Побег из центра Млечного Пути

Сферический ТОКАМАК ST HTS. Фото Phsyorg

Галактика Млечный Путь, в одном из рукавов которой находится наше Солнце, – это образование, в котором шло и идет активное звездообразование. В результате в нашей галактике скопились старые и молодые звезды, их возраст можно определить по накопленному железу, которое синтезируется по ходу термоядерного синтеза гелия и более тяжелых элементов.

Астрономы, ведущие наблюдения в обсерватории Ла Силья, что в 150 км от пустыни Атакама и в 600 к северу от чилийской столицы Сантьяго, занимаются галактической археологией, или поиском мест рождения звезд. Для этого они определили возраст по содержанию железа примерно 600 звезд, являющихся «соседями» Солнца, что дало возможность узнать место, где они родились в галактическом диске. Оценивая возраст Солнца в 4,6 млрд лет, астрономы определили, что наша звезда родилась гораздо ближе к центру диска, пройдя за время своего существования расстояние примерно в 2 тыс. световых лет.

Одновременно с этим сообщением Информационный центр орбитального телескопа «Хаббл» рассказал о наблюдениях за шестью массивными галактическими кластерами. Наблюдения эти облегчаются известным эффектом гравитационных линз, наличие которых в космосе предсказал еще Альберт Эйнштейн. Ученые назвали свою программу БАФФАЛО (от англ. Beyond Ultradeep Frontier Fields And Legacy Observations, «Наблюдения за пределами сверхглубоких пограничных полей и наследия»).

Светимость звезд обеспечивается проходящим в них термоядерным синтезом, для которого требуется температура не менее 15 млн градусов. Но даже такой «топки» было бы недостаточно, если бы не сближение изотопов водорода под действием гигантского гравитационного поля. Этим и объясняется неудача земных физиков запустить термояд на Земле, где невозможно создать гравитационное давление.

Тем не менее в 2006 году было достигнуто соглашение о начале большого международного проекта – строительства на юге Франции первого Международного экспериментального термоядерного реактора, ITER (International Experimental Thermonuclear Reactor). Сама аббревиатура переводится с латыни как «путь», подразумевая, что овладение термоядом избавит человечество от энергетической зависимости. В вакуумном тороиде-бублике ITER с помощью сверхмощных магнитных полей будет удерживаться плазма, которую предстоит нагреть до температуры 150 млн градусов, то есть в 10 раз большей, нежели в недрах Солнца. Такая тороидальная конструкция термоядреного реактора получила в физике название ТОКАМАК – «тороидальная камера с магнитными катушками».

Дело в том, что для осуществления синтеза гелия необходимы водородные изотопы дейтерия, которого много в морской воде, и практически отсутствующий тритий, который можно получать на месте путем нейтронной бомбардировки лития. Последний, судя по его названию, присутствует чуть ли не в каждом камне (сравни: литосфера, литография). Нейтроны же в большом количестве образуются при синтезе гелия, содержащего два протона и два нейтрона (дейтерий и тритий содержат на двоих пять нейтронов).

И все было бы хорошо, если бы не оксфордская «инициатива», о которой рассказывает Мелани Уиндридж, физик из лондонского Империал колледжа. Там, в Оксфордшире, что к западу от Лондона, сотрудники фонда, спонсируемого частными инвесторами, работают с непривычной формы реактором в виде овальной сферы с трехсантиметровыми стенками из нержавеющей стали. Ученые назвали свой сферический ТОКАМАК – ST (Spherical Tokamak), добавив к нему аббревиатуру HTS, означающую использование высокотемпературных сверхпроводников (High Temperature Superconductors).

Первые испытания ST HTS начались в 2015 году, и в этом году физики надеются достичь температуры 100 млн градусов. Оксфордцы вовсе не стремятся конкурировать с ITER, но тем не менее указывают, что в международном проекте очень много бюрократии, которая задерживает и удорожает его. Если «частники» добьются успеха, то это может стать привычной для нынешнего времени ситуацией. Вспомним эпопею генетика Крэйга Вентера, который «внедрился» в проект расшифровки первого генома человека и предложил свой способ быстрого и дешевого секвенирования. Метод Вентера широко используется в сегодняшнем чтении геномов 66 тыс. видов позвоночных. Да и «частный» космос в исполнении американского предпринимателя и инженера Илона Маска – пример из той же серии.