Продолжение следует....

       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 10⁸ 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.



       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"R_c. 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"R_c, 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.




      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.






      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.

      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.





   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.




      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.

      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] Δt_к = Δt_з(1 - β²)^1/2. Здесь Δt_к - время прошедшее в корабле, Δt_з - время прошедшее на Земле β = v/c. Пусть в нашем случае средняя скорость 240 тыс. км/с, соответственно β = 0.8. Тогда получим, что Δt_к = 0.6"Δt_з. 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.

      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.









      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.






      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"V_o²/2, а потенциальная энергия -γ"M"m/R_o, где m - масса корабля, М - масса звезды, γ - гравитационная постоянная, R_o - расстояние до звезды. V_o - скорость. Если корабль уже движется по орбите вокруг звезды, то V_o - скорость орбитального движения (рис.1). Пусть R₁ - радиус другой орбиты, а V₁ - скорость корабля на этой орбите. Тогда получим соотношение: m"V_o²/2 - γ"M"m/R_o = m"V₁²/2 - 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 V_o. 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.





      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"10¹¹ км³/с², для Солнца и К = 4"10⁵ км³/с² для Земли и 1.2"10⁸ км³/с² 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 = v_ит"m_т, где v_ит - скорость истечения топлива, m_т - 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: V² = 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.





      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.




      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 = at²/2 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.





      Вид звездного неба из иллюминаторов звездолета для трех скоростей движения. Корабль оборудован тремя иллюминаторами с широким обзором. Пусть звездолет летит в направлении Полярной Звезды.


      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?

      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?

      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/R², 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.

      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^oС. 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^oС, 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^oС (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 R_сол 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.

      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 м³/(кг"с²); 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/с². Частный случай ускоренного движения не вызванного работой двигателей - свободное падение на некое небесное тело. Здесь ускорение g_г 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 = g_г"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(g_г + g_т).
      Сила тяги F_т реактивных двигателей равна произведению скорости истечения реактивной струи v_р 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 m_o - начальная масса, m_к - конечная масса ракеты, ln - натуральный логарифм.
      Масса израсходованного топлива, очевидно равна m_o - m_к = m_т.
      Из формулы Циолковского видно, что конечная скорость будет тем больше чем больше скорость истечения реактивной струи v_p 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 v_k/c = β, где v_k - конечная скорость, с - скорость света. Также обозначим с/(2"v_p) = α.
      Тогда обобщенная формула Циолковского:

      Движение звездолета на планетарной скорости описывается формулой (11) при разгоне до субсветовых скоростей надо пользоваться формулой (12). Критерий v_k/c = β <<1.

      8. Движение по окружности
      Звездолет может двигаться по окружности, только если он уже движется с начальной скоростью и на него действует постоянная сила направленная перпендикулярно направлению движения. Это может быть сила притяжения или сила создаваемая самим звездолетм, например в результате истечения реактивной струи. Время одного оборота называется периодом Т.
      Скорость движения по окружности V направлена по касательной к траектории и связана с силой действующей на звездолет F соотношением

 здесь m - масса тела, R - радиус кривизны траектории или в случае движения по окружности радиус окружности.
      Одновременно на звездолет, движущееся по окружности, действует ускорение

      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"10¹¹ км³/с², для Земли К = 4"10⁵ км³/с².
      Формула (15) позволяет вычислить скорость орбитального движения тела на заданном расстоянии от центра притягивающего тела. В частном случае R = R_p + H, где R_p - 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

      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 Δt_к окажется больше чем интервал времени Δt_з 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 - расстояние в св. годах на которое улетит звездолет двигаясь с постоянным ускорением а [м/с²], μ = m_o/m_k, отношение начальной массы к конечной массе.
      Длительность полета на участке разгона измеренное по часам земного наблюдателя:

      И время измеренное по часам корабля

      В двух последних формулах время выражено в годах, ускорение в м/с².

      11. Это тот минимум знаний по физике, который позволяет делать многие численные оценки космических путешествий.

      Продолжение здесь >>

   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