Межзвёздный прямоточный двигатель Бассарда

Credit: NASA

В научной фантастике при описании контактов с представителями внеземных цивилизаций часто упоминаются двигательные системы, способные отправить человека к далеким звездам. Одной из таких концепций является так называемый «коллектор Бастарда», или «межзвёздная прямоточная двигательная система». Основная идея состоит в захвате протонов вещества межзвездного пространства и использования их в термоядерном реакторе.

Питер Шатшнайдер (Peter Schattschneider), физик и писатель-фантаст проанализировал в новой научной статье совместно с коллегами правдоподобность концепции двигателя Бассарда. Результаты оказались неутешительными – такая система не сможет работать по такой схеме, какую предложил в 1960 г. создатель идеи, Роберт Бассард.

«Эта идея определенно достойна проверки, – сказал профессор Шатшнайдер. – В межзвездном пространстве имеется очень разреженный газ, в основном водород – плотность которого составляет примерно один атом на кубический сантиметр пространства. Если собрать этот водород, находящийся перед космическим аппаратом, при помощи «воронки» из магнитного поля, то можно направить этот водород в реактор для осуществления термоядерного синтеза и ускорения космического аппарата за счет выделяющейся энергии».

В 1960 г. Роберт Бассард опубликовал научную статью о такой двигательной системе. Девять лет спустя такое магнитное поле было впервые описано теорией.

В своей новой работе Шатшнайдер и коллеги вновь пристально взглянули на эти уравнения. Программный код, разработанный командой для расчета электромагнитных полей в электронной микроскопии, неожиданно пригодился для другой цели – физики смогли показать, что базовый принцип захвата магнитной частицы действительно работает. Частицы можно собрать при помощи магнитного поля и направить в реактор. Таким образом может быть достигнуто значительное ускорение – вплоть до релятивистских скоростей.

Однако проблема состоит в размере магнитного поля. Согласно расчетам команды, диаметр «магнитной воронки», необходимой для того, чтобы обеспечить кораблю тягу порядка 10 миллионов ньютонов (это примерно вдвое больше того тягового усилия, которое развивали космические шаттлы) должен составлять порядка 4000 километров. Много? Тогда что вы скажете о длине поля, которая для обеспечения этого тягового усилия, должна составлять порядка 150 миллионов километров – что эквивалентно расстоянию от Земли до Солнца.

Таким образом, если мы хотим в ближайшем будущем лететь к звездам, двигатель Бассарда нам вряд ли в этом поможет, заключает Шатшнайдер.

Работа опубликована в журнале Acta Astronautica.