Корабль-звезда

Пусть «Искательница солнц» движется со скоростью v. В системе отсчета, связанной с кораблем, при захвате ловушкой и переносе в камеру горения атома водорода и атома бора-11 (этот компонент, очевидно, приходится везти с собой) теряется момент импульса

Теоретически достижимый для продуктов реакции момент импульса рассчитывается из релятивистского соотношения энергии, импульса и массы:

Теоретическая предельная скорость в единицах скорости света c получается приравниванием двух моментов импульса для ситуации, когда потеря момента импульса при захвате сырья компенсируется моментом импульса, передаваемым трем α-частицам в каждом акте термоядерного горения.

Отсюда после несложных вычислений получаем

Аналогично показывается, что для протон-протонной реакции с катализом по CNO-циклу и суммарным энерговыходом 26.7 МэВ теоретическая эффективность двигателя

В общем виде для реакции

где символом R_i обозначен i-й реагент, а симво– лом Pr_j – j-й продукт реакции, предельная эффективность составит

где массы при суммировании берутся с коэффициентами, соответствующими уравнению реакции.

Не следует думать, что продуктом-выхлопом термоядерного горения в двигателе Буссарда могут быть только ядра гелия-4. Например, в реакции протона с ядром азота-15 получается ядро углерода-12 и ядро гелия-4, а энерговыделение составляет 5 МэВ. При более сложных предположениях допускается, что имитация звездного CNO-цикла непрямого синтеза гелия-4 из протонов все же позволит значительно повысить эффективность двигателя Буссарда, доведя показатель v/c до 0,85, а может быть, и до 0,99, но пока что осуществление этой реакции наталкивается на значительные трудности технологического характера, общие для всех проектов управляемого термоядерного синтеза.

Об авторах

Ларри Нивен – многократный обладатель премий «Хьюго» и «Небьюла». Его наиболее известная работа – цикл Мир-Кольцо (Ringworld). Он также участвовал в создании многих других признанных шедевров научной фантастики; например, Дети Беовульфа (Beowulf’s Children, совм. с Джерри Пурнеллом и Стивеном Барнсом) стали бестселлером по версии «Нью-Йорк Таймс». Нивен в настоящее время проживает в Чатсворте, шт. Калифорния.

Грегори Бенфорд – профессор физики Калифорнийского университета в Ирвайне. Он живет там же. Бенфорд – обладатель премии «Небьюла» и Мемориальной премии им. Джона Кэмпбелла за классический роман Панорама времен (Timescape).

Иллюстрации Дона Дэвиса.

Космический фотоснимок галактики NGC 4499 на обложке оригинального издания сделан орбитальным телескопом им. Хаббла и предоставлен НАСА совместно с Европейским космическим агентством (за что авторы хотели бы выразить благодарность А. Алоизи и участникам проекта Хаббловского Наследия – The Hubble Heritage Project).