ФОТОННАЯ РАКЕТА. Как известно, при делении ядер атомов урана или плутония высвобождается огромное количество энергии — примерно 22,9 млн. квт-ч на 1 кг делящегося вещества. Но даже и это колоссальное количество энергии составляет всего лишь 0,1% скрытой в веществе (вернее, эквивалентной массе вещества) энергии, получаемой по знаменитой формуле взаимосвязи массы и энергии Эйнштейна: Е = тс2. Даже при термоядерной реакции слияния ядер легких атомов в более тяжелые ядра высвобождается всего около 1% скрытой энергии!
В природе известен только один процесс, в ходе которого вся масса участвующего вещества превращается в излучение — фотоны, не имеющие массы покоя, но зато движущиеся со скоростью света — 300 000 кмIсек. Это процесс аннигиляции — самоуничтожение двух частиц с противоположными физическими свойствами, обычных в нашем мире частиц и так называемых античастиц, например электронов и позитронов, протонов и антипротонов (см. Антивещество). При такой реакции высвобождается уже вся скрытая в ве ществе энергия или, согласно приведенной выше формуле Эйнштейна, 25 млрд. квт-ч на каждый килограмм вещества!
Еще несколько десятилетий назад П. Н. Лебедев доказал, что свет, обладающий помимо энергии еще и массой, оказывает вполне определенное, хотя и незначительное, давление. А раз так, то мощный поток фотонов, создаваемый фантастически огромной лампой, излучающей в каком-либо направлении море света, должен сообщать ей непрерывно действующее ускорение. Такой, пока еще тоже фантастический, ракетный двигатель мыслится в виде ядерной установки огромной мощности, непрерывно вырабатывающей частицы и их античастицы, например протоны и антипротоны. В специальной камере эти частицы встречаются, взаимно уничтожаются, а образовавшиеся фотоны, собранные с помощью огромного зеркала, выбрасываются из хвостовой части ракеты в нужном направлении. Поток света и создает реактивную тягу.
Теоретически двигатель такого вида является энергетически самым совершенным, эффективным и экономичным из всех, какие только можно себе представить, ибо в процессе анпигиляции частиц в свет превращается практически 100% скрытой в веществе энергии, а сами фотоны движутся с предельно возможной в природе скоростью света.
Однако перед учеными будущего стоят неизмеримо более трудные задачи. Главные из них таковы. В нашем мире обычных элементарных частиц получать античастицы — дело хотя и очень трудное, но еще возможное. Удержать же их так, чтобы они не вступили тут же в ядерную реакцию с окружающими их антагонистами, — дело почти безнадежное. А ведь их нужно как-то довести до камеры сгорания, помещаемой в фокусе зеркала ракеты.
Чтобы тяга такого двигателя имела реальную величину, в свет должны превращаться довольно ощутимые количества античастиц. Процесс аннигиляции и превращения вещества в свет будет совершаться при такой безумно высокой температуре, которую вряд ли когда сможет выдержать, мгновенно не испарившись, любое самое фантастически жаропрочное вещество зеркала. Ведь вспышка света будет несравнимо более яркой и мощной, чем вспышка при взрыве много мегатонной водородной бомбы.
Однако гадать, каковы будут достижения науки и техники даже через несколько десятилетий, нельзя. Нет сомнений, что наука далекого, а возможно только отдаленного будущего, решит и эту, безусловно, головокружительную задачу. Поэтому, несмотря на, казалось бы, безнадежные сейчас перспективы, ученые все же уделяют идее создания фотонной ракеты, пока еще очень отвлеченной и больше похожей на мечту, значительное внимание.
Почему так заманчиво создание фотонной ракеты, даже мечта о ней?
Космические расстояния, равные десяткам и сотням световых лет, отделяющие нас от ближайших звездных миров, не говоря уже о расстояниях до других галактик, не сулят человечсству надежд вырваться когда-нибудь из плена неумолимого течения времени. Ведь даже двигаясь со скоростью света, ракета летела бы до самой близкой к нам звезды в течение четырех с половиной лет! И только двигатель, позволяющий ракете двигаться с околосветовой скоростью, делает реальной мечту когда-нибудь достичь миров, лежащих за пределами Солнечной системы.