые инфракрасные лучи, могла бы её обнаружить**.
— Почему же она железная?
— На всех, какие сейчас изучены, в спектре и составе много железа. Поэтому если звезда велика, то её масса и поле тяготения огромны. Боюсь, что мы встретились именно с такой.
* К сожалению, о звездах класса Т в классификации того времени ничего не известно. Нет такого класса и в астрономии того времени [1,2]. Здесь можно сделать только отдельные предположения >>
19 — Увеличение изображений в тысячи раз путём их превращения в электронные с последующим усилением.[И.Е.]
Сейчас это называется прибор ночного видения.
— Не знаю. Видишь сам — у нас нет горючего. Но мы продолжаем лететь прямо на звезду. Надо затормозить «Тантру» до скорости в одну тысячную абсолютной, при которой возможно достаточное угловое отклонение*. Если не хватит и планетарного горючего, то звездолёт будет постепенно приближаться к звезде, пока не упадёт**.
* Скорость в с/1000 = 300 км/с. Такая скорость вполне реальна для полетов внутри планетной системы, в том числе для осуществления маневров. Чем меньше скорость тем меньше перегрузки при отклонениях на большие углы. Поэтому только при невысоких скоростях можно резко отклонить траекторию полета звездолета.
С другой стороны по сюжету на данный момент астронавты уже увидели огромную звезду, а скорость у них еще очень велика. Такое возможно если их иллюминаторы оборудованы сильными телескопами.
Продолжение следует.
Комментарии
1. Анамезон
В середине ХХ века считали, что связь между протонами и нейтронами в атомных ядрах осуществляется при посредничестве мезонов. Сейчас эту роль выполняют особые частицы глюоны.
Что конкретно понимается под анамезоном, какова структура и химический состав вещества нам сейчас неизвестно. Поэтому обсудим несколько наивную модель. Сразу отставим предположение, что анамезон это антивещество. В книге нигде про это не пишется и нам обсуждать такую возможность просто банально. Хотя в третьей главе упоминается некое фотонное топливо. Видимо это разновидность анамезоного топлива, которое применялось в других конструкциях звездолетов или анамезон испускает не только частицы вещества, но и фотоны. В рамках обсуждаемой модели такое допущение вполне возможно.
Если разрушить «мезонные» связи, ядра станут неустойчивыми, и будут испускать частицы (протоны, нейтроны, осколки) с высокой скоростью. Эффект подобный естественной радиоактивности. Только при радиоактивном распаде вылетает относительно немного частиц, поскольку ежесекундно делится мало ядер и происходит это спонтанно. Скорости большинства вылетающих частиц невелики по сравнению со скоростью света. Управлять процессом распада данной массы вещества очень трудно. Фактически искусственно инициированный распад ядер урана и плутония происходит в ядерном реакторе или при взрыве атомной бомбы. Ядерные двигатели, основанные на процессах деления, обладают скоростью истечения вещества явно недостаточной для межзвездных путешествий.
Надо полагать анамезон это особое метастабильное состояние вещества. Метастабильные свойства такого вещества обеспечиваются особыми условиями его производства и хранения. В книге есть упоминание о баках большого объема и веса для хранения анамезона на звездолете. Кроме того, указано, что производство анамезона требует мобилизации усилий всего человечества.
В двигателе анамезон неким образом переводится из метастабильного состояния в нестабильное, мгновенно распадается, образуя поток частиц высокой энергии (они названы К-частицами), которые со скоростью близкой к скорости света вылетают из двигателя и обеспечивают разгон звездолета.
Нам неизвестны сейчас примеры пребывания вещества в таком специфическом состоянии. Поскольку после освоение нуль-пространственных перемещений и прекращения космических полетов с использованием анамезона технология его производства была утеряна.
В качестве гипотезы предположим, что под названием «анамезон» в ХХ веке подразумевают сверхтяжелые ядра трансурановых элементов. Все трансурановые элементы обладают массивными ядрами, содержащими больше нейтронов и протонов, чем ядра стабильных элементов. Ядра этих элементов очень не стабильны и кроме нескольких элементов, таких как плутоний, большинство из них распадется почти мгновенно. Однако ученые считают, что при определенном соотношении числа протонов и нейтронов можно получить относительно устойчивые ядра. Так один из синтезированных элементов прожил 20 часов, что очень много. Видимо более тяжелые элементы могут оказаться стабильнее. Теоретики предсказывают существование так называемого «острова стабильности». «Остров стабильности» находиться где-то вблизи магического ядра, у которого 114 протонов и 184 нейтронов.
Атомная масса такого элемента 298. Если гипотетическая область стабильности окажется реальной, то границы периодической системы элементов существенно расширятся. Получить 114 протонов в новом ядре сравнительно легко, а 184 нейтрона — трудно. Причём отступление от магического числа 184 даже на несколько единиц резко понижает устойчивость ядра к спонтанному делению. Расчёты барьеров деления и времён жизни сверхтяжёлых элементов привели к выводу, что некоторые сверхтяжёлые элементы могут иметь период полураспада около 10 8 лет и их микроколичества могли сохраниться от начальных этапов формирования вселенной до нашего времени.
Примерный принцип работы анамезонного двигателя мог быть такой. Пусть анамезон это некие трансурановые элементы, например в два-четыре раза более тяжелые, чем уран находящиеся в метастабильном состоянии, тогда в реакторе двигателя звездолета анамезон подвергается воздействию, например нейтронному облучению, распадается подобно тому, как делится уран, и осколки деления с высокой скоростью выбрасываются через сопло. Чем-то такой двигатель подобен обычному ядерному двигателю. Можно предполагать, что при распаде метастабильных ядер большой массы выделяться энергия в несколько раз большая, чем при делении урана и трансурановый элемент распадется не на два тяжелых осколка, а на множество более мелких осколков, попутно испустив большое количество протонов и нейтронов. В целом скорость частиц может оказаться в несколько раз выше по сравнению со скоростью частиц образующихся при делении урана и плутония в ядерном реакторе. Такое предположение подтверждается тем, что места взлета и посадки звездолетов еще долго оставались радиоактивными.
Двигатели, применяемые в звездолетах типа «Тантра» обладали хорошей эффективностью, субсветовой скоростью истечения частиц и большой тягой. Сочетание этих условий указывает на то, что на звездолете устанавливался двигатель, обеспечивающий резонансный распад анамезона, когда образуется когерентный поток частиц, покидающих двигатель с субсветовой скоростью подобно формированию лазерного излучения. Скорее всего, для упорядочения процесса испускания частиц использовались волновые свойствами материи.
Остается не проясненным вопрос о возможности при распаде метастабильных трансурановых ядер образования частиц обладающих скоростью близкой к скорости света. Испускание при распаде анамезона мощных потоков частиц с нулевой массой покоя вряд ли могло решить эту проблему. Поскольку потоки таких частиц как фотоны обеспечивают слишком малую тягу и известные нам цивилизации никогда не строили фотонные двигатели. Остается допустить, что скорость осколков деления анамезона была близкой к скорости света. Такое возможно если энергия выделяющаяся в каждом акте деления очень велика, а сами осколки имеют малую массу. В пределе это протоны и нейтроны, электроны и позитроны, а также гамма кванты и нейтрино. Резонансное деление видимо стимулировало преобладание определенных типов частиц, видимо барионов, названных К-частицами.
Очевидно, что, пребывая в метастабильном состоянии, анамезон требует особых условий хранения. Поэтому на звездолете анамезон небольшими порциями хранились в специальных контейнерах, которые имели массу даже большую чем само хранимое вещество.
Однако ничто не дается даром. Для синтеза достаточного количества трансурановых элементов надо было затратить много энергии и времени. Обычно трансурановые элементы получают путем бомбардировки специальной мишени тяжелыми атомами. Но это не очень эффективный путь. Допустим, что в то время когда происходят описываемые события, были найдены более эффективные технологии. К сожалению ныне уже утерянные.
2. Видимые размеры звезд
Попробуем оценить видимый диаметр звезд и ответим на вопрос. Могло ли при тех условиях наблюдения данное светило выглядеть как огромная звезда?
Видимый угловой размер объекта зависит от его диаметра и расстояния до объекта. Поэтому чтобы звезда казалась больше чем Солнце, звездолет должен находиться к звезде ближе, чем Земля находится от Солнца или звезда должена иметь большой диаметр.
Угловой диаметр Солнца видимый с Земли всего 0.5 град. Видимый с поверхности Земли размер Солнца величиной с мелкую монету является оптической иллюзией. Если смотреть с орбиты Земли, то Солнце имеет меньшие видимые размеры. Даже с орбиты Меркурия Солнце имеет угловые размеры примерно 1.5 градуса. Можно ли по визуальным наблюдениям считать Солнце огромной звездой? Наверно нет.
Так на каком же расстоянии от звезды должен был оказаться звездолет и каков должен быть диаметр этой звезды? Звезды класса М5 относятся к так называемым красным карликам, поэтому их диаметр может быть в несколько раз меньше радиуса Солнца. Примерно R = 0.3·Rc. Благодаря низкой температуре поверхности (2800 К) к таким звездам можно приблизиться намного ближе, чем к более ярким звездам. Как указано выше для звезды Барнарда комфортная зона находится на расстоянии 0,034-0,082 а.е. от звезды. Примем, что радиус звезды 0.3·Rc, а расстояние от Зирды до звезды 7.5 млн. км. Тогда видимые угловые размеры звезды составят больше 3 градусов. Видимый диск звезды будет казаться в 6 раз большим по сравнению с видимым в космосе с орбиты Земли диском Солнца.
Поэтому если не огромной звездой, то очень крупным объектом должна выглядеть звезда с орбиты Зирды. Звезда могла выглядеть, как выглядит приведеное здесь фото красного карлика с расстояния 0.5 м.
Сказанное относиться к визуальным наблюдениям. Но герои наблюдали звезду через оптические приборы, которые увеличивают угловые размеры. Так если увеличение было всего в 30 крат, то угловой размер звезды мог составить 90 градусов, и такая звезда могла сиять на весь экран.
3. Связь на электромагнитных волнах
Связь на электромагнитных волнах изобрели в сам начале ХХ века, и до донца XXI века она оставалась основным видом связи, пока позднее её заменила квантовая связь на спутанных частицах. Связь осуществляется путем генерации в пространстве между корреспондентом и абонентом так называемых электромагнитных волн, частным примером которых является видимый свет. Особенность электромагнитной связи — её сильная зависимость от свойств среды, где распространяется волна и конечная скорость распространения сигнала, равная скорости света.
Принцип связи на электромагнитных волнах следующий. Мощный электрический генератор создает колебательное движение электронов в проводниках специальной формы называемых антенной. Движущиеся электроны возбуждают в окружающем пространстве непрерывное переизлучение виртуальных вакуумных частиц, создавая так называемую электромагнитную волну. Конструкция проводников антенны такова, что излучение электромагнитной волны концентрируется в определенном направлении в виде узкого пучка. Для этого антенну обычно делали параболической формы. Излученная волна распространятся в вакууме со скоростью света и, достигнув аналогичной по конструкции антенны, возбуждала в её проводниках синхронное колебательное движение электронов, которое усиливалось и поступало на систему отображения или воспроизведения информации.
Передача информации с помощью электромагнитной волны осуществлялась посредством её модуляции информационным сигналом в качестве которого, обычно использовался электрический образ голоса человека. Часто для воспроизведения использовались различные электроакустические устройства называемые громкоговорителями или наушниками, последние получили такое название, поскольку в буквальном смысле в виде больших коробок надевались на уши. Дальность связи на электромагнитных волнах напрямую зависит от мощности излучения, площади антенн и ряда других характеристик, среди которых не последнюю роль играют свойства космической среды.
Кроме использования для связи, электромагнитных волны широко использовались для дальнего обнаружения летящих предметов, благодаря их способности отражаться от материальных объектов. Видимо на таком принципе работали приборы обнаружения астероидов примененные на звездолете.
Изучение природных источников электромагнитных волн в космосе породило такую область астрономии, как радиоастрономия. Например, в середине ХХ века было открыто излучение межзвездного водорода на частоте 1420,4 МГц, длина волны 21 см.
Нашим экспертам удалось разыскать в хранилище древних манускриптов библиотеки Конгресса оригинальные статьи по космической связи того времени. В 1959 г. в журнале «Nature» появилась статья Джузеппе Коккони и Филипа Моррисона «Поиск межзвездных коммуникаций», в которой они проанализировали возможности радиосвязи с внеземными цивилизациями. Коккони и Моррисон нашли, что требованиям межзвездной связи удовлетворяют радиоволны в диапазоне от 300 м до 1 см (частота 1/30000 МГц). Более длинные волны заметно поглощаются в межзвездной среде, более короткие — в земной атмосфере. Однако волны декаметрового диапазона с длиной волны больше 15 — 30 м тоже не проходят через атмосферу Земли. В зависимости от времени суток они частично поглощаются в ионосфере, а частично отражаются от нее. Поэтому, если учитывать влияние атмосферы, диапазон волн для межзвездной связи, ограничен с низкочастотной стороны частотой порядка 10 МГц (30 м). Позднее было показано, что еще более короткие волны, порядка нескольких мм еще более пригодны для межзвездной связи. Принципиально существует возможности применить для межзвездной связи оптические и субмиллиметровые длины волн, получаемые с помощью лазеров и мазеров.
Поэтому существующей на середину 50-х годов техники уже было достаточно для установления связи с ближайшим звездами, предполагая, что на противоположном конце линии связи внеземная цивилизация располагает техникой не хуже, чем на Земле. Например, для связи на расстояниях порядка 10 св. лет требуется антенна передатчика диаметром 30 м, диаметр приемной антенны 70 м, то при мощности передатчика всего 1.5 квт можно осуществить связь путем передачи простых текстовых сообщений. Упомянутые далее к книге передачи по Великому кольцу как раз и осуществлялись с помощью таких систем.
Для связи с Землей звездолет должен иметь параболическую антенну в несколько десятков метров и передатчик, работающий в миллиметровом диапазоне длин волн мощностью от нескольких сот ватт до нескольких кВт. В этом случае звездолет может хоть каждый день отправлять и получать E-mail, проблема только в том, что это будет одностороння связь. Например, Земля будет передавать на звездолет новости, а экипаж — краткий отчет о событиях и научных наблюдениях. Формально сообщения будут запаздывать на несколько лет. Но какая в общем-то разница? Если с кораблем, что-то случиться Земля все равно об этом узнает спустя несколько лет. Эксперты допускают, что тогда можно было даже предусмотреть своего рода аварийную систему связи, которая автоматически передавала на Землю все, что содержится в «черном ящике» звездолета даже в случае гибели экипажа или иной катастрофы. Но мы не знаем, имелись ли такие системы в ХХ веке.
Однако все это относится к не релятивистским скоростям движения передатчика и приемника сигнала. Когда звездолет движется с субсветовой скоростью, возникает ряд трудностей для радиосвязи с использованием электромагнитных волн. Об этом будет рассказано дальше.
4. Точки либрации или точки Лагранжа
Точки либрации или точки Лагранжа это такие точки в системе из двух массивных тел, в которых третье тело малой массой, может оставаться неподвижным относительно этих тел. Одна из таких точек L1 расположена между планетой и спутником, другая L2 за спутником (рис.7). Есть еще три другие точки Лагранжа.
Согласно книге спутник расположен ближе к Зирде, чем Луна к Земле. Однако при близком расположении планеты и спутника расположение космического корабля между планетой и спутником может быть невозможным из-за возникающей нестабильности. Если же расстояние между планетой и спутником велико, то расположение «Тантры» в точке либрации может не позволить детально изучать поверхность спутника, поскольку расстояние до спутника будет скорее всего большое. Например, в системе Земля — Луна точка Лагранжа расположена на расстоянии 61.5 тыс. км от Луны. В любом случае размещение корабля на круговой орбите возле спутника на высоте в несколько сот километров и периодом обращения в 2-3 часа будет предпочтительнее для осуществления наблюдений (рис.7, красная орбита).
Поэтому упомянутое в книге зависание корабля над спутником с помощью как бы «невидимого каната» скорее всего, не осуществимо или не рационально. Причина таких действий экипажа так и осталась не выясненной.
5. Особенности связи на субсветовом звездолете
Ранее указано, что для связи на межзвездных расстояниях требуется большая (десятки и сотни метров антенна) и передатчик средней мощности. Для передачи малых объемов информации хватит и небольшой антенны в десятки метров и передатчика средней мощности. Однако такая связь возможно только между объектами, движущимися с невысокими относительными скоростями. Поэтому в указанном выше случае, уже затормозившись, звездолет начинает попытки установить связь с планетой Зирда.
Связь со звездолетом движущемся с субсветовой скоростью сильно осложнена. Как видно на этом старинном рисунке, выполненном еще в допотопной технике офсетной печати, звездолет представляет собой цилиндрическую конструкцию с обтекаемой передней частью. Двигаясь с субсветовыми скоростями звездолет, налетает на атомы межзвездного водорода и другие частицы, в том числе мелкие частицы пыли. Поток частиц приводит к сильной эрозии передней части звездолета. Поэтому носовая часть звездолета выполнялась из особого бронированного сплава.
Однако полет звездолета в межзвездном пространстве сопровождает целый ряд физических эффектов. Движущийся звездолет подобно поршню насоса собирает перед собой своеобразную плазменную подушку. Впереди образуется плазменная ударная волна, прилегающая непосредственно к носу звездолета (желтые линии) и набегающие горячие частицы (желтые стрелки) частично отклонятся и рассеиваются этой подушкой, образуя своеобразный плазменный кокон, охватывающий звездолет (желтые линии). Для отклонения частиц сам звездолет укутан еще и собственным электромагнитным полем. Частицы в плазменном коконе движутся с субсветовыми скоростями и при этом испытывают большие ускорения и поэтому излучают мощные потоки электромагнитных волн в широком диапазоне частот (синие стрелки). В том числе излучают и в области видимого диапазона и вплоть до жесткого рентгена. Поэтому вокруг звездолета висит своеобразное марево, которое сильно затрудняет визуальные наблюдения. Наличие такой помехи одна из причин происшедших в дальнейшем событий.
По мере разгона звездолета плотность частиц в коконе возрастает, пока не достигает определенного равновесного количества. Избыток плазмы периодически слетает назад, образуя облака ионизированного газа, которые тянутся за звездолетом в виде шлейфа, постепенно вытягиваясь на миллиарды километров. Для эффективного сброса плазмы, защитное электромагнитное поле дополнительно пульсирует. Сброшенный шлейф плазмы, будучи разогретым до высоких температур, рассеивается не сразу и продолжает излучать, и его можно наблюдать с помощью наземных и космических радиотелескопов и инфракрасных космических телескопов до удаления порядка одного светового года. Поэтому после старта звездолета примерно в течение года можно наблюдать траекторию его полета по наблюдению за плазменным шлейфом. При возвращении звездолета подобный шлейф можно увидеть уже, когда звездолет активно тормозиться.
Любой предмет, отстоящий сторону от корпуса звездолета, попадает в область интенсивного воздействия плазмы разогретой до миллионов градусов и быстро подвергается эрозии. Поэтому выставить большую параболическую антенну, антенну как показано на рисунке можно только на короткое время. Однако плазма не только испускает сильное излучение, но и экранирует электромагнитные волны, излучаемые антенной (зеленая стрелка) так, что передать сигнал можно только при огромных мощностях излучения и в определенных диапазонах длин волн, где поглащение радиоволн меньше. Поэтому в экстренных случаях, как видимо и поступил экипаж «Паруса», на короткое время выставлялась параболическая антенна и с помощью мощного передатчика, на Землю отправлялось короткое сообщение. Как видно из приведенного текста сообщения переданного «Парусом» надежность такой связи была низкой, и потому ею пользовались крайне редко. Связью пользовались редко еще и потому, что большую часть времени перелета на звездолете не происходит никаких особых событий. Почти весь экипаж спит, на вахте только дежурная смена. Из-за плазменного облака и релятивистских эффектов научные наблюдения затруднены. Хотя вахтенные регулярно измеряют параметры межзвездной среды и напряженность физических полей. Но такого рода рутинную информацию не имеет смысла передавать на Землю. Поэтому по регламенту связь с Землей осуществляли в определенные согласованные моменты, обычно один раз в год при этом сигнал с возвращающегося из рейса звездолета мог опередить сам звездолет всего на несколько месяцев. Как заметили наши эксперты, сброс плазмы позволял сообщать звездолету небольшой импульс тяги, что несколько компенсировало торможение.
Для контроля пространства впереди звездолета использовали специальные мазеры, работающие в импульсном режиме излучающие огромные мощности в специальном окне длин волн. Однако импульсные мазеры мало годятся для передачи сообщений.
Иногда для связи использовали специальные радиомаяки, установленные на ракетной платформе, которые отделяли от звездолета и уводили в сторону на тысячи километров. Вокруг маяка еще не успевал образоваться плотный поток плазмы, и можно было первое время передавать сообщения с меньшей мощностью. Но обычно такие маяки тормозили и оставляли для создания реперных точек в пространстве. О работе с таким маяком будет упомянуто дальше. Также экипаж «Тантры» запланирует запуск ракеты-спутника с планеты железной звезды для связи с Землей. Имеется виду именно такой радиомаяк.
6. Карта
Где-то здесь на границе созвездий Змееносца и Геркулеса могли встретится оба звездолета «Тантра» и «Парус». И где-то здесь должна находиться Железная звезда. По крайней мере этот эпизод не противоречит звездным картам.
7. Вега
Вега образовалась приблизительно 350-510 миллионов лет назад, она значительно старше Сириуса, возраст которого оценивается в 240 миллионов лет. Учитывая достаточно высокую светимость Веги (сравнительно с Солнцем), исследователи предполагают, что продолжительность жизни Веги составит на стадии Главной последовательности примерно 1 миллиард лет, после чего Вега станет субгигантом и, наконец, красным гигантом. Последней стадией эволюции Веги станет сброс её оболочек и превращение в белый карлик. Сверхновой Вега стать не сможет, ей не хватит массы, так как для этого необходима масса минимум 5 масс Солнца. В таком виде, как сейчас, Вега просуществует ещё около примерно 500 миллионов лет, до того, как у неё кончится водородное топливо. Другими словами, Вега находится в середине своей жизни. Вега относится к спектральному классу A0V. Измеренный с помощью интерферометра, радиус Веги был оценён в 2,73+ 0,01 радиуса Солнца, что на 60 % больше, чем радиус Сириуса. Диаметр Веги в 2,5 раза превышает диаметр Солнца, яркость ее выше в 54 раза.
Вега наблюдается с Земли практически со стороны полюса — от прямого обращения к Земле полюс отклонён всего на пять градусов. Скорость вращения на экваторе у Веги достигает 274 км/секунду (а период вращения вокруг своей оси равен 12,5 часов). Скорость вращения звезды — 93 % первой космической. Если бы скорость вращения превышала 293 километра в секунду, Вега бы разрушилась от центробежных сил. Такое быстрое вращение Веги привело к её эллипсовидной форме, её экваториальный диаметр на 23 % больше полярного (см. рисунок).
Исторически Вега была первой звездой (кроме Солнца), у которой был обнаружен пылевой диск.
Поскольку Вега звезда молодая, то кроме пыли вокруг неё носится много и более крупных обломков. Диск, состоящий мелких камней и пыли может иметь диаметр в сотни и тысячи астрономических единиц и приближение к звезде в плоскости диска очень опасно. Несмотря на юный по звездным меркам возраст Вега обладает собственной планетной системой, которая во многом похожа на Солнечную систему, но младше ее на несколько миллиардов лет. Как и установила экспедиция, четыре планеты безжизненны. Пылевое облако, что окружает Вегу или результат незавершенности строительства собственной системы, или последствия катастрофического столкновения двух крупных тел, которые рассыпались в пыль. Экипаж «Паруса» видимо испытал огромное разочарование, когда проделав такой долгий путь не нашел у Веги обитаемой планетной системы. Желая получить хоть какие-то научные результаты, экспедиция рискнула приблизиться к звезде и в результате столкновения с одним из обломков звездолет получил повреждение, которое осложнило возвращение обратно.
Планирование экспедиции к Веге происходило еще в то время, когда развитие компьютерной техники и технологии не позволяли создавать мультизеркальные телескопы. Диаметр зеркала тогдашних астрономических инструментов не превышал нескольких метров. Позднее, когда научились делать телескопы, составленные из тысяч зеркал, и диаметр зеркала телескопов достиг сотен метров, а особенно после размещения таких телескопов на Луне появилась возможность непосредственно наблюдать планетные системы у многих ближайших звезд. Тогда звездные экспедиции уже направляли в космос не наобум, а к наиболее интересным системам.
Зона где возможна жизнь находится на расстоянии 7.3 а.е. или примерно 1 млрд. км. В масштабе Солнечной системы зона жизни в системе Веги окажется где-то между орбитами Юпитера и Сатурна.
Находясь рядом с Вегой герои «Паруса» могли наблюдать Солнце в созвездии Голубя как слабую звезду с видимой звёздной величиной 4,3m. Хотя Солнце можно видеть невооруженным глазом, но наше светило почти не выделяется на фоне множества других звезд. Можно представить, как ощущали свое одиночество люди, удалившиеся столь далеко в безбрежный космос.
8. План экспедиции к Веге
Не сложно сделать простые оценки исходя из того, что звезда вокруг которой вращается планета Зирда это звезда Барнарда. Для этого нужно знать координаты звезд. Чтобы пояснить читателю систему навигационных расчетов ХХ века следует пояснить и систему координат небесных тел. Тогда еще использовалась система координат привязанная к земле.
Старинная система небесных координат показана на рисунке слева. Углы прямого восхождения (α) отсчитываются вдоль небесного экватора от условно выбранной точки на небесной сфере, которая соответствует положению Солнца в день весеннего равноденствия. По старинной традиции угол измеряются даже не в радианах, а в часах, минутах и секундах. Один час равен 15 градусам.
Очевидно, что эта система координат привязана к виду небесной сферы с Земли. После начала дальних межзвездных путешествий эта система координат уже не применялась и навигаторы использовали пульсары в качестве маяков и галактические координаты не привязанные к Земле. Но в ХХ веке по традиции использовали старую систему координат. Еще один угол (β) отсчитывается от небесного экватора и называется склонением (рис. 9).
Координаты Веги: прямое восхождение: 18 ч 36 м , а склонение: +38 о 47′. Координаты звезды Барнарда: прямое восхождение: 17 ч 57 м , а склонение: +4 о 41′. Здесь приведены координаты с точностью до минут, поскольку мы сделаем приблизительные расчеты. Глядя на звездную карту, приведенную выше можно заметить, что звезда Барнарда и Вега расположены практически на одном небесном меридиане. Это подтверждается близостью их прямых восхождений (17 ч 57 м и 18 ч 36 м ), разница в 40 минут соответствует 10 градусам дуги. Кроме углов нам известны расстояния до звезд. Условно положение звезд показано на рисунке слева (Рис. 9 а).
Воспользовавшись уравнениями стариной геометрии можно найти, что расстояние от звезды Барнарда до Веги составляет 20.7 с.л. Мы не приводим здесь методику расчета потому, что уже давно такого рода вычисления выполняют компьютеры с элементами искусственного интеллекта, и вряд ли кто-то пожелает в ручную выполнять подобные выкладки.
Таким образом, совершив перелет в начале до Зирды, а потом к Веге «Тантра» должна преодолеть 26.7 с.л. Тогда как «Парус» летел до Веги 25.3 с.л. (рис.9 b). Разница составляет 1.4 с.л. Но такое время затратит световой луч, или сигнал, переданный на радиоволнах. Учитывая, что звездолет движется медленнее света (0.8с) и добавив разгон и торможение на пути к Зирде (0.5 г.), а так же разгон и торможение на перелете Зирда-Вега (0.5 г.) получим примерно 33.5 года.
Обратная дорога займет примерно 31.5 лет. Один год выделим на исследования. Итого, весь полет по земным часам продлиться 66 лет. На звездолете пройдет меньше лет.
Расчет выполним по формуле [П] Δtк = Δtз(1 — β 2 ) 1/2 . Здесь Δtк — время прошедшее в корабле, Δtз — время прошедшее на Земле β = v/c. Пусть в нашем случае средняя скорость 240 тыс. км/с, соответственно β = 0.8. Тогда получим, что Δtк = 0.6·Δtз. Перелет от Зирды к Веге займет 12.5 лет. Возвращение — 15 лет. Полет к Зирде уже занял 4 года. Еще год заняло ожидание исчезнувшего в глубинах космоса звездолета. Следует учесть затраты времени на разгоны, торможения и исследования Веги. Поэтому космонавты постареют примерно на 35 лет.
9. Список ближайших звезд
Как известно уже не одно столетие люди заселяли подходящие планеты вокруг разных звезд в галактике. Многие планет были тераформированы, а до тераформации эти планеты осваивали киберы. Сейчас о многих планетных системах можно много узнать из любого туристического справочника или галактической Википедии. Хотя надо признать, что у галактического человечества давно потерян интерес ко многим системам, возле которых нет подходящих для освоения планет. Поэтому по ряду близких к Солнцу звезд имеющиеся данные очень скудные. Нам же хотелось передать дух того времени, поэтому ниже приводятся во многом наивные сведения о ближайших к Солнечной системе звездах, так как это представляли в древности.
Сейчас это выглядит удивительным, но тогда уже начав межзвездные путешествия, люди почти ничего не знали о планетных системах расположенных в системах даже ближайших звезд. Фактически первопроходцы космоса, достигнув ближайшей звезды, отрывали и её планетную систему. Но часто их ждало разочарования и, преодолев многолетний опасный путь они находили только газопылевое облако или планетные системы, состоящие из газовых гигантов и подобно Луне и Меркурию маленьких планет, не имеющих даже жиденькой атмосферы.
N | Звезда | Расстояние, св.лет. | Расстояние, пс | Цвет (1) | Разумная жизнь (2) |
1 | Проксима Центавра | 4.22 | 1.3 | М | — — |
2 | α-Центавра А | 4.46, | 1.36 | G | 0.054 |
3 | β-Центавра В | 4.46 | 1.36 | K | 0.054 |
4 | Звезда Бернарда | 5.96 | 1.8 | M | — — |
5 | Вольф 359 | 7.79 | 2.4 | M | — — |
6 | Лаланд 21185 | 8.29 | 2.5 | M | — — |
7 | Сириус А | 8.58 | 2.6 | A | — — |
8 | Сириус В | 8.58 | 2.6 | D | — — |
9 | Lueten 726-8 | 8.72 | 2.7 | М | — — |
10 | Росс 154 | 9.68 | 2.9 | М | — — |
11 | Росс 248 | 10.32 | 3.1 | М | — — |
12 | ε Эридана | 10.52 | 3.2 | К | 0.054 |
13 | Лакайль 9352 | 10.74 | 3.3 | М | — — |
14 | Еz Водолея | 11.26 | 3.5 | М | — — |
15 | Проционя | 11.40 | 3.6 | F | — — |
16 | 61 Лебедя А | 11.40 | 3.6 | K | — — |
17 | 61 Лебедя B | 11.40 | 3.6 | K | — — |
  (1) Спектральный класс звезды (только первая буква), грубо показан цвет звезды.
  (2) Вероятность существования внеземного разума по оценкам некоторых ученых.
«Ближе всего к Солнцу расположена система из трех звезд: Проксима, и две близко расположенные звезды α-Центавра А и β-Центавра В. Две последние по размерам близки к Солнцу и у них по данным справочника есть планеты. Чуть дальше находится звезда Барнарда.
У следующей по удаленности звезды Вольф 359 видимо ждать, что-либо интересное трудно, так как эта звезда вспыхивающая. Зато у звезды Лаланд 21185, которая удалена на 8 световых лет, достаточно надежно зафиксировано наличие планетной системы. Планеты крупные, сравнимые с Юпитером или Сатурном. Но не исключено и наличие более мелких планет. Правда, звезда слабая и для развития жизни подходящая планета должна находиться близко к звезде. Некоторые надежны, кроме системы Центавра на существование жизни у ближайших звезд дает звезда ε Эридана, расположенная в 10 световых годах от Солнца».
Вот и все, что удалось почерпнуть из справочника изданного в ХХ веке.
10. Дежурства
С точки зрения психологического обеспечения полета принятая на звездолете схема не слишком оптимальна. Действительно, на дежурстве остается один навигатор, который вынужден принимать специальные лекарства, чтобы продлить дежурство на 100 более часов без сна. В книге есть упоминание о снижении реакции в конце смены и об утомлении членов экипажа. Кроме возможного негативного воздействия на организм длительной искусственной бессонницы и побочных воздействий от приема не привычных для человеческого организма медикаментозных средств есть опасность возникновения психических расстройств при столь длительном пребывании в одиночестве. Хорошо известны случаи психических срывов у людей пребывающих в условиях изоляции. Можно представить, что пока все спят, дежурный сдвинется рассудком и пойдет прогуляться в космос без скафандра. Поэтому логичнее устроить обычное посменное дежурство двух навигаторов. Поскольку в космосе сутки абсолютно формальное понятие, то достаточно настроить биоритм одного астронавта со сдвигом по времени по отношению к партнеру. Один спит потому, что у него «ночь», а другой бодрствует потому, что у него «день». Поскольку сон занимает только треть суток, то примерно одну треть суток они будут бодрствовать вдвоем и только треть суток человек будет на дежурстве в одиночестве. Это повысит надежность на случай развития психических проблем и даст обеим возможность общаться и заниматься совместными делами. Так, пока один дежурит, другой может готовить завтрак, который для дежурного будет ужином.
Единственным обоснованием принятой схемы дежурств может быть стремление обеспечить большую экономию ресурсов системы жизнеобеспечения и запасов продовольствия. Если дежурит один навигатор, а его сменщик спит несколько суток, то фактически требуется подержание жизнеобеспечения одного человека. Остальной экипаж пребывает в состоянии анабиоза. Однако без специальных экспериментов трудно судить, получится ли здесь большая экономия ресурсов.
11. Изменение радиуса орбиты
Для изменения радиуса орбиты с экономией топлива достаточно придать кораблю небольшое ускорение или вдоль направления движения или в противоположном направлении. В первом случае корабль ускоряется, во втором случае корабль замедляется. Далее нужно подождать, когда корабль наберет необходимую скорость и потом спокойно ждать, когда корабль, повинуясь законам небесной механики, перейдет на орбиту нужного радиуса. Но если изменение радиуса значительное, то потребуется ждать долго. Можно ускорить перелет, но для этого надо тратить больше топлива на разгоны и торможения и торможения до больших скоростей и вектор скорости может быть направлен под неким углом к направлению движения корабля, это приведет к более быстрой, но неэкономичной траектории. Для таких маневров достаточно планетарных двигателей и тратить анамезон не было никакой необходимости.
Если же корабль летит в пустом пространстве, то отклонение корабля от траектории находится полностью под контролем экипажа. Когда корабль летит с очень большой скоростью, сообщение ему ускорения под углом к направлению вектора скорости может вызвать перегрузки. Если эти перегрузки будут велики и не совместимы с жизнью экипажа, то люди погибнут.
Когда корабль летит в пустом пространстве, то отклонение корабля от траектории находится полностью под контролем экипажа. В том случае если корабль летит с очень большой скоростью, сообщение ему ускорения под углом к направлению вектора скорости может вызвать перегрузки. Если эти перегрузки будут велики и не совместимы с жизнью экипажа, то люди погибнут. Достичь, перегрузок опасных для конструкции корабля намного труднее.
Как упомянуто в тексте начальник говорит о том, что изменение радиуса траектории приведет к разрушению корабля. Видимо мощь анамезонных двигателей столь велика, что при неверном выборе направления импульса относительно вектора скорости могут возникнуть такие большие перегрузки, что корабль может погибнуть. В этом и состоит искусство навигатора — решить поставленную задачу, определив точно направление вектора и величину тяги и не подвергая корабль опасности. Указанные маневры можно осуществлять на любой скорости. Автоматика Тантры именно так уводит звездолет от опасных астероидов, которые встречаются на пути звездолета.
12.1. Орбитальное движение
Рассмотрим подробнее вопрос о движении звездолета по кругу, предполагая, что это орбитальное движение. В данном случае законы небесной механики это законы Ньютона — Кеплера. Звездолет «Тантра» ожидает звездолет «Альграб» в некой звездной системе. Можно предположить, что эта система образована центральной звездой и по крайне мере одной планетой. На рис. орбита планеты показана синим цветом. Звездолет совершает уже пятый круг, двигаясь по зеленой орбите, а другой звездолет на встречу опаздывает. Возникает вопрос, как звездолет может уменьшить радиус орбиты вдвое и перейти на красную орбиту?
Здесь надо воспользоваться законом сохранения энергии. Кинетическая энергия звездолета: m·Vo 2 /2, а потенциальная энергия -γ·M·m/Ro, где m — масса корабля, М — масса звезды, γ — гравитационная постоянная, Ro — расстояние до звезды. Vo — скорость. Если корабль уже движется по орбите вокруг звезды, то Vo — скорость орбитального движения (рис.1). Пусть R1 — радиус другой орбиты, а V1 — скорость корабля на этой орбите. Тогда получим соотношение: m·Vo 2 /2 — γ·M·m/Ro = m·V1 2 /2 — γ·M·m/R1.
Из этого уравнения видно, что скорость орбитального движения и радиус орбиты связаны однозначной зависимостью. Значит если неким образом изменить скорость, то корабль автоматически перейдет на новую орбиту.
Командиру, пользуясь микродвигателями ориентации надо развернуть звездолет, так чтобы его двигатели были направлены в сторону движения по орбите. Возможно под небольшим углом к скорости Vo. Включить планетарные моторы, которые сообщат звездолету скорость v. Звездолет прейдет на орбиту показанную черным цветом. Спустя некоторое время черная орбита в точке b пересечет красную орбиту.
В это момент командиру нужно сориентировать нужным образом звездолет вновь включить планетарные моторы, чтобы скорость звездолета стала V1, и вектор скорости был направлен по касательной к красной орбите.
Вот примерно так. Маневры завершены. Для такого рода перелетов требуются скорости от 3 км/с до, скажем 20 км/с.
На рис. так же показано, что звездолет не может постоянно обгонять «медленно ползущую планету К2-2Н-88». Звездолет может только один раз за оборот обогнать планету в одной точке «а». На следующем витке планета и звездолет окажутся в совсем разных частях этой системы, поскольку из-за не идентичности орбит их скорости различны и периоды обращения так же разные.
Остается еще один вариант движения корабля, когда он вращается в плоскости перпендикулярной эклиптике, которая уделена от центрального тела системы. Однако при таком движении корабль должен одновременно и постоянно работать двигателями, направляя траекторию корабля по кругу и препятствуя пусть слабому, но постоянному притяжению центрального тела. Иначе корабль будет сдвигаться по спирали. В целом это вариант мало, чем отличается от движения по кругу в свободном пространстве.
Логика необходимости движения звездолета по кругу радиусом в 1 млрд. км. для ожидания другого звездолета мало понятна и по другим соображениям. Зачем где-то летать, если встреча назначена у конкретной планеты? Другой звездолет всегда найдет эту планету, поскольку её положение в пространстве относительно центрального тела известно в любой момент времени, легко рассчитывается и может быть при желании протабулировано на столетия вперед. Даже если второй звездолет по каким-то причинам не может прибыть в точку рандеву, экипаж всегда знает координаты планеты и может послать радиосигнал. Зато положение звездолета накручивающего витки в пространстве вообще неизвестно. Поэтому ориентировать антенну очень сложно. В книге правильно пишется, как звездолет, посылал веером радиолучи, пытаясь связаться, поскольку положение звездолета «Альграб» им неизвестно. Движение «Тантры» по кругу только усложняло задачу связи для экипажа «Альграба». А также требовала переориентировать антенны «Тантры» под разным углом, так как звездолет сам двигался в пространстве.
Причина такой сложной энергозатратной схемы принятой навигаторами не понятна. Возможно, они не могли точно рассчитать условия орбитального движения в данной системе. В те далекие времена компьютерная техника еще была очень примитивна. Об этом говорит фраза про специальный расчет стабильной орбиты у Зирды.
По мнению экспертов договоренность экипажей должна быть следующей. Кто первый прибывает в систему встречи, «становиться на якорь» на орбите этой дальней планеты, ждет и посылает веером в нужном секторе сигнал, что они уже прибыли и ждут.
А как организовать встречу звездолетов в условно свободном пространстве вдали от других звезд? Может там надо гонять звездолет по кругу?
Это в любом случае глупо. Ведь движение по кривой траектории противоречит принципу инерции, который требует, чтобы тела двигались прямолинейно и равномерно. Любая попытка отклонить тело от прямолинейного направления влечет необходимость приложения сил, при этом возникают ускорения и соответственно совершается работа. Звездолет в свободном пространстве может совершать работу по изменению траектории своего движения только за счет внутренних источников энергии, путем создания реактивной тяги.
12.2. Энергетика кругового движения
В этой части текста книги встретился ряд нарушений законов физики. Расстояние в один млрд. км соответствует среднему радиусу орбит Юпитера и Сатурна. Звездолет может двигаться по кругу, только вращаясь по орбите вокруг некого центрального тела, назовем его Х. В данном случае речь идет о светиле на краю системы Б-7336-С+87-А у которого есть планета названная К2-2Н-88. Если планета вращается вокруг светила Х и звездолет не может летать иначе как по орбите вокруг светила Х определяемой законами Кеплера. Любой другой вариант движения по кругу будет требовать постоянного расхода топлива, что абсурдно. Попробуем это обосновать.
Поскольку параметры орбиты у звездолета и планеты разные, то звездолет только изредка, раз в несколько десятилетий будет обгонять планету.
Период обращения любого небесного тела вокруг притягивающего центра: Т = С·R 3/2 , где С — постоянная для данного притягивающего тела. С = 2π/(К) 1/2 , К = γ·М — так называемый гравитационный параметр, здесь γ — гравитационная постоянная, а М — масса центрального тела. К = 1.3·10 11 км 3 /с 2 , для Солнца и К = 4·10 5 км 3 /с 2 для Земли и 1.2·10 8 км 3 /с 2 для Юпитера.
Если бы дело происходило возле такой же звезды как Солнце, то период обращения составил 18 лет. Для более массивной звезды с массой в 10 масс Солнца период обращения был бы почти 6 лет. Поэтому не может идти речь о том, что звездолет совершил пять оборотов находясь на таком расстоянии от центрального светила.
Предположим, что звездолет находится так далеко от центрального светила, что его притяжением можно пренебречь. Звездолет вращается вокруг некой условной точки, и его траектория периодически пересекает орбиту планеты. Возможно ли, чтобы двигаясь по окружности звездолет постоянно будет обгонять медленно ползущую планету. Для этого надо допустить, что окружность, по которой движется звездолет, соприкасается с орбитой планеты.
По условию центр окружности удален от орбиты планеты на 1 млрд. км. Двигаясь по окружности звездолет, будет испытывать ускорение. Чтобы определить это ускорение мы должны знать время одного оборота или период обращения. К сожалению, в книге не сообщается эта важная информацию. Единственно известно, что события в романе начинают разворачиваться за пять дней до завершения одного из кругов. И что звездолет уже давно ждет другой звездолет. Мы знаем, что сменяются экипажи в конце круга. По внутреннему распорядку каждая смена дежурит три месяца. Поэтому мы может предположить, что круг длится три месяца, иначе период Т = 3 месяца. Согласно выражению [П.14] получим, что ускорение будет 0.07g. Казалось бы это мизерное ускорение. Однако масса звездолет огромна. И как показано дальше масса может достигать во время этого эпизода 15-20 тыс. т.
По закону Ньютона для создания такого ускорения требуется приложить звездолету силу равную F = m·a. Подставив, получим, что требуется сила в 10 млн. ньютонов. Именно такое усилие должны развивать двигатели звездолета, чтобы направить его по круговой траектории радиусом в 1 млн. км. с периодом обращения в 3 месяца.
Десять миллионов ньютонов это много или мало? Это примерно в 10 раз больше, чем тяга двигателей «лунных ракет». Пять кругов соответствуют пятнадцати месяцам непрерывной работы двигателей. Очевидно, что при использовании двигателей на химическом топливе, для осуществления только одного оборота потребовалось бы фантастически большое количество топлива. Однако если звездолет искривляет траекторию пользуясь анамезонными двигателями со скоростью истечения топлива близкой к скорости света, то ситуация совсем иная.
Сила тяги реактивного двигателя F = vит·mт, где vит — скорость истечения топлива, mт — секундный расход топлива. Отсюда грубо получим, что в секунду будет расходоваться 36 г анамезона. За 15 месяцев растратится почти 1400 т. По логике событий столько лишнего анамезона на звездолете нет.
Теперь можно оценить и скорость, с которой движется звездолет. Скорость и ускорение при круговом движении связаны соотношением: V 2 = a·R.
Отсюда можно получить, что скорость звездолета порядка 800 км/с. Это же можно получить, если длину окружности разделить на время одного оборота.
Приведенные оценки показали, что в тексте книги вкралась досадные погрешности возможно связанные с трудностями перевода. Звездолет, конечно, не летает по кругу, искривляя траекторию с помощью двигателей, а просто движется по орбите вокруг звезды в этой системе. В конце пятого витка рядом пролетает планета, что может указывать на несовпадение орбит планеты и звездолета. Скорее всего, планета движется по орбите близкой к круговой, а звездолет по вытянутой эллиптической орбите. Топливо не расходуется совсем. Звездолет посылает радиосигналы веером в определенном секторе пространства, надеясь получить ответ. Так прокомментировали это фрагмент наши эксперты.
13. Встреча звездолетов
Действительно если есть необходимость организовать встречу или даже радиосвязь между звездолетами, то радиомаяк-ретранслятор, расположенный в известной точке пространства между теми областями пространства, где летят звездолеты, может помочь.
Ведь если осуществить наведение антенны на звездную систему, привязанную к некой всеобщей системе координат несложная задач, то ориентировать антенну в ту область пространства, где летит звездолет затруднительно. Ведь звездолет движется с субсветовой скоростью, и надо так направить вектор излучения антенны, чтобы фронт электромагнитной волны пересек траекторию движения звездолета в нужный момент времени, когда там находится звездолет. Это не простая задача для двух движущихся звездолетов, но их связь посредством стационарного ретранслятора упрощает задачу. Однако естественно увеличит время прохождения сигнала. Звездолет просто отправляет сообщение на ретранслятор. Ретранслятор регулярно излучает эту посылку в нужном секторе пространства, где может находиться второй звездолет. Связь через Землю в данном случае не рациональна из-за еще большей задержки прохождения сигнала.
Примерно так поступали в древности моряки, оставляя письма в портах. Их забирали корабли идущие в обратном направлении и отвозили домой.
По идее звездолет «Альграб» должен был в случае аварии отправить сообщение на такой радиомаяк. Экипаж «Тантры» должен был ждать не только сам звездолет, но и прибытие радиосигнала. Поэтому длительное время ожидания выглядит вполне логично. Когда сигнал в расчетное время не прибыл на радиомаяк и сам звездолет не появился «на горизонте», это могло означать одно — гибель звездолета. Другое дело, что звездолет мог погибнуть мгновенно, столкнувшись в каким-нибудь крупным камнем.
Поэтому для обеспечения встречи правильно будет задать координаты встречи и на небольшой скорости относительно места рандеву двигаться в направлении избранной точки. В принципе можно даже условно остановить звездолет прямо в точке встречи. В этом случае звездолет будет только двигаться с некой скоростью относительной галактики и местной звездной системы вместе с движением и условной точки встречи.
Теперь встает вопрос, как задать в свободном пространстве эту точку встречи? По законам геометрии. Для задания точки в трехмерном пространстве достаточно задать три числа — координаты точки относительно общей системы координат. В качестве начала отчета системы может быть выбрана любая ближайшая звезда, а оси изначально направлены в выбранных направлениях. В качестве таких направлений можно выбрать направления на удаленные яркие звезды или на пульсары как точеные источники радиосигнала.
Можно поступить проще и задать координаты в виде трех векторов, направленных из центра встречи на три ближайшие звезды (рис.). Это будет местная система координат. Вектор задает как направление осей, так и расстояние (числа). В этом случае точка встречи становиться и центром координат. Не важно, что это не прямоугольная система координат. В этой системе координат направление движения звездолета также может быть легко задано.
Задача облегчается тем, что каждый звездолет движется к точке рандеву или началу координат вдоль своей прямой линии. Экипаж каждого звездолет знает предполагаемую траекторию движения другого корабля. Неизвестно только положение корабля на этой прямой. Поэтому надо сканировать радиолучом некий сектор пространства (рис.). Так же можно посылать сигнал на радиомаяк, который расположен в центре выбранной системы координат.
Поскольку торможение от субсветовой скорости требует времени от месяцев до одного года, то торможение начинается задолго до момента встречи. Торможение нужно начать примерно за 3 биллиона км. или за 0.3 св. года (4 св. месяца) от точки рандеву. Расстояние между звездолетами в этот момент может быть от 0.3 св. лет, если один уже ждет другой в точке рандеву до примерно 1 св. года и более в зависимости от времени опоздания к месту рандеву и взаимного положения. Понятно, что при таких взаимных удалениях есть смысл посылать сообщения в точку встречи, там по крайней мере есть радиомаяк. Только когда скорость звездолета снизиться и предположительно звездолеты окажутся на расстоянии в несколько световых месяцев друг от друга можно начать звать другой звездолет в пределах расчетного сектора.
В точке встречи относительные скорости обоих звездолетов должны быть равны нулю. Таким образом, экипаж «Тантры» начав тормозить звездолет должен регулярно посылать сообщения в двух секторах. В направлении, где должен находиться радиомаяк и в направлении возможного пребывания второго звездолета, предполагая, что он уже где-то на подходе.
14. Опасность столкновения
Основная опасность для звездолета — столкновение с крупным метеоритом или астероидом. Космическая пыль уничтожается специальными покрытиями и рассеивается электромагнитными средствами. Камушек массой в 1 кг имеющий относительно звездолета скорость в 250 000 км/с несет в себе почти 10 Мт энергии в тротиловом эквиваленте. Нетрудно представить результат такого столкновения. Немного спасает ситуацию относительная чистота глубокого космоса от крупных объектов. Вероятность встретить большой объект меньше чем малый. В случае встречи с опасным объектом требуется отклонить звездолет на несколько десятков метров. Более крупный объект удастся обнаружить на большем расстоянии и соответственно времени на отклонение будет больше. В любом случае дальность обнаружения потенциально опасных объектов напрямую зависит от скорости полета и для субсветовой скорости должна составлять несколько миллионов километров. Не трудно оценить, что при скорости 250 000 км/с имеется запас времени перед столкновением в 4 секунды при условии, что объект находиться на расстоянии 1 млн. км и находится точно на пути звездолета. За 4 секунды отклонить в сторону тело массой сотни тысяч тонн практически не возможно. При обнаружении объекта на расстоянии 10 млн. км время реагирования увеличивается до 40 с. Действительно пусть нужно отклонить за 40 сек звездолет на 50 м, где 50 м радиус звездолета. Из формулы s = at 2 /2 получим требуемое ускорение а = 0.063 м/с2. Такие ускорения намного меньше, чем те, что испытывает человек, при торможении находясь в транспорте. Однако, учитывая огромную массу звездолета, требуется создать очень большую тягу реактивными двигателями. Эти двигатели должны располагать по бокам звездолета, и вектор тяги у них направлен радиально и по оси проходящей через центр масс (рис.).
Двигатели должны запускаться почти мгновенно и сразу на полную тягу. В случае экстренного изменения траектории должна быть предусмотрена система взрывной коррекции траектории. Хотя мгновенные перегрузки могут оказаться большими. После прохождения опасного участка снова включаются двигатели теперь уже малой тяги, которые постепенно возвращают звездолет на прежний курс. Много крупных тел расположено вблизи звезд образуя своеобразный пояс из комет, камней и астероидов. Преодоление таких участков осуществляется на невысоких скоростях, так же как и полеты в планетных системах. Тогда можно заблаговременно предупредить столкновение. Именно с такой ситуацией мы встречаемся в данном эпизоде, когда звездолет совершает полет с невысокой скоростью в системе Б-7336-С+87-А и уклоняется от встречного небесного тела. Однако описанные физиологические ощущения после включения двигателей уводящих звездолет от столкновения явно преувеличены.
15. Вид звездного неба из иллюминаторов звездолета
Вид звездного неба из иллюминаторов звездолета для трех скоростей движения. Корабль оборудован тремя иллюминаторами с широким обзором. Пусть звездолет летит в направлении Полярной Звезды.
Вид через передний иллюминатор
Видно, что по мере роста скорости все больше и больше созвездий становятся видимыми через передний иллюминатор. Сами созвездия как бы собираются в центре вокруг Полярной звезды. При этом меняется цвет звезд. Чем ближе звезда к центру, тем более сильное фиолетовое смещение испытывает её спектр. Зато звезды находящиеся на периферии иллюминатора наоборот испытываю красное смещение. Красное и фиолетовое смещение вызвано не только эффектом Доплера, но и замедлением времени. Замедление времени сказывается тем сильнее, чем выше скорость звездолета. Поэтому сектор, где наблюдается фиолетовое смещение постепенно сужается, зато расширяется область на периферии иллюминатора, где наблюдается красное смещение.
Окружности показывают границы видимого звездного неба при нулевой скорости. При скорости близкой к скорости света видны почти все окружающие звездолет созвездия в переднем иллюминаторе. Но что же тогда видно через задний иллюминатор?
Вид через задний иллюминатор
Оказывается число звезд видимых сзади уменьшается и в конце концов почти все они перемещаются в передний иллюминатор. Звезды видимые сзади испытывают сильное красное смещение.
Тогда что же видно в боковой иллюминатор?
Вид через боковой иллюминатор
Видно как перемещаются созвездия. Причем на больших скоростях в боковой иллюминатор начинает выглядывать и Полярная звезда — цель путешествия. Хорошо видно распределение между цветами звезд.
Рисунки из [л5].
17. Ловушка. Разбор полета
Предшествующие события
Через год после отлета из системы, где экспедиция так и не дождалась звездолет поддержки, «Тантра» неожиданно угодила в ловушку, и оказалась в плену железной звезды. Сама ситуация по меньшей мере странная. Однако разберем все по порядку. Первое на что следует обратить внимание так это на то, что главная причина случившегося — человеческий фактор.
События трагически начинают развиваться в конце смены группы Пел Лина, навигатора достаточно опытного, который уже второй раз летает в глубокий космос. На пути к Земле. пройдено уже чуть больше светового года. В эту четвертую смену дежурят трое: навигатор, астронимом и инженер. К концу дежурства смена устала, и люди замедленно или даже не совсем неадекватно реагируют на происходящие события.
Звездолет летит чуть сторону от Солнца в относительно чистом пространстве. Но Солнце они должны видеть как самую яркую звезду на небосводе. Однако впереди полная темнота, наличие которой не сильно беспокоит навигатора. Поглощать свет далеких звезд может только вещество! Встреча даже с облаком пыли опасна для звездолета мчащегося с субсветовой скоростью. У экспедиции нет большого выбора. Нехватка топлива не позволяет предпринимать маневры и вынуждает лететь через неисследованный район. Им ведь нужно сохранить хотя бы минимальный запас анамезона для торможения около Солнечной системы.
На вопрос астронома Ингред Дитра не пора ли будить начальника, поскольку они уже углубились в неизученный район 344+2У. Старший астронавигатор беспечно говорит, глядя на календарь, что все равно до конца дежурства остается два дня, и они сами доведут смену до конца. Хотя за два дня звездолет пролетает биллионы километров. Видимо Пел Лин чувствует себя уверенным навигатором, а преждевременный подъем начальника немного давит на его самолюбие. Тем более что пока ничего особенного не наблюдается. На решение не будить начальника влияет и то, что на выведение человека из анабиоза требуется пять часов.
Проходит несколько часов, и приборы уже регистрируют повышенное поле тяготения. Звезд здесь нет, а для рассеянного облака гравитационное поле слишком велико. Находящаяся на дежурстве смена навигаторов не догадывается осуществить сканирование темной области в разных диапазонах длин волн.
Физическая ситуация
Звездолет движется со скоростью V = 250 000 км/с. Приборы, предназначенные для измерения гравитации, регистрируют слабое возрастание напряженности поля. Дежурная смена решает, что причиной роста гравитационного поля является темная туманность находящаяся впереди по курсу звездолета. Из-за необходимости экономить топливо траекторию полета выбрали по краю этой туманности (рис.). Однако поле нарастает слишком быстро для предполагаемого края туманности, что создает угрозу безопасности. Навигаторы пребывают в недоумении. Чтобы снизить риск они включают планетарные моторы, стремясь уменьшить скорость звездолета.
Разбор полета
Примерная ситуация как её представляет навигатор показана на рис. а. Поле тяготения неизвестного происхождения создает слабое ускорение в точке, где в данный момент находиться звездолет. Ускорение свободного падения, умноженное на массу звездолета, создает силу тяжести Р. Поскольку эта сила действует постоянно, то она искривляет траекторию полета.
Сделаем грубые оценки.
Чтобы не брать с потолка данные о массе туманности и расстояние до её центра просто предположим, что тяготение заставляет звездолет двигаться по дуге большого радиуса. Пусть радиус R = 1/10 светового года. Ускорение в таком случае составит 7g. Как мы видим это очень значительная величина. Для радиуса кривизны траектории в один световой год ускорение составит 0.7g. такое ускорении испытывает человек, двигаясь в наземном транспорте при торможении. Как видно их этих примеров дело вовсе не в возрастании силы тяжести, в незначительных искривлениях траектории полета.
Каковы должны быть действия экипажа в том случае если приборы зарегистрировали ускорение, связанное с искривлением траектории? Самое простое — снизить скорость.
В данном примере снижении скорости до 200 000 км/с позволяет снизить перегрузку вдвое. Снижение скорости до 100 000 км/с снижает перегрузку в семь раз до 1g. Обнаружив возрастания поля тяготения, смена именно так и поступает и тормозит звездолет в начале планетарными двигателям, а когда перегрузка нарастает слишком быстро, то маршевыми анамезонными двигателями.
Основная ошибка дежурной смены навигаторов состоит в том, что они ошибочно считают, будто звездолете движется по краю протяженной туманности и впереди поле тяготения сохраниться еще на очень большом отрезке пути и проходить это участок необходимо с меньшей скоростью.
Правильные действия
В точке А, там где только рост силы тяжести превысил определенный предел следовало всеми доступными средствами провести сканирование пространства впереди по курсу, оценить ситуацию и начать маневр увода звездолета в сторону меньшей силы тяжести (путь А — D). Однако навигатор, будучи уверенным в той модели, которую он себе внушил, проявляет беспечность, и даже ложиться спать. Остальные заняты своими делами и не следят за ситуацией.
Возможно Пел Лиин обдумывал вариант связанный с изменением курса, но на его решение ничего не предпринимать повлияло то, что изменять курс может только начальник, а выбор направления вектора коррекции курса так же требует точного решения.
Видя что менять курс уже поздно и главное не ясно куда отклонить траекторию Пел Лиин начинает тормозить звездолет вначале планетарными моторами, а затем и анамезонными. Точное время такого предварительного торможения нам не известно. Как следует из текста, в некий момент включилась автоматика корабля, которая начала экстренно тормозить звездолет.
В это момент «Тантра» находится примерно в точке 1 (рис.13 b) и траектория движения проходит в опасной близости от звезды большой массы. Экстренное торможение приводит к чрезмерным перегрузкам, и экипаж теряет сознание.
Необходимо отметить, что звезда оказалась как раз на краю темной туманности, основная часть которой находилась где-то впереди (темное пятно слева на рис.13 b). Следует отметить, что вначале вахтенная смена начала тормозить звездолет, реагируя именно на увеличение тяготения созданного туманностью. Поля тяготения звезды уменьшается от расстояния быстро, как 1/R 2 , обнаружить такое поле можно только относительно недалеко от звезды. Поэтому присутствие прямо по курсу темной звезды обнаружилось уже позднее.
Версия
По мнению наших экспертов в книге допущены неточности. Скорее всего, книга писалась на основании поздних документов, которые до этого подверглись правке. Возможно, кто-то хотел отвести вину с кого из членов экипажа или представить события в героическом виде. На такие выводы наших экспертов наводят следующие факты.
1) Из анализа имеющегося текста следует, что торможение звездолета продолжалось несколько часов, что совершенно не реально.
Для снижения скорости хотя бы с 200 000 км/с хотя бы до 20000 км/с при максимальной перегрузке 15g требуется 14 суток.
2) Известно, что звездолет не мог набрать скорость убегания и стал пленником звезды. Это означает, что его скорость была снижена до планетарной скорости. Например, чтобы снизить скорость с 20 000 км/с до планетарной скорости необходимы часы или даже сутки.
Перегрузка, которой подвергся экипаж, нам точно неизвестна, так же как и степень тренированности людей. Учитывая упоминание о потери сознания — перегрузки были критические. Частично перегрузки могла быть скомпенсировать система искусственной гравитации. Однако технические характеристики системы нам неизвестны. Поэтому по разным оценкам на экстренное торможение потребовалось от 7 суток (30 g) до 15 суток (15g).
Что в этот период делал экипаж? Большая часть людей находилась в состоянии анабиоза и пребывала в антиперегрузочных камерах. Трое вахтенных видимо находились без сознания возможно в состоянии комы и не контролировали работу систем корабля.
Только тренированность людей и противоперегрузочные кресла помогли дежурным остаться в живых. Автоматика корабля выдерживала курс и режим торможения до полной остановки двигателей, вызванной исчерпанием запаса анамезона. После окончания работы двигателей силу тяжести в корабле создавала только система искусственной гравитации, которая автоматически была приведена в нормальное состояние. Видимо тогда кто-то из вахтенных пришел в себя и оказал помощь остальным и разбудил начальника экспедиции. В этот момент они, наконец, включили инфракрасные экраны и увидели, что падают прямо на звезду. Остаточной скорости и остатков планетарного горючего им хватило только для выхода на орбиту вокруг звезды (траектория 5 на риc.13 b).
Можно еще отметить, что по оценке экспертов аварийная ситуация возникла за 60 — 70 млрд. км. от звезды. Дальность более чем достаточная для отклонения звездолета в сторону.
16. Железная звезда
Звезда представляет собой огромный плазменный шар, который с одной стороны благодаря ядерным реакциям стремиться расшириться, а с другой стороны силы гравитации удерживают плазму. Что получается из звезды на конечной стадии ее эволюции, зависит в основном от начальной массы звезды. Упрощенно можно сказать, что звезды с начальной массой меньше 5-6 масс Солнца в конце эволюции имеют 1 — 1.5 масс Солнца и превращаются в белые карлики. Звезды с начальной массой больше 8 солнечных масс заканчивают эволюцию как нейтронные звезды. Самые массивные звезды с массой в нескольких десятков масс Солнца становятся черными дырами.
По мысли автора книги огромная железная «умирающая» звезда большого диаметра и большой массы встретилась прямо на пути звездолета. Оставим обсуждение эволюции звезд данного класса знатокам и обсудим формальный вопрос, какова масса и плотность такой звезды. Температура поверхности звезды должна быть не больше 500 o С. Больше нельзя. Потому, что при более высоких температурах нагретые вещества и в частности железо начинаю светиться в видимом свете. Температура темно-вишневого каления как раз порядка 550 o С, об этом хорошо знают кузнецы и технологи работающие с металлом.
Физически видимость нагретого тела означает, что край кривой излучения нагретого «абсолютно черного тела» попадает в видимую область спектра (рис.). Для этого надо нагреть тело выше 500 o С (770 К). При этом максимум излучения лежит в инфракрасной, невидимой области спектра. излучения соответствует длине волны 3.8 мкм. Для сравнения человеческий глаз видит свет, начиная с 0.75 мкм. В астрономии таким звездам выделен спектральный класс Т8. Это так называемые коричневые карлики, которые характеризуются таким параметрами. Температура поверхности 750 К. Радиус звезды 0.06 Rсол или 42 тыс. км. Для сравнения радиус Урана или Нептуна примерно вдвое меньше, но Сатурн и тем более Юпитер в полтора раза больше. Зона жизни находится совсем рядом с такой звездой, всего 240 000 км., что вдвое меньше радиуса лунной орбиты. Коричневый карлик Т8 излучает 0.0000026 от светимости Солнца. Из-за слабого излучения обнаружение таких звезд затруднено.
Наличие такой звезды можно обнаружить по тепловым лучам, которые почувствует лицо космонавта через стекло скафандра. Даже если стекло не прозрачно в этой области спектра, оно нагреется и будет переизлучать тепло вовнутрь скафандра. Поэтому если человек стоит лицом к такой звезде он почувствует тепло, даже если саму звезду он не будет видеть. Когда он повернется спиной, то тепловое ощущение должно постепенно исчезнуть.
Есть несколько возможных объяснений объекта типа «железная» звезда. Старая звезда, у которой постепенно выгорело все ядерное горячее, постепенно остывала и превратилась в горячий шар, сильно обогащенный тяжелыми элементами в частности железом. Фактически это уже не звезда, что-то подобное гигантской планете, потому, что при такой температуре на поверхности этого объекта уже должны существовать или твердая кора или полужидкая поверхность. В те времена, когда писался роман, еще не было известно про нейтронные звезды, и чисто теоретически знали про черные дыры. Хотя предел Чандрасекара был известен с 1930 г. В работе Чандрасекара показано, что звезды с массой выше 1,4 солнечных неустойчивы и должны коллапсировать.
О том, что могло быть известно в то время об эволюции звезд можно узнать из «Астрономии» 1949 г. [л7]. В ХХ веке одна из теорий по Ресселу предполагала, что почти все звезды начинают с красных гигантов и постепенно переходя от класса к классу на склоне свой жизни становятся желтыми карликами, подобные нашему Солнцу. Логическое продолжение рассуждений должно было привести к классу почти потухших звезд типа Т.
По современным представлениям звездой класса Т, которая фигурирует в книге, конечное не является коричневый карлик класса Т8. Это может быть редкая звезда, которая формируется на месте бывшей планетарной туманности образовавшейся после взрыва одной или нескольких сверхновых звезд и потому богатой тяжелыми элементами. Такая звезда имеет в своем составе много тяжелых элементов и относительно мало водорода и гелия. Поэтому имеет огромное тяжелое ядро и относительно тонкую водородно-гелиевую оболочку. После выгорания водорода оболочка сбрасывается и образует туманность, а плотное ядро медленно остывает, одновременно сжимается гравитационными силами и разогревается. По одной из моделей в недрах таких звезд в условиях сверхвысоких давлений продолжается ядерный синтез уже тяжелых элементов и выделяющаяся при этом энергия не дает звезде сколлапсировать в черную дыру. В некоторый момент в ядре светила, когда под воздействием колоссальной гравитации материя распалась на кварки образуется состояние кварковой звезды. Кварки могут объединяться в лептоны. Эти элементарные частицы не участвуют в одном из четырех фундаментальных взаимодействий — сильном, поэтому новые объекты и получили название электрослабых звезд (лептоны участвуют в слабом, электромагнитном и гравитационном взаимодействиях). При этом процесс образования лептонов ученые назвали электрослабым горением. Расчеты исследователей показывают, что электрослабое горение может удержит звезду от окончательного коллапса достаточно долго — до 10 миллионов лет. Поэтому процесс коллапса звезды затянулся и все это время звезда из-за наличия двух противоположных процессов — сжатия и разогрева оставалась стабильной, что теоретически позволило сформироваться на одной из близких планет специфической формы жизни. Остатки старой и новой туманности как раз и прятали саму звезду от внешнего наблюдателя, сильно поглощая инфракрасное излучение.
Ряд ученых вполне мог допускать существование таких огромных звезд, о которых ничего не было известно, ведь наблюдать небо в инфракрасном диапазоне затруднительно, а видимом диапазоне такие звезды практически ничего не излучают (рис.).
Желтая линия на рис. соответствует излучению Солнца. В процессе эволюции глаз человека адаптировался воспринимать свет в области, где энергия Солнца максимальна.
Красная линия соответствует излучению красных карликов. Жители такой планеты как Зирда должны были видеть в области желтых, красных и ближних инфракрасных лучей спектра. Все зеленое и синее для них могло выглядеть черным. Зато в области инфракрасного света, то, что для нас выглядит черным, у них было окрашено в свои неизвестные нам цвета.
Коричневая линия соответствует излучению гипотетической звезды класса Т. В области видимого света, такая звезда практически ничего не должна излучать, то есть будет невидима человеческим глазом, так же как не виден даже в полной темноте горячий утюг.
Приложение II
Старинная механика для начинающих астронавигаторов
1. Закон инерции. Относительность движения и покоя
Закон инерции гласит. Если на звездолет не действуют никакие силы, то звездолет движется равномерно и прямолинейно. Поскольку в реальном космосе на звездолет всегда действуют силы, то состояние равномерного и прямолинейного движения реализуется только условно, когда действием этих сил можно пренебречь. Именно так, равномерно и прямолинейно движется звездолет вдали от звезд в чистом пространстве.
Частный случай равномерного и прямолинейного движения — пребывание в состоянии покоя в реальном космосе не реализуется никогда. Поскольку состояние покоя может быть установлено только относительно внешнего тела, выбор которого совершенно формален и которое само движется относительно других тел. Кроме того, все тела обладают свойством искривлять пространство, что заставляет звездолет двигаться относительно выбранного тела и состояние покоя все равно не реализуется.
Последнее не надо путаться состоянием относительного покоя звездолета в системе двух тел, когда внешние силы уравновешены (состояние покоя в точке Лагранжа).
В космонавтике часто под состоянием относительного «покоя» понимается состояние, когда звездолет находиться на стационарной орбите вокруг некого небесного тела и движется только под действие силы притяжения. В этом случае звездолет совершает движение по окружности с постоянной скоростью, оставаясь на заданном расстоянии от центрального тела.
2. Законы равномерного движения или движение с постоянной скоростью
Путь s пройденный звездолетом за время t при движении с постоянной скоростью равен:
Выражение (1) может быть определением скорости движения звездолета
Скорость при равномерном движении численно равна пути пройденному звездолетом за единицу времени. Скорость звездолета величина векторная, поскольку имеет значение не только величина скорости, но и её направление. Кроме того, понятие скорости имеет смысл только относительно выбранного тела. В качестве такого тела отсчета принимается Солнце, другая звезда или планета. Путь и время всегда исчисляются относительно внешней системы отчета, так как собственное время звездолета может отличаться от времени измеренного на Земле. Основанием для однозначных измерений пути и времени является универсальная константа — скорость света в условно чистом межзвездном пространстве:
3. Движение звездолета под действием силы
Если пренебречь другими силами, то в свободном пространстве на звездолет может действовать только сила тяги его двигателей. В реальном пространстве на звездолет действуют силы притяжения небесных тел, которые возникают из-за гравитационного искривления пространства, и сила сопротивления межзвездной среды.
Если на звездолет действует сила, звездолет движется ускоренно (замедленно), а траектория движения может быть прямой или кривой линией в зависимости от направления действия силы относительно вектора скорости звездолета.
4. Прямолинейное равноускоренное движение без начальной скорости
Если на звездолете включены двигатели и за равные интервалы времени пройденные пути увеличиваются, то звездолет движется ускоренно. Скорость движения постоянно увеличивается. Ускорением называется величина, которая показывает насколько изменилась скорость за единицу времени:
Аналогично ускорению звездолет может замедляться, это означает движение с отрицательным ускорением.
Частный случай ускоренного движения — равноускоренное (равнозамедленное) движение. При таком движении ускорение постоянно. Ускорение также векторная величина.
Путь пройденный при равноускоренном движении с того момента, когда начало действовать ускорение:
Скорость при движении из положения покоя
Если исключить время, то путь и скорость при движении с постоянным ускорением связаны следующим соотношением:
5. Прямолинейное равноускоренное движение с начальной скоростью
Если звездолет уже имел начальную скорость V0, то в приведенных формулах её надо или прибавить или вычесть. Без учета знака формулы выглядят так:
6. Основной закон динамики
Если не звездолет действует сила, то звездолет движется ускоренно (замедленно) или по кривой траектории при этом звездолет испытывает ускорение равное силе деленной на массу тела (второй закон Исаака Ньютона, конец XVII начало XVIII века).
7. Силы в космосе
В космосе на звездолет могут действовать три силы. Сила притяжения других небесных тел, если ракета находится рядом с таким небесным телом или телами и сила тяги реактивных двигателей и сила сопротивления среды. В первом приближении притяжением от удаленных небесных тел и другими силами, таким как сопротивление межзвездной среды, мы пренебрегаем.
Сила притяжения между небесными телами описывается формулой Ньютона:
где γ — гравитационная постоянная, равная 6.672·10 -11 м 3 /(кг·с 2 ); m и M — массы тел; R — расстояние между телами. Под действием гравитационных сил меньшее тело, например звездолет, движется относительно более массивного тела по криволинейным траекториям. Форма траектории зависит от относительной скорости меньшего тела. При больших скоростях звездолет движется по параболе или гиперболе и в итоге пролетает мимо притягивающего тела, если только его траектория не проходить в критической близости от диска небесного тела. При небольших скоростях звездолет движется вокруг центрального тела по эллипсу. Окружность является частным случаем эллипса.
В дальнем космосе под действием силы тяги реактивных двигателей звездолет движется прямолинейно и ускоренно. Все тела внутри звездолета, в том числе и человек, испытывают силу тяжести, которая равна ускорению, умноженному на массу тела: Р = а·m.
Если ускорение, с которым движется звездолет больше чем ускорение свободного падения на Земле, то человек испытывает перегрузку, которую по традиции измеряют в ускорениях свободного падения на Земле где g = 9.81 м/с 2 . Частный случай ускоренного движения не вызванного работой двигателей — свободное падение на некое небесное тело. Здесь ускорение gг определяется силой притяжения на данном расстоянии от центра масс:
где М — масса притягивающего тела, R — расстояние между центром тела и звездолетом. При свободном падении тело находиться в состоянии невесомости. Также в состоянии невесомости находиться тело при движении по орбите вокруг притягивающего тела, когда на тело не действуют больше ни какие силы кроме сил тяготения.
В том случае если тело находиться на поверхности планеты, тело испытывает силу называемую весом, который зависит от ускорения свободного падения на поверхности планеты, тогда в формуле R — радиус планеты. В этом случае тело весит: Р = gг·m. При взлете с планеты на звездолет и все тела, находящиеся внутри действует сила, которая складывается из силы тяги и веса тела. В результате при вертикальном взлете с планеты человек испытывает вес равный сумме ускорений силы тяжести и силы тяги, умноженные на массу тела: Р = m(gг + gт).
Сила тяги Fт реактивных двигателей равна произведению скорости истечения реактивной струи vр умноженной на секундный расход массы топлива q:
Формально ускорение, которое получит звездолет, определяется по формуле (7), где справа стоит сила тяги, но масса не является постоянной величиной. Так как при реактивном движении ракета непрерывно выбрасывает реактивную струю. Поэтому для определения скорости, которую получит ракета, применяется формула Циолковского, где учитывается уменьшение массы тела ракеты:
V — конечная скорость ракеты после выключения двигателей, здесь mo — начальная масса, mк — конечная масса ракеты, ln — натуральный логарифм.
Масса израсходованного топлива, очевидно равна mo — mк = mт.
Из формулы Циолковского видно, что конечная скорость будет тем больше чем больше скорость истечения реактивной струи vp и чем больше из общей массы корабля будет израсходовано топлива.
Однако формула Циолковского в таком виде применима только для относительно невысоких скоростей. Для субсветовых скоростей необходима обобщенная формула Циолковского, которая учитывает релятивистские эффекты.
Если обозначить отношение скоростей vk/c = β, где vk — конечная скорость, с — скорость света. Также обозначим с/(2·vp) = α.
Тогда обобщенная формула Циолковского:
Движение звездолета на планетарной скорости описывается формулой (11) при разгоне до субсветовых скоростей надо пользоваться формулой (12). Критерий vk/c = β 2 /R, (13)
здесь m — масса тела, R — радиус кривизны траектории или в случае движения по окружности радиус окружности.
Одновременно на звездолет, движущееся по окружности, действует ускорение
а = V 2 /R = 4π 2 R/T 2 . (14)
9. Орбитальное движение тела
В случае орбитального движения тела сила F определяется законом тяготения Ньютона (8). Приравнивая (8) и (13) и сокращая массу тела и лишний радиус, получим:
Из выражения (15) определяется как называемая первая космическая скорость. Величина γ·M = К является постоянной для данного притягивающего тела. Для Солнца К = 1.33·10 11 км 3 /с 2 , для Земли К = 4·10 5 км 3 /с 2 .
Формула (15) позволяет вычислить скорость орбитального движения тела на заданном расстоянии от центра притягивающего тела. В частном случае R = Rp + H, где Rp — радиус планеты, а H — высота орбиты. При взлете с планеты и для выхода на орбиту эту же скорость необходимо сообщить кораблю выше атмосферы параллельно поверхности планеты.
Вторая космическая скорость или скорость убегания определяется из выражения :
Из формул (8) (13) и (14) можно установить связь между периодом орбитального вращения и радиусом орбиты
Т = 2π·R 3/2 /K 1/2 . (17)
Отсюда видно, что период обращения планеты или корабля однозначно определяется только радиусом орбиты и массой центрального тела.
10. Релятивистские эффекты
Эффекты, связанные с высокими скоростями движения тел, начинают проявляться, когда скорость тела приближается к скорости света.
В формуле учитывающей релятивистские эффекты входит отношение скорости тела v к скорости света, как и ранее, обозначим β = v/c.
1. Замедление времени. Часы в звездолете идут медленнее, чем часы оставленные на Земле.
2. Масса звездолета увеличивается.
3. Длина звездолета по наблюдениям со стороны уменьшается.
Формула для замедления времени звездолета, движущегося с ускорением несколько сложна, так как использует гиперболические функции, поэтому приведу только формулы для звездолета движущегося с постоянной скоростью.
Корабль движется относительно Земли и интервал времени по корабельным часам Δtк окажется больше чем интервал времени Δtз на Земле они связаны соотношением:
Больший интервал времени в звездолете как раз и означает замедлении хода часов, как будто маятник на корабле качается медленнее. В итоге на Земле пройдет свое время, а астронавты отметят меньший интервал своего времени. Отсюда следует известный парадокс близнецов.
В заключении еще три формулы, учитывающие релятивистские эффекты.
Для удобства в формулах используются внесистемные единицы измерения.
L = 5(μ + μ -1 — 2)/а, (19)
L — расстояние в св. годах на которое улетит звездолет двигаясь с постоянным ускорением а [м/с 2 ], μ = mo/mk, отношение начальной массы к конечной массе.
Длительность полета на участке разгона измеренное по часам земного наблюдателя:
И время измеренное по часам корабля
tк = 22·ln(μ)/a. (21)
В двух последних формулах время выражено в годах, ускорение в м/с 2 .
11. Это тот минимум знаний по физике, который позволяет делать многие численные оценки космических путешествий.
  1. Список ближайших звезд. Википедия. http://ru.wikipedia.org/wiki/Список_ближайших_звезд
  3. Вега http://ru.wikipedia.org/wiki/Вега
  4. Авторы: Linda Huff (American Scientist), Priscilla Frisch (U. Chicago).С сайта http://www.astronet.ru/db/msg/1174839
  5. У. Кауфман. Космические рубежи теории относительности. М.: Мир. — 1981. — 352с.
  6. П.И. Бакулин, Э.В. Кононович, В.И. Мороз. Курс общей астрономии. — М.: Наука. — 1985. — 559с.
  7. П.И. Попов, К.Л. Баев, Б.А. Воронцов-Вильяминов и др. Астрономия. — Учпедгиз. — 1949. — 503с.
Формулы по физике:
  8. В.И. Левантовский. Механика космического полета в элементарном изложении. М.: Наука. — 1980. — 512с.
  9. Х. Кухлинг. Справочник по физике М.: Мир. — 1982. — 519.
  10. Л. М. Гиндилис SETI: Поиск Внеземного Разума. — Физматлит. М.: 2004. http://lnfm1.sai.msu.ru/SETI/koi/articles/lmg%20seti%20poisk/index.htm
- Комментарии: 18, последний от 25/09/2022.
- © Copyright Сапига Алексей (sa1924@yandex.ru)
- Размещен: 04/12/2009, изменен: 05/09/2013. 216k. Статистика.
- Статья: Фантастика, Критика, Естествознание