На первый взгляд, Солнечная система похожа на гигантский плоский блин: планеты, спутники и астероиды движутся вокруг Солнца в пределах плоскости, называемой эклиптикой. Кажется логичным, что, если космический аппарат полетит перпендикулярно эклиптике, он быстрее покинет Солнечную систему. Но на самом деле всё не так просто.

Эклиптика — не граница Солнечной системы

Представьте, что космический корабль стартует с Земли и поднимается строго «вверх» относительно эклиптики. Однако границей Солнечной системы является облако Оорта — сферическая зона комет и ледяных тел диаметром около двух световых лет. Оно окружает всю Солнечную систему, а не лежит в одной плоскости.

Даже если аппарат покинет плоскость эклиптики, пролетев её толщину в 100 миллионов километров, до облака Оорта ему останется несколько триллионов километров. Таким образом, «вертикальный» маршрут не сокращает путь.

Гравитация Солнца — главный барьер

Солнце содержит 99,86% массы Солнечной системы, и его гравитация действует как невидимая верёвка, притягивая всё вокруг. Для выхода из Солнечной системы требуется первая космическая скорость (30 км/с на земной орбите) и вторая космическая скорость (42 км/с, чтобы преодолеть солнечную гравитацию).

  Могут ли люди оказаться единственными разумными существами в галактике или даже во вселенной?

Когда аппарат летит вдоль эклиптики, он может использовать гравитационные манёвры возле гигантских планет, таких как Юпитер и Сатурн, чтобы ускориться. Так, «Вояджер-1» благодаря гравитационным манёврам достиг скорости 17 км/с и покинул эклиптику за 47 лет.

Если бы он летел «вверх» чисто на топливе, без помощи гравитации планет, запасы горючего быстро иссякли бы, и аппарат начал бы падать обратно к Солнцу. Учёные подсчитали, что «вертикальный» маршрут требует как минимум в два раза больше топлива, чем традиционный путь вдоль эклиптики.

Будущее межзвёздных полётов

Сейчас единственный способ ускорения в космосе — гравитационные манёвры. Однако в будущем, если человечество создаст ядерные термоядерные двигатели или антивещественные ракеты, станет возможным преодоление гравитации без посторонней помощи.

Но даже тогда полёт «вверх» будет оправдан только в одном случае — если цель действительно находится вне плоскости Галактики. В противном случае двигаться вдоль галактического диска гораздо эффективнее.

Для сравнения:

  • Толщина галактического диска Млечного Пути — 3000–12 000 световых лет.
  • Диаметр Галактики — 100 000 световых лет.
  • Расстояние до галактики Андромеды — 2,54 миллиона световых лет.
  Насколько сложно иммигрировать на Марс? Если человечество достигнет Красной планеты, какой будет итог?

Таким образом, даже для развитых цивилизаций, владеющих световыми или сверхсветовыми технологиями, полёт «вверх» по галактическому масштабу мало что меняет.

А если лететь быстрее света?

Если гипотетическая цивилизация сможет двигаться с околосветовой или сверхсветовой скоростью, время для неё будет течь иначе из-за эффекта замедления времени. Для внешнего наблюдателя путешествие может занять миллионы лет, а для экипажа — всего несколько лет или даже месяцев.

Поэтому в масштабах Вселенной понятие «быстрее» или «медленнее» становится относительным. Возможно, для развитых цивилизаций время вовсе не имеет значения.