Очевидное? Нет, еще неизведанное…

Можно, конечно, мечтать о создании материалов, способных успешно выдерживать чудовищные температуры и давления, возникающие в двигателе, но весь опыт физики, все наши представления о строении материи заставляют думать, что подобные сказочные вещества совершенно нереальны. К материалу двигателя предъявляются требования куда более серьезные, чем к корпусу ракеты. А мы не можем себе представить даже, как обезопасить корабль от столкновений с метеорными частицами.

Короче, можно заключить, что всю идею следует уверенно и безоговорочно переправить на доработку в удалое ведомство научной фантастики.

И все же такие мечты не более как сухая статистическая опись рядом с рассуждениями о ракетах, скорость которых максимально близка к скорости света.

А обычно, когда пишут о фотонных звездолетах, подразумевают не те «скромные» субрелятивистские ракеты, о которых говорилось выше. Нет! Имеют в виду межзвездные корабли с почти световыми скоростями. Естественно заинтересоваться: зачем? Почему бы не ограничиться субрелятивистскими ракетами?

Релятивистские звездолеты со скоростями, почти равными световой. Фантастика за гранью возможного.

Ответ непосредственно связан с размерами вселенной, во-первых, и с парадоксом часов, во-вторых.

Размеры нашей Галактики порядка 10⁵ световых лет. Иные галактики отделены от нас расстояниями в сотни тысяч и миллионы световых лет. Поэтому, казалось бы, что, даже получив ракеты со скоростями, сколь угодно близкими к максимально возможной скорости — скорости света, при любых мыслимых и немыслимых достижениях техники человечество обречено оставаться в пределах ничтожного островка вселенной радиусом в несколько десятков световых лет (10¹³–10¹⁴ километров).

В очень обтекаемой форме говорится о протекании времени на релятивистской ракете.

Но как будто теория относительности открывает совершенно новые горизонты. (Хотя, вообще говоря, задачу о ходе времени на ускоренно движущейся ракете нельзя решать при помощи одной только специальной теории относительности.) Обычно полагают, что с хорошей степенью точности в каждый данный момент связь ракетного и земного времени определяется формулой Лоренца ^[93] :

93

Впрочем, некоторые ученые (их, правда, почти абсолютное меньшинство) возражают против такого рассмотрения, считая его незаконным. Так что вопрос в известной степени дискуссионен. Автор должен признаться, что ему не удалось найти работы, в которой проблема изменения хода времени на ракете была бы рассмотрена, на его взгляд, совершенно строго. Впрочем, вероятнее всего, этот вывод обусловлен недостаточно хорошим пониманием, а не дефектами самих работ.

Но тогда, стоит только разогнать ракету до скорости, близкой к скорости света, и можно выиграть сколь угодно много времени по сравнению со временем, протекшим на Земле. Появляется принципиальная возможность достигнуть далеких уголков вселенной.

Правда, пока ракета разгоняется, выигрыш во времени не столь велик. Однако при постоянном собственном ускорении порядка ускорения земного тяготения можно за несколько собственных лет разогнаться, например, до скорости

v = (1 – (10^–8/2))c,

которой можно облететь Галактику за разумное собственное время ^[94] .

Так что с этой стороны все более или менее в порядке. Конечно, если увеличить радиус облета еще раз в 100, окажется, что даже по собственному времени ракеты путешествие потребует такого времени разгона, что не хватит человеческой жизни. Но в конце концов удовлетворимся исследованием нашей Галактики.

94

Для наблюдателя на Земле время разгона, естественно, очень велико. Например, при ускорении g = 10 м/сек² для достижения скорости v = (1 – (10^–8/2))c период ускорения по собственному времени ракеты займет приблизительно 9,6 года. А на Земле за это время пройдет около 9600 лет.

Естественно, вернувшись на Землю, где за время путешествия прошли десятки тысяч лет, путешественник найдет совершенно новое человечество, но величие задачи, безусловно, окупает жертвы, связанные с полетом «в вечность».

Дело за малым — достигнуть скоростей, максимально близких к скорости света. Последнее представляется столь же (если не менее) вероятным, как, скажем, создание живого человека путем непосредственного монтажа из атомов периодической системы.

Если даже вообразить человечество, уже снабженное субрелятивистскими ракетами, то от ракет, позволяющих облететь Галактику, его все еще будет отделять неизмеримое расстояние.

Это обусловлено спецификой движения тел вблизи пороговой скорости — скорости света.

По мере приближения к скорости света масса ракеты стремится к бесконечности, и, чтобы ее ускорять, требуется все большая сила. Поэтому расход горючего катастрофически возрастет на несколько порядков, превышая те «скромные» цифры, что были получены для субрелятивистских ракет. Что же касается защиты от столкновения с космической пылью при скоростях, близких к световой, — это вообще совершенно безнадежная затея.

Допускается все мыслимое и немыслимое.

Но… допустим, что проблема защиты как-то решена.

Допустим, что каким-то чудесным способом удалось сотворить двигатель, способный безболезненно перерабатывать чудовищную энергию, необходимую для ускорения корабля при скоростях, близких к световой.

Допустим, что реактивная отдача осуществляется самым выгодным способом — квантами света.

Допустим, наконец, что получено удивительное ядерное «супергорючее» с энергетическим выходом — единица (вся реагирующая масса переходит в излучение).

И тогда, если станет реальной вся эта блистательная феерия невероятных гипотез… Тогда оказывается, что для разгона ракеты «только» до скорости 0,9999C необходимо 200 килограммов горючего на каждый килограмм массы покоя ракеты в конечной стадии пути. Учитывая, что в каждом путешествии минимум 2 ускорения и 2 замедления, немедленно получаем, что стартовая масса ракеты примерно в 10⁹ (!) раз превосходит ее полезную массу. Это число говорит само за себя.

В качестве курьеза можно только отметить, что при скорости

необходимой для облета Галактики в разумное собственное время, стартовая масса ракеты относится к полезной уже как 10¹⁷ (!!!). По-прежнему считая, что полезная масса — 10⁵ тонн (конечно, смехотворно малое значение!), получаем приятную общую массу 10²² тонн. Для справки: масса нашей грешной планеты — 6 · 10²¹ тонн ^[95] .

Развивать возражения вряд ли целесообразно.

Мне представляется, что для объективного человека ситуация предельно ясна, а фотонных энтузиастов (кстати, мне искренне жаль, что я не могу принадлежать к их числу) этот небольшой скептический экскурс все равно не убедит. Естественно, можно предложить десятки «проектов» хранения антивещества, защиты от космической пыли и, наконец, сотни способов так посылать фотонную струю, чтобы экипаж и корабль не превратились бы в элементарные частицы в первые же мгновения работы двигателя.

95

Мы не в состоянии обсуждать здесь так называемый прямоточный фотонный двигатель, призванный уменьшить стартовую массу. Можно только заметить, что он принципиально не может спасти положения, потому что при субсветовых скоростях (порядка 200–250 тысяч км/сек) масса вещества, попадающего в ракету (это межзвездное вещество и предполагается использовать как горючее), ничтожно мала, а при скоростях, максимально близких к световой, — ничтожна эффективность двигателя, ибо разность скоростей засасываемой и выбрасываемой из сопла массы близка к нулю.