В прошлом сентябре несколько сотен ученых, инженеров и любителей космоса собрались под одной крышей в отеле Hyatt в центре города Хьюстон. Причина собрания — второе открытое заседание 100 Year Starship. Финансирует эту высокотехнологичную тусовку само агентство DARPA, а руководит бывший астронавт Мэй Джемисон. Цель проста: «воплотить в реальность полет человека за пределы нашей Солнечной системы к другой звезде в ближайшие 100 лет». Интригует? Вас ждет увлекательный рассказ.
Большинство присутствующих на конференции сходятся во мнении, что развитие пилотируемой космонавтики происходит удручающе медленно. Несмотря на миллиарды долларов, которые были потрачены за последние 20-30 лет, космические агентства не особо продвинулись с точки, заложенной еще в 60-х годах. Чем, кстати, не преминул воспользоваться Элон Маск, основав собственное космическое агентство SpaceX. 100 Year Starship планирует ускорить процесс полета к другой звезде, форсировав развитие перспективных технологий. Что ж, пристегиваемся.
Среди самых долгожданных презентаций на конференции была и такая: «Механика варп-поля 102» («Warp Field Mechanics 102»), которую представил Гарольд «Сынок» Уайт из NASA. Ветеран космического агентства работает над особой двигательной программой в Космическом центре Джонсона (JSC) недалеко от Hyatt. С командой в шесть человек Уайт недавно излагал цели NASA на будущее космических путешествий. В новой презентации было многое: от всевозможных проектов полетов и улучшения химических ракет до мощных двигателей на базе антиматерии и энергии ядра. Однако самое интересное было вот что: варп-двигатель. Или двигатель деформации. Называйте как угодно, но варп остается варпом для многих — от любителей Star Trek до любителей Star Craft.
Прольем немного света: варп-двигатель может сделать возможными путешествия быстрее скорости света. Вы, конечно же, скажете, что это невозможно, поскольку противоречит общей теории относительности Эйнштейна. Уайт считает, что нет. За полчаса, которые ему были отведены на симпозиуме, он рассказал о физике потенциального варп-движения, используя такие понятия, как пузыри Алькубьерре и гиперпространственные колебания. Также он отметил, что его теоретические вычисления позволили проложить дорогу к варп-движению, и он начинает физические испытания в своей лаборатории NASA, которую он назвал Eagleworks.
Как вы уже начали подозревать, работающий варп-двигатель станет словом номер один в истории космических путешествий. Мы не только сможем долететь до Марса быстрее, чем за полтора года, как планируется, но и выйти за пределы Солнечной системы, а может даже заменить источник питания на «Вояджере». Поездка на современном космическом корабле к ближайшей к нам звезде — Альфе Центавра — займет 75 000 лет. Но если корабль будет оборудован варп-двигателем, на всё про всё уйдет две недели, если верить Уайту.
В связи с прекращением работы шаттлов и возрастающей деятельностью частных сегментов в области околоземных полетов, NASA сообщает, что будет ориентироваться на смелые вылазки подальше в космос, куда дальше, чем порядком надоевшее копание Луны. Но без принципиально новых двигателей толку от таких вылазок будет мало. Спустя пару дней после собрания 100 Year Starship глава NASA Чарльз Болден эхом повторил слова Уайта:
«Однажды мы хотим набрать варп-скорость. Мы хотим двигаться быстрее скорости света и не останавливаться на Марсе».
Физик Мигель Алькубьерре разработал модель варп-двигателя после просмотра эпизода «Звездного пути».
Первое употребление выражения «варп-движение» датируется 1966 годом, когда Джин Родденберри запустил «Звездный путь». В течение последующих тридцати лет варп существовал только в виде одной из самых устойчивых концепций научных фантастов. Но однажды эпизод попался на глаза физику по имени Мигель Алькубьерре. Тогда он работал в области общей теории относительности и задался вопросом: что нужно, чтобы создать варп-двигатель? Свою работу он опубликовал в 1994 году.
Алькубьерре представил пузырь в пространстве. В передней части пузыря пространство-время сжимается, в то время как в задней части пузыря — расширяется (как во время Большого взрыва). Деформация будет слабо влиять на корабль, как обычная волна, несмотря на суматоху за пределами пузыря. В принципе, варп-пузырь может двигаться сколь угодно быстро: ограничение скорости света, предсказанное в рамках теории Эйнштейна, работает только с пространством-временем, а не с искажениями самого пространства-времени. В пузыре, как предсказал Алькубьерре, пространство-время останется неизменным, а сами космические путешественники — целыми и невредимыми.
Варп-двигатель сможет отправить путешественников не только за пределы земной орбиты, но и целой Солнечной системы. Уравнения общей теории относительности Эйнштейна очень сложны в одностороннем решении — вычислении того, как материя искривляет пространство-время, — но в обратную достаточно просты. Используя их, Алькубьерре выяснил, какое распределение материи необходимо для создания варп-пузыря. Но проблема в том, что решение выявило странную форму материи — отрицательную энергию.
В примитивном объяснении гравитация — это сила притяжения между двумя объектами. Каждый объект, вне зависимости от своей величины, притягивает окружающую его материю. В понимании Эйнштейна эта сила является кривизной пространства-времени. Отрицательная энергия, однако, является отталкивающей гравитацией. Вместо того, чтобы стягивать пространство-время, отрицательная энергия будет его расталкивать. Грубо говоря, для работы двигателя Алькубьерре нужна отрицательная энергия, чтобы заставить пространство-время позади корабля расширяться.
И хотя никто никогда не измерял отрицательную энергию, квантовая механика (добавим к списку парадоксов) предсказывает ее существование, а значит, ученые вполне могут создать ее в лаборатории. Одним из способов ее создания мог бы стать эффект Казимира: две параллельные проводящие пластины, расположенные достаточно близко друг к другу, должны создавать небольшое количество отрицательной энергии. Модель Алькубьерре рухнула в тот момент, когда потребовалось огромное количество отрицательной энергии, куда большее, чем можно создать — если верить ученым.
Уайт говорит, что нашел способ обойти это ограничение. В компьютерной симуляции Уайт изменял силу и геометрию варп-поля. Выяснилось, что в теории можно создать варп-пузырь, используя в миллион раз меньше отрицательной энергии, чем предполагал Алькубьерре, и достаточно для того, чтобы космический корабль мог сам ее производить.
«Из невозможного всё стало правдоподобным».
Гарольд «Сынок» Уайт, инженер NASA, разрабатывающий варп-двинатель в лаборатории Eagleworks.
Дальнейшее повествование — от лица Константина Какаэса с PopSci.
Космический центр Джонсона раскинулся рядом с лагунами, где Хьюстон уступает дорогу порту Галвестона. В воздухе витает запах кампусов, в которых тренируются будущие космонавты. В день моего визита Уайт встретил меня в пятнадцатом здании, малоэтажке с лабиринтами коридоров, офисов и лаборатории, которые вместе составляют Eagleworks. Он был одет в поло с вышитой на нем эмблемой Eagleworks: орел, раскинувший крылья над футуристическим звездолетом.
Уайт начал свою карьеру не с лаборатории движения. Он изучал машиностроение и присоединился к агентству в 2004 году к группе робототехники в качестве подрядчика, которым и работал с 2000 года. В итоге, он взял на себя управление манипулятором на МКС, параллельно работая над кандидатской степенью в области физики плазмы. Только в 2009 году Уайт занялся изучением двигателей, которыми давно интересовался, а за рабочим местом в NASA дело не стало.
«Сынок — уникальная личность», — рассказал его босс Джон Эпплуайт, возглавляющий подразделение двигательных систем в центре Джонсона. — «Он определенно фантазер, но при этом инженер. Он может превратить свое воображение в полезный технический продукт».
После присоединения к группе Эпплуайта, Уайт испросил разрешения на открытие собственной лаборатории, посвященной передовой двигателей. Выбрал себе логотип и приступил к работе.
Уайт привел меня в свой кабинет, который делит с коллегой, занимающимся поисками воды на Луне (а нашел, видимо, на Марсе), а после повел в Eagleworks. Пока мы шли, он рассказывал мне о сложностях, связанных с открытием лаборатории, которые он обозначил как «долгий и муторный процесс поиска продвинутых двигателей, которые помогут людям освоить космос». Он говорит, слегка растягивая слова — результат многих лет, проведенных на юге, сначала в колледже Алабамы, а после — 13 лет в Техасе.
Уайт показывает мне аппаратуру и обращает мое внимание на ее центральный элемент — квантово-вакуумный плазменный двигатель (КВПД). Устройство похоже на большой красный бархатный пончик с проводами, туго закрученными вокруг ядра. Это одна из двух основных разработок Eagleworks, наряду с варп-двигателем. Конечно же, засекреченная. Когда я спросил об этом устройстве, Уайт сказал, что не может разглашать детали, кроме того, что разработка этой технологии будет тянуться дольше, чем создание варп-двигателя. В докладе, опубликованном NASA в 2011 году, говорилось, что она использует квантовые флуктуации пустого пространства в качестве источника топлива (о которых, судя по всему, говорил еще Тесла), поэтому космическому кораблю на базе КВПД не понадобится «бензин».
Уайтовские эксперименты с варпом сосредоточились в углу комнаты. Гелий-неоновый лазер крепится на небольшом столике за решеткой с дырочками, вместе с разделителем лучей и черно-белой камерой CCD. Это интерферометр варп-поля Уайта-Джуди, названный в честь самого Уайта и Ричарда Джуди, отставного сотрудника центра Джонсона, который помогал Уайту анализировать данные с CCD. Половина лазерного света проходит через кольцо — экспериментальное приспособление Уайта. Другая половина — нет. Если кольцо никак не меняется, Уайт заметит это по данным с CCD. Если пространство искажается, то «интерференционная картинка будет совершенно другой».
Когда устройство активируется, установка Уайта работает, как в фильме: лазер светится красным, а два луча пересекаются, как лазерные мечи. Внутри кольца четыре керамических конденсатора из титаната бария, которые Уайт заряжает до 23 000 вольт. Последние полтора года он моделировал этот эксперимент, и если верить инженеру, «конденсаторы набирают мощный энергетический потенциал».
Однако когда я спросил, каким образом все это будет генерировать отрицательную энергию, необходимую для искажения пространства времени, ответ Уайта стал уклончивым: «Оно работает так… я могу сказать вам то, что могу сказать. Я не могу сказать вам то, чего не могу». Он сослался на подписку о неразглашении, поэтому детали остались под покровом тайны. Я спросил, с кем он подписал такое соглашение, на что последовал ответ:
«Приходят люди и спрашивают о всяких вещах. Я просто не могу вдаваться в подробности больше, чем сейчас».
Уайт работает в тени ракеты «Сатурн-5» в Космическом центре Джонсона (JSC).
Теория варп-путешествий интуитивно понятна — деформировать пространство-время и создать движущийся пузырь. Но на практике у нее есть несколько существенных препятствий. Даже если Уайту удастся существенно снизить требуемое количество отрицательной энергии, чем было нужно Алькубьерре, все равно ее останется гораздо больше, чем могут создать ученые. Об этом говорит физик-теоретик из университета Тафтса Лоуренс Форд, написавший десятки статей об отрицательной энергии за последние 30 лет. Форд и другие физики говорят, что существуют фундаментальные физические ограничения — а не только инженерные проблемы — относительно того, сколько отрицательной энергии может быть сосредоточено в одном месте в течение длительного времени.
Другая проблема заключается в том, что для создания варп-пузыря, который движется быстрее скорости света, ученым придется распространить отрицательную энергию вокруг корабля, в том числе и перед ним. Уайт не считает это проблемой. Когда я поинтересовался у него, он ответил достаточно туманно, мол, варп-двигатель будет работать, поскольку «все, что нужно, это аппарат, который создаст все необходимые условия». Но создание этих условий перед кораблем будет означать распределение отрицательной энергии, которая движется быстрее света, чем нарушает общую теорию относительности.
Наконец, варп-двигатель — это концептуальная проблема. В рамках общей теории относительности путешествие быстрее скорости света эквивалентно движению сквозь время. Мы уже рассуждали на тему, возможны ли в принципе такие путешествия. Говоря о том, что варп-двигатель возможен, Уайт фактически утверждает, что может создать машину времени.
Сомнения расползаются, как ночь по земле.
«Не думаю, что любое из привычных пониманий физики предполагает то, что он хочет увидеть в своих экспериментах», — говорит Кен Олум, физик из университета Тафтса, принимавший участие в собрании 100 Year Starship 2011 года. Ной Грэм, физик колледжа Миддлбери, читавший две работы Уайта по моей просьбе, ответил следующим замечанием:
«Не вижу ничего научного в этих бумагах, кроме резюмирования старых работ».
Сам Алькубьерре, ныне физик Национального автономного университета Мексики тоже сомневается:
«Даже если я сижу в корабле и у меня есть отрицательная энергия, нет никакой возможности доставить его куда мне нужно», — сказал он по телефону. — «Это отличная идея. Мне нравится она, потому что я сам ее написал. Но у нее есть ряд ограничений, с которыми я столкнулся на протяжении многих лет, и я не знаю, как их обойти».
Слева от главных ворот центра Джонсона лежит перевернутая на бок ракета «Сатурн-5». Все ступени разъединены, чтобы можно было любоваться кишками ракеты. Только один из многочисленных двигателей носителя размером с небольшой автомобиль, а лежащая на боку ракета на пару метров длиннее футбольного поля. Это красноречиво говорит о сложности космических путешествий. Ракете уже сорок лет, и время, когда она была представлена — и когда NASA было частью большой американской мечты отправить человека на Луну — давно минуло. Сегодня Космический центр Джонсона похож на место, где когда-то гостило величие, но исчезло.
Прорыв в разработке двигателей может ознаменовать новую эру в JSC и NASA, которая продлится долгие годы и конца которой мы уже не увидим. Зонд «Рассвет», запущенный в 2007 году, исследует пояс астероидов на ионных двигателях. В 2010 году японцы представили «Икарус», первый межпланетный проект солнечного паруса, еще один вариант экспериментального двигателя. В 2016 году на МКС начнется эксперимент VASIMR, плазменной системы с высокой двигательной тягой. И хотя эти системы в один прекрасный день смогут возить астронавтов на Марс, за пределы Солнечной системы им точно не выбраться. Вот почему, по мнению Уайта, NASA нужно браться за рискованные проекты.
Варп-двигатель — это, наверное, самый невероятный проект NASA в области двигателей. Самые светлые умы научного сообщества утверждают, что Уайт не может его построить. Эксперты говорят, что он работает вопреки законам природы и физики. Несмотря на все это, NASA поддерживает эту разработку.
«То, что он пытается сделать, не нуждается в большом финансировании», — говорит Эпплуайт. — «Думаю, начальство очень заинтересовано в том, чтобы он продолжал работать. Пока это просто теория, но если она воплотится в реальность, правила игры кардинально изменятся».
В январе Уайт собрал свой варп-интерферометр и отнес его в новое помещение. Eagleworks переехала в новый дом, который больше и «сейсмически изолирован» — с энтузиазмом отмечает Уайт. То есть защищен от вибраций. Но самое лучшее в новой лаборатории то, что NASA выделило Уайту помещение, в котором разрабатывалась программа «Аполлон», та самая, которая однажды доставила Нила Армстронга и Базза Олдрина на Луну.
И стала таким невероятным прорывом, что многие до сих пор не верят в то, что американцы высаживались на Луну.
hi-news.ru
В августе 2008 года Министерство обороны США предложило десяткам научных групп заняться рассмотрением вопросов перспектив исследования совершенно новых аэрокосмических технологий, включая новые методы движения, взлета и скрытности. Среди представленных работ наиболее интересной значился 34-страничный доклад, подготовленный двумя учеными под заголовком «Варп-двигатель, темная энергия и манипуляция дополнительными измерениями». Документ был представлен перед военными 2 апреля 2010 года и лишь недавно был открыто опубликован Разведывательным управлением Министерства обороны США (DIA), сообщает издание Business Insider.
В этой работе авторы предполагают, что человечество уже недалеко от того момента, когда сможет раскрыть загадку более высоких, доселе невидимых измерений, а также отрицательной или «темной энергии» — репульсивной силы, которая, по мнению физиков, заставляет Вселенную расширяться с нарастающей скоростью.
«Возможность управления более высоким пространственным измерением позволит получить технологический контроль над темной энергией, что в свою очередь откроет возможность к разработке более экзотических пропульсивных технологий. В особенности – вапр-двигателя», — отмечается в отчете и здесь же добавляется, что «благодаря этому путешествия к другим планетам Солнечной системы будут осуществляться не за годы, а за считанные минуты и часы, а полеты внутри местного звездного скопления можно будет осуществлять за недели, а не за сотни тысяч лет».
Несмотря на весь оптимизм, отмечающийся в этом документе, физик Калифорнийского технологического института Шон Кэрролл, специализирующийся на темной энергии и общей теории относительности, весьма скептически отреагировал на опубликованный отчет.
«Это лишь кусочки и фрагменты теоретической физики, которые подаются так, как будто мы стоим на пороге возможности их применения в реальном мире. Хотя это совсем не так. Я не могу назвать это бредом – все-таки это не Махараши (индийский гуру, основатель трансцендентальной медитации, — прим. ред), заявивший, что духовная энергия позволит нам подняться над землей и летать. Это все же реальная физика. Но это совсем не то, что в скором времени можно будет объединить в нечто цельное и предложить варианты использования. Возможно, мы к этому вообще никогда не придем», — комментирует Кэрролл.
Причина для данного исследования пока по-прежнему остается неясной. Единственное, что на данный момент известно, так это то, что эта работа имеет некие отсылки к исследованиям американских военных, направленных на прогнозирование «потенциальных угроз» со стороны вероятных противников, разрабатывающих новые технологии. И в большей степени все это очень и очень условно. Все исследования велись в рамках «Новейшей программы идентификации авиационных угроз (AATIP)» и ее подпроектов.
Именно в рамках «Программы AAWSA» (Advanced Aerospace Weapon System Applications Program), финансировалось, по крайней мере, два исследования в области разработки двигателей и космических технологий, которые граничат с фантастикой. Первое из этих исследований, датированное 29 марта 2010 года, посвящено двигателю, способному разогнать космический корабль до сверхсветовой скорости. В исследовании речь идет о теоретических физических концепциях, таких как пространственно-временные искривления и гравитационные и антигравитационные силы. Второе исследование, которое «Программа AAWSA» опубликовала 2 апреля 2010 года, охватывает аналогичные области, но ещё включает темную энергию и иные измерения.
Эксперты AAWSA выполняли работу под эгидой Службы оповещения обороны Разведывательного управления, что имеет смысл, по крайней мере концептуально. Согласно данным официального брифинга, эта организация впервые появилась в 2002 году и «занимается выявлением источников растущих угроз интересам США в критически важных регионах мира».
«Эта служба также определит возможности воздействия на поведение противника до и на ранних этапах кризиса», — сказано в докладе.
В 2003 году эти задачи расширились и теперь включают в себя работу по «обеспечению как можно более раннего предупреждения о технологических достижениях, которые могут подорвать военное превосходство США».
Наблюдения НЛО часто является свидетельством перспективных и секретных проектов в области исследований и разработок военных самолетов. В рамках полномочий DIA команда экспертов могла исследовать отчеты о наблюдениях и пытаться установить, не связаны ли они с реальными программами, особенно теми, с которыми могли бы работать потенциальные противники, такие как Россия или Китай.
Команда AAWSA могла вникать в известные разработки в связанных областях, и это также имеет смысл в этом контексте. Если бы противники Америки стремительно двигались по пути создания варп-двигателей и других перспективных силовых установок, DIA определенно захотело бы знать об этом, чтобы помочь США подготовить ответные меры.
Тем не менее применимость этих исследований кажется сомнительной, как и некоторые части самого исследования. Ни в одном из отчетов не было указано, что технология, о которой они описали, приблизилась к практическому применению или что какое-либо иностранное государство близко подошло к совершению технологического прорыва.
Отчеты о встречах с НЛО в рамках программы AATIP не вызвали особого энтузиазма у ученых, ознакомившихся с опубликованным докладом. Сэт Шостак (глава Института SETI, занимающегося поиском инопланетных цивилизаций) ранее уже высказывался на тему того, почему он, сам являясь охотником за пришельцами, не верит в то, что инопланетные цивилизации нас когда-то посещали.
«Сложно поверить, что пришельцы прилетят сюда за сотни и сотни световых лет, а затем будут демонстрировать полное бездействие», — говорил Шостак.
Аналогичный скепсис со стороны видных экспертов в интересуемой области встретил и доклад о варп-двигателях, кротовых норах и прочих «звездных вратах» в рамках программы AAWSA.
Иллюстрация варп-поля, создаваемого теоретическим устройством «Двигатель Алькубьерре». Находящийся внутри поля космический корабль сможет двигаться быстрее скорости света за счет «сжатия» ткани пространства перед ним и «разворачиванием» пространства позади
В докладе его авторы затрагивают сразу несколько вопросов, интересующих современную физику. Среди обсуждаемых концептов говорится о темной энергии (предсказал, но не доказал существование которой отец ОТО Альберт Эйнштейн), об искривляющих пространство-время гравитационных волнах, об эффекте Казимира, заключающемся во взаимном притяжении проводящих незаряженных тел под действием квантовых флуктуаций в вакууме, а также об М-теории, в которой говорится о возможном существовании нескольких дополнительных измерений, освоение которых определенно понадобится для работы варп-двигателя.
Авторы работы отмечают, что решение всех этих вопросов в конечном итоге позволит обойти фундаментальное правило Эйнштейна, которое гласит о невозможности двигаться быстрее скорости света.
«Этот документ рассматривает возможность, даже высокую вероятность того, что будущие разработки в области передовых аэрокосмических технологий будут связаны с воздействиями, искажающими пространственно-временные структуры, лежащие в основе пространства вакуума. Это можно назвать вакуумной или метрической инженерией».
«Это далеко не просто причудливая концепция. Существует специализированная литература в рецензируемых публикациях по физике, тема в которых подробно изучается».
«Идея в том, что достаточно продвинутая технология может взаимодействовать и получать прямой контроль над пространственно-временными измерениями. Эта дразнящая своими перспективами возможность, безусловно, заслуживает более глубокого изучения», — говорится в документе.
«Конечно, еще очень долго мы, возможно, будем не в состоянии достичь таких технологических высот, но уже сейчас, на раннем этапе 21 века, мы можем рассмотреть множество впечатляющих физических явлений, которые мы считаем истинными».
В этом же документе приводится инфографика, объясняющая, насколько быстрыми смогут стать космические путешествия, если человечество сможет передвигаться в космосе со скоростью, в сотню раз превосходящей скорость света
В документе также приводится общий принцип, согласно которому эти путешествия можно будет осуществлять. Так, согласно документу, использование достаточного объема темной энергии позволит «сжимать» перед космическим аппаратом и «разворачивать» позади него пространство. Находясь в своеобразном пузыре, корабль будет защищен от деформаций. Сам корабль внутри поля искажения фактически будет оставаться неподвижным, — перемещаться будет само искаженное пространство, в котором он находится. Это по сути и позволит кораблю двигаться быстрее скорости света, технически не нарушая физический принцип Эйнштейна.
Кэрролл отмечает, что концепт «не является абсолютным бредом», поскольку его математическая модель была разработана еще в 1994 году мексиканским физиком Мигелем Алькубьерре.
«Вы действительно не можете двигаться быстрее скорости света, однако вполне можете себе представить возможность эффективного искривления пространства-времени, которое позволит преодолеть вам этот барьер», — говорит Кэрролл.
«То есть если вы, например, захотите посетить Альфу Центавра, то вполне сможете прибегнуть к принципу искривления пространства-времени, чтобы Альфа Центавра оказалась совсем рядом с вами. Достаточно близко, чтобы можно было добраться туда за день, а не за десятки тысяч лет. Поможет ли вам в этом искривление пространства-времени? Конечно поможет. Но сможете ли вы это сделать? Сомневаюсь».
По мнению Кэрролла, доклад DIA слишком глубоко закапывается в аналитику.
«В нем обсуждаются варп-двигатель, дополнительные измерения, эффект Казимира и темная энергия. Все эти вещи действительно, возможно, когда-нибудь нам откроются. Но я убежден, что никто не сможет разобраться во всем этом в течение ближайшего тысячелетия, не говоря уже о том, как все это использовать», — комментирует ученый.
Кэрролл считает, что мы очень далеки от реальности с варп-двигателями потому, что пока никто толком не знает, что вообще представляет собой темная энергия (отсюда и название «темная», то есть непонятная), не говоря уже о том, откуда она берется, как ее хранить и уж тем более использовать.
Более того, по мнению ученого, чтобы долететь до Альфы Центавра – ближайшей к нам звездной системе, расположенной в 4,367 светового года – за пару лет с помощью, скажем, космического аппарата объемом в сотню кубических метров, нам придется говорить об астрономических объемах отрицательной энергии.
«Возьмите Землю и превратите весь ее объем в энергию – именно столько вам ее потребуется. Только следует понимать, что именно отрицательной энергии. Сейчас никто понятия не имеет, как это сделать», — говорит Кэрролл.
«И мы не говорим об обычных атомах, из которых состоит Земля, и их рассеивании, как это делось с помощью «Звезды Смерти». Нам придется придумать способ, позволяющий стереть их из этой реальности».
После этого эту энергию необходимо как-то собрать, сохранить и использовать со 100-процентной эффективностью.
«Это нереальная задача. Здесь вопрос не в том, что «у нас просто нет подходящих транзисторов» для работы. Речь идет о чем-то, что не вписывается в пределы возможности в принципе».
К слову, в самом докладе и говорится, что все его выводы являются умозрительными; признается факт необходимости использования «огромного объема отрицательной энергии», а также отмечается, что на «полное понимание природы темной энергии может потребоваться очень много времени».
В то же время в документе авторы предполагают, что «экспериментальные научные прорывы в исследованиях с Большим адронным коллайдером, а также дальнейшее развитие М-теории могут привести к квантовому скачку в нашем понимании этой необычной формы энергии и, возможно, новым прямых технологическим инновациям».
Спустя почти десять лет работы БАК так и не нашел хоть какого-нибудь доказательства существования частиц, которые позволили бы приоткрыть завесу тайны вокруг темной энергии. Проводимые эксперименты также не поспособствовали дальнейшему развитию М-теории.
Даже если предположить, что каким-то образом будет обнаружен способ получения темной энергии, а также способ скормить ее планетарный объем варп-двигателям корабля, выбрать подходящее направление для путешествия и даже отправиться в него, мы, а точнее те, кто полетят, столкнутся с не менее важными проблемами, решить которые будет жизненно необходимо еще до начала такого путешествия.
Из-за самого искривления пространства межзвездные путешественники могут утратить контроль над кораблем еще в момент начала полета. На пути следования к своей цели люди также могут столкнуться с проблемами. Есть вероятность, что излучение Хокинга, предположительно находящееся на границах черных дыр и других очень искривленных гравитацией областях космоса, может не только создать помехи в работе варп-поля, но и убить пассажиров корабля, пролетающего мимо.
Замедление космического аппарата также может оказаться смертельным для его команды. Аппарат, выходящий из варпа, может превратить космический газ и пыль, протяженностью в несколько световых лет от места отправки до места назначения, в смертоносную ударную волну из высокозаряженных частиц.
«Наука не позволяет мне одномоментно исключить возможность варп-путешествий, но все-таки я считаю, что это невозможно. Я думаю, что если бы мы лучше понимали физику, то уже бы без всяких сомнений сказали, что это сделать просто невозможно», — подытожил Кэрролл.
hi-news.ru
Конструкция любого корабля подчиняется законам Циолковского, так от этого зависит отношение массы корабля — процент соотношения массы корабля к его реактивной массе (материи которая выбрасывается при работе двигателя для получения скорости). От соотношения масс зависит показатель дельтыV - изменения скорости в результате работы двигателя, которое необходимо для выполнения орбитального маневра (изменения траектории). Для вычисления дельтаV нужно знать две вещи: отношение массы космического корабля и скорость ракетного двигателя, что описывает фактическую мобильность корабля с досветовыми двигателями.
Хотя большое количество кораблей в пространстве Альянса имеет двигатели факельного типа, для них все еще характерным является соотношения масс выше 2.0. Военные корабли имеют соотношение от 0.8 до 2.2 (на 1 кг массы корабля приходится 1 и 2.2 кг топлива соответственно), гражданские - от 1.0 до 2.8. В свою очередь непосредственная масса корабля делится на структурную массу, массу узлов связи и сенсоров, энергоустановок, двигателей и радиаторов, массу корпуса и брони, в то время как масса полезного груза (в том числе и экипажа) редко превышает 50%.
Еще одним ограничением на конструкцию кораблей является необходимость совмещения центра массы, оси тяги его двигателей и его центральной оси, для стабилизации движение корабля. Без стабилизации, корабль может начать спонтанно вращаться вокруг своего центра масс (если с ним не совпадает ось тяги), поврежая полезный груз и другие системы корабля. На практике на стабилизацию также влияет размещение грузов на различных палубах (так чтобы компенсировать килограмм на северо-восточной стороне, нужно принести килограмм на юго-западную сторону). Частично компенсировать это могут маневренные двигатели, или гироскопы, но основное решение включает в себя использование подвижной ремассы (сокр. от реактивная массы), фиксация грузов и увеличение размеров и массы корабля - чем он массивнее, тем сложнее сдвинуть центр массы просто переходя из одного отсека в другой.
Все корабли и военного и гражданского назначения Федерации имеют основные энергоядра, представленное в виде термоядерного реактора и резервные системы выработки энергии, такие как ядерный блок замкнутого цикла (на крупных суднах), радиоизотопный генератор и в (критическом случае) блок солнечных батарей.
Стоит заметить что реактор двигателя и реактор обеспечивающий энергоснабжения не зависимы друг от друга и не взаимозаменяемы.
Термоядерные реакторы используют систему мерцающих плазменных барьеров и лазеров для фиксации и сжатия термоядерного топлива, после чего тепло появляющеяся в ходе реакции отводится от реактора и переводится в механическую энергию, которая в свою очередь переходит на сверхпроводимые энергосеть, распространяющие энергию по кораблю. Эффективность термоядерной энергии многократно превышает эффективность ядерной, из-за чего почти все крупные космические корабли используют ядерные реакторы в роли резервных.
В качестве запасающих энергию элементов выступают супермаховики, запасающие кинетическую энергию в своём вращении и сверхпроводимые н-батареи. Супермаховики способны запасать большое количество энергии, но имеют ограниченную скорость её отдачи, в то время как батареи могут дать небольшой, но единовременный прирост мощности.
Системы выработки, запасания энергии и энергосеть многократно дублирована, чтобы исключить отключение питания всего корабля при повреждении центрального реактора. Сами реакторы находятся на достаточном расстоянии от жилых отсеков и груза,дополнительно экранированные ремассой, чтобы обезопасить полезный груз с корабль от радиоактивного облучения при отказе барьеров или повреждении основного нейтронного экрана.
Наиболее распространенные среди средних и крупных кораблей является двигатели термоядерно-силового типа, использующий направленные барьеры и лазеры для поддерживания термоядерного факела и магнитно-барьерное сопло вырабатывающее направленную тягу (использование твердого сопла неизбежно привело бы к его расплавлению). В качестве реактивной массы чаще всего используется литий, он же защищает корабль от радиации двигателя. Мощность двигателя контролируется количеством сбрасываемой реактивной массы и степенью натяжения плазменных барьеров.
Корабли оснащенные данным типом двигателей не могут разворачиваться к друг другу или доку станции, из-за радиационной опасности и риска расплавления структур на других кораблях позади двигателя. За считанные секунды жилой блок на станции, к которой швартуется корабль может превратиться в комок расплавленного радиоактивного металла. По этой причине все двигатели требуют лицензирования и тщательно контролируются транспортным отелом СБА.
Военные и СБА используют более мощную и дорогую версию этого двигателя термоядерно-катализационную, используя вместо лазеров контролируемый сброс антипротонов, и используя армейские эмиттеры барьеров. Это позволяет достигать огромной скорости выброса реактивной массы, и соответственно большей эффективности и больших максимальных скоростей, но при этом затрачивая на маневры драгоценную антиматерию.
Несмотря на то, что факельные двигатели являются наиболее эффективными из реактивных и характеризуются чрезвычайно большой скоростью скоростью истечения, тягой и ускорением, они все еще требуют большое количество реактивной массы. Чаще всего часть реактивной массы помещается не только вокруг двигателей, но и в секции между корпусом и броней корабля, создавая дополнительную защиту для герметичных секций и несущих конструкций корабля и играя роль тепловой ловушки.
Химические двигатели используют металлический водород для получения резкой и мощной тяги. Металлический водород подается в двигатель и при повышении температуры до критической точки взрывообразно рекомбинируется в молекулярный водород. Широко распространенный тип двигателя на малых кораблях и дронах, которые не могут позволить себе использование факельных двигателей из-за своих малых габаритов, а ядерных двигателей - из-за слабого потенциала для маневров. Химические двигатели также используются крупными кораблями в роли одноразовых внешних ускорителей, или в качестве маневренных двигателей, облегчающих повороты основных судов.
Химическое топливо является крайне распространенным и простым для производства, но оно неэффективно для крейсерского полета и склонно вызвать взрывы при повреждении или перегреве цистерны в бою, что сводит его применение лишь к расходуемым модулям и кораблям. Некоторые гражданские модели химических двигателей, впрочем, получили распространение среди индустриальных кораблей Содружества, что поддерживается местными властями.
Широко используются как в военных, так и в индустриальных задачах ядерные двигатели замкнутого цикла. В реакторе находится урановое топливо, в котором протекает контролируемая реакция, реактор нагревает топливные каналы, сквозь которые проходит водород (рабочее тело), разогревается до высоких температур и выбрасывается через сопло.
Ядерные двигатели превосходят химические и ЭМ двигатели по удельной тяге, но проигрывают ЭМ двигателям по скорости выхлопа. Также ядерные двигатели нуждаются в радиационном экранировании, и являются источником радиоактивного загрязнения при повреждении.
Ядерные двигатели используются в качестве основных двигателей на малых кораблях, таких как эсминцах, и в качестве маневренных двигателей для более крупных и пилотируемых кораблей. Также они часто используются в качестве двигателей ракет-носителей для доставки грузов с поверхности планет, на которых нет планетарных ускорителей.
Ядерно-Импульсные двигатели представляют из себя систему амортизаторов, отражающей плиты и выпускаемых из грузового отсека направленных ядерных зарядов. Заряды подрываются на небольшой дистанции от корабли 100-200 метров, и плазменная волна толкает плиту и корабль в целом, в то время как амортизаторы снижают перегрузки испытываемые кораблем и полезным грузом.
В течении длительного времени ЯИ двигатели были единственными двигателями причисленными к факельному типу. Большая часть военных флотилий солнечной системы использовала двигатели типа Орион для ведения патрульных и боевых действий далеко за пределами Земли, а первые предтечи современных фрейтеров связывали внутренние и внешние планеты.
Сейчас ядерно-импульсные двигатели считаются реликтом, имеющий очень нишевую роль, выполняя доставки грузов в роли военных танкеров и сверхмассивных кораблей типа земля-орбита. Стоит заметить что использование ядерно-импульсных двигателей запрещено на заселенных планетах или пригодных для терраформирования.
Космос - чрезвычайно большое пустое пространство, полет сквозь которое требует больших ресурсов. Инженеры должны выбрать двигаться ли кораблю быстро, но щедро растрачивая топливо или медленно, но экономно. У большинства автономных индустриальных судов и транспортных барж стоит приоритет экономичной транспортировки грузов, что привело к распространение Электромагнитных Реактивных Ускорителей.
ЭРУ это ионный ускоритель, реактивный двигатель которого использует радиоволны для ионизации рабочего тела с последующим разгоном полученной плазмы с помощью электромагнитного поля для получения тяги. ЭРУ являются наиболее безопасным видом двигателей, при этом способным на высокоэкономичный полет (в разы медленнее химических двигателей, но с огромной скоростью выхлопа) или скоростной (при этом его скорость лишь на 30-40% уступает химическим ракетам, но двигатель быстро расходует реактивную массу).
Среди индустриальных приспособлений также распространены автоматические электромагнитные катапульты, позволяющие быструю переброску автоматических кораблей и грузов с одной орбиты на другую. В отличии от ЭРУ, за ними ведется постоянный контроль со стороны СБА.
Сверхмассивные корабли (Титаны, Фрейтеры и подобные судна) используют высокоэффективную версию термоядерного двигателя, позволяющую компенсировать большую массу корабля. Макродвигатели полагаются на дозу антипротонов для катализации термоядерной реакции, после чего она поддерживается сложной системой лазеров и движущихся барьерных полей, которая создаёт в разы большую температуру чем на факельных двигателях низкого класса.
Что является действительно уникальной чертой для макродвигателей, это получение максимальной скорости выхлопа, за счет разгона рабочего тела. Электромагнитный ускоритель, синхронизированный с мерцательными (быстро сдвигающимися в определенном направлении) барьерными полями занимает треть от длины корабля и разгоняет ионизированную литиевую плазму до 12% от скорости света.
Это позволяет флагманским кораблям удерживать скорость на уровне остального флота и иметь соотношение массы корабля/ремассы смещенное в пользу первого, с средним соотношением в 0.8. Но это также требует постоянное использование мощных радиаторов и создаёт привлекательную мишень для вражеских кораблей. Как и остальные факельные двигатели, выхлоп макро-двигателей чрезвычайно опасен и требует аккуратных маневров сближения и специального построения судов в полете.
Визуально выхлоп данных двигателей выглядят как яркое голубое сияние, с едва заметной пульсацией, что отличается от факельных двигателей и их ровного белого выхлопа.
СБА контролирует системы доставки кораблей и грузов планетарного и орбитального базирования: ЭМ катапульты и транспортные лазеры. Модификации для использования лазерной системы доставки минимальны, а экономия полезной нагрузки колоссальна. Во время военного времени или пиратской атаки СБА используют лазерные каскады в качестве дальнобойных боевых лазеров.
Малоразмерные зонды используют фотонный парус для удержания себя на определенной орбите, в то время как зонды-ловушки, находясь на орбите сбора антиматерии используют антимат-парус. Парус сделан из графита и углеродных нанотрубок, с следовым содержанием урана. Небольшое количество антипротонов захваченных положительно заряженным парусом, вызывают ядерную реакцию, толкающую парус, что позволяет ловушке сменить орбиту.
Системами сенсорного контроля называют комплекс средств для обнаружения небесных тел в космическом пространстве и на поверхности планет. Задержка света ограничивает обнаружение целей, находящихся на большом расстоянии, в реальном времени. Выхлоп факельных двигателей стандартного крейсера у Юпитера будет заметен с Земли даже с помощью любительского телескопа, но свет дойдет лишь за полчаса реального времени. Особенно это заметно при прилете флота в систему, свет от яркой вспышки и нагретых радиаторов будет виден лишь через несколько часов, что может дать фору вражескому флоту.
Учитывая существование сверхсветовых коммуникаторов и сложности в создании сверхсветовых сенсоров, для контроля за космической обстановкой используются специализированные патрульные корабли и находящиеся на определенной орбите сенсорные зонды.
Технически, системы сенсорного контроля делятся на вариации сканеров, сенсоров и зондов-разведчиков.
Активный сенсор - Сканер, это сенсор, который излучает что-то и засекает эхо. Является радаром или лидаром. Активные сенсоры дают намного больше информации о цели, чем пассивные, но привлекают к себе внимание и облегчают наводку ракет и пушек.
Пассивный сенсор - Сенсор, который просто ищет излучение от цели, но сам ничего не излучает. Пассивные сенсоры получают меньше информации о цели и им сложнее определить точное положение цели, но они работают на больших дистанциях и не привлекают к себе внимания.
Зонд-разведчик - Наблюдатель, который постоянно излучает сильное электромагнитное излучение и сканирует область вокруг себя. Наблюдатели привязаны к одной орбите и неспособны сойти с неё, но маскируют свой сканер под радиопомехи, и имеют небольшую сигнатуру, что дает им малозаметность. Как правило наблюдатели имеют больший радиус обнаружения чем обычные сканеры.
Корабли постоянно пассивно вырабатывают тепло. Это тепло исходит от систем жизнеобеспечения, энергоустановок, от двигателей и оружия. Законы термодинамики не дают вырабатывать энергию любого вида с 100% эффективностью и нулевой генерацией тепла.
Тепло может осаждаться в тепловых ловушках и конструкциях корабля, но это все равно неизбежно приведет к перегреву внутренних отсеков, отказу систем, смерти команды и в итоге потери корабля.
Для предотвращения перегрева кораблю нужно использовать радиаторы. Радиаторы делятся на четыре типа:
Чешуйчатые - устанавливаются на все корабли и имеют наименьшую теплопроводность, малую прочность, но расположены практически по всей поверхности. Как правило активируются при перегреве или потере основных радиаторов. Низкое влияние на сигнатуру.
Облегченные - традиционные радиаторы, имеющие высокую теплопроводность, но отличающиеся хрупкостью. Имея легкую и гибкую структуры способны быстро сворачиваться и уходить под бронированную поверхность судна.
Утяжеленные - представляет из себя бронированный вариант традиционных радиаторов. Самый прочный из всех типов радиаторов, имеет среднюю теплопроводность, имеют среднее влияние на сигнатуру, но не могут втянуться вглубь корпуса.
Капельные - средняя прочность, максимальная теплопроводность. Может использоваться только при работающем двигателе, при этом активно тратит теплоноситель. Среднее влияние на сигнатуру.
Жизне
Именно тепло и делает корабли хорошо различимыми на фоне космического пространства. Любой корабль обладающий реактивными двигателями, мощной энергосистемой или системами жизнеобеспечения не способен на тихую или холодную маскировку, даже в пассивном режиме сигнатура будет хорошо просматриваться на сенсорах.
Большая часть кораблей оснащается пакетами тепловой маскировки, усложняющей распознавание выхлопов кораблей на больших дистанциях и маскируя корабли на фоне планет и звёзд. Это не гарантирует невидимость, но даёт пространство для маневров и обманных приемов.
Еще один метод маскировки - использование световой задержки. Учитывая что скорость света в ваакуме неизменна, а сенсоры полагаются именно на электромагнитное излучение для получения информации это позволяет кораблям с мощными двигателями делать агрессивные маневры без риска для себя.
Варп двигатели, это более распространенное название двигателей Алькубьерре, способных разгонять корабль сжимая пространство перед собой и расширяя его позади до сверхсветовых скоростей, что позволяет кораблю перемещаться в пузыре искривленного пространства выше скорости света. Разумеется, корабль не разгоняется внутри пузыря даже до околосветовых скоростей, но тем не менее движется быстрее, чем плоская эм волна в вакууме. Варп двигатели чаще всего выглядят как тороидальные конструкции, выдающиеся из основного корпуса корабля.
Для функционирования варп двигателям требуется не только мощная энергоустановка, но и экзотическая материя, соответственно количество кораблей оснащенных ими напрямую зависит от размера освоенного человеческого пространства и количества ферм антиматерии. Антиматерия и делает оснащенные варп двигателями корабли, чрезвычайно взрывоопасными, поэтому их почти всегда защищает толстая многослойная броня.
Особая схема современных варп двигателей даёт возможность многократной экономии энергии и антиматерии и значительно снижает выброс жесткого излучения во время прибытия, но двигатель не способен выполнять прыжки в гравитационных колодцах звезд и планет. При пересечении достаточно сильного гравитационного возмущения варп пузырь коллапсирует, выбрасывая свое содержимое в линейное пространство и уничтожая двигатель вместе с кораблем. Чрезвычайно радиоактивные облака пыли и осколков остаются единственным и довольно недолговечным свидетельством подобных катастроф.
Эффективность и экономичность варп двигателей увеличивается линейно вместе с размером оных, как и эффективность синхронизации (с формированием единого пузыря Алькубьерре), что привело к распространению кораблей мастодонтов, построенных вокруг наиболее эффективного варп двигателя и транспортирующими грузы и другие корабли через варп прыжки.
При активирование варп двигателя, как для внутреннего, так и для внешнего наблюдателя становится видимыми искажения пространства. Пространство искажается из неровной сферы вокруг корабля в вытянутую "бутылку", после чего пузырь и линейное пространства связывает лишь крошечная точка, размером с протон. Эта точка по мере ускорения корабля начинает испускать излучение, по мере ускорения смещаясь в синий спектр, но продолжая излучать и в видимом спектре. Со стороны этой горящей впереди корабля звезды летят "искры", которые проходят по кромке пузыря, смещаясь в красный спектр по мере движения.
С точки зрения внешнего наблюдателя корабль с активным двигателем будет виден во время его разгона до световых скоростях, пузырь с кораблем в центре будет визуально уменьшаться и искажаться, пока не схлопнется в чрезвычайно малую, вытянутую точку, окруженную "артефактами" от работающего двигателя Алькубьерре. Сенсоры могут определить по виду искажений тип корабля и приблизительную мощность двигателя, но Ни внешний, ни внутренний наблюдатель не могут передавать или получать информацию обычными методами, в пузырь или из него, а при выходе на сверхсветовую скорость корабль теряет возможность выйти из прыжка.
Во время активации и сверхсветового полета варп двигатели становятся источником излучения Вавилова — Черенкова, что является основным источником паразитического тепла и видимого света во время прыжка.
Прыжки имеют заранее просчитанную длительность, которая ограничена, в основном, температурой внутри пузыря. Варп двигатели, постоянно вырабатывают тепло при удержании и формировании пузыря, а также накапливается радиация Хоукинга, исходящая из сингулярности в передней части пузыря. Все возможные источники лишнего тепла отключаются во время прыжка. Радиаторы не могут испускать тепло в замкнутом пространстве пузыря, следовательно выносливость в прыжках характеризуется экономичностью двигателя и емкостью тепловых ловушек.
Если температура превысит критические значения по окончанию прыжка корабли могут превратиться в перегретые высокотехнологичные "гробы", с расплавленной электроникой, сожженой командой и броней навсегда спекшейся в единую корку. В другом сценарии, перегретые двигатели Алькубьерре могут схлопнуть пузырь вызвав всплеск жесткого гамма излучения в момент выпадения в линейное пространство, вкупе с бомбардировкой релятивистскими частицами, превращая корабль в брызги радиоактивного расплава.
Поэтому перемещения через межзвездное пространство всегда проходит чередой небольших прыжков, с циклами полного охлаждения между ними. Флот охлаждающийся после прыжка является уязвимой и очень заметной целью, поэтому флотилии всегда идут не по самому короткому маршруту из точки А в точку Б, а по наиболее запутанному и как следствие защищенному от перехвата.
Экипаж на пилотируемых суднах размещается по двум отличающимся компоновкам. Для кораблей среднего класса характерна капсульная система, где корабль не имеет герметичных жилых секций, а диагностику и ремонт внутренних систем осуществляется дистанционно управляемыми экипажем корабля роботами. Экипаж при этом не покидает контрольные капсулы, которые могут быть использованы одновременно как спасательные судна, рабочие и спальные места или убежища. Каждый член экипаж в этом случае использует свою личную капсулу.
На крупных кораблях военного предназначения герметизированы лишь 30-40% от общего объёма корабля, во время боя содержание атмосферное давление увеличивается, а объём кислорода снижается. используются каюты экипажа, для рядовых членов экипажа это вытянутые "гробы" объёмом в 3.5 м3 и обладающих минимальным набором удобств, при максимальной компактности. Обычно подобные блоков устанавливаются в несколько рядов и позволяют разместить в одном герметичном отсеке 80 жилых блоков. Блоки адаптированы как для больших перегрузок за счет разгона корабля, так и для микрогравитации при дрейфе.
Офицерский состав имеет более просторные личные каюты в 8 м3 служащие как местом для отдыха, так и рабочим пространством. Каюты офицерского состава имеют прямую связь с Боевым Информационный Постом (БИП), а также с Резервным Информационным Постом, позволяя отдавать срочные приказы в случае неожиданной вражеской атаки. Во время боя, как и на кораблях среднего размера офицеры используют контрольные капсулы, в то время как остальной экипаж использует противоперегрузочные костюмы и кресла.
На средних и крупных судах (начиная с фрегатов) палубы расположены перпендикулярно оси движения. "Верхние" палубы расположены на носу корабля, "нижние" — в области двигателей. Во время разгона искусственная гравитация придавливает экипаж к полу, а не к стенам, позволяя свободно перемещаться по кораблю и работать на своих постах.
Флагманские корабли, традиционно имеют смешанную систему искусственной гравитации. Корабли или их секции вращаются вокруг своей центральной оси, при этом жилые секции располагаются на максимальном радиусе от оси вращения. Жилые секции смещаются или поворачиваются при активации основных двигателей, для того чтобы сохранить расположение "низа" для экипажа. Во время боя жилые секции опускаются внутрь корабля, для защиты их броней.
Хранилища грузов и стыковочный комплекс на подобных кораблях как правило располагаются вблизи от центральной оси, что упрощает заход на посадку или стыковку.
ru.admiral.wikia.com
Научная фантастика, похоже, вскоре может стать реальностью. Во всяком случае, так считает американская армия.
Во второй половине 2008 года Министерство обороны США связалось с десятками ученых для изучения продвинутых аэрокосмических технологий, среди которых — невиданные ранее методы движения, подъема и стелс-технологии.
В итоге два исследователя представили 34-страничный доклад «Варп-двигатель, темная энергия и манипуляция дополнительными измерениями». Он датирован 2 апреля 2010 года, но был опубликован Разведывательным управлением совсем недавно.
Авторы полагают, что, возможно, мы близки к раскрытию тайн высших, невидимых измерений и темной энергии (физики считают, что именно эта сила ускоряет расширение Вселенной).
«Наблюдения за пространством этого высшего измерения могут стать источником технологического контроля над плотностью темной энергии и в итоге могут сыграть важную роль в развитии экзотических технологий движения, — говорится в докладе. — Полеты к планетам Солнечной системы не будут занимать целые годы, а путешествия к соседней звездной системе будут измеряться неделями, нежели сотнями и тысячами лет».
Тем не менее физик-теоретик из Калифорнийского технологического университета Шон Кэрролл, изучающий темы, затронутые в докладе, считает, что оптимизм исследователей пока неуместен.
«Это обрывки теоретической физики, оформленные так, будто их можно применить в реальном мире, но это не совсем верно, — уверен Кэрролл. — Это не безумие, не гуру, утверждающий, что мы будем использовать духовную энергию, чтобы парить над землей, а настоящая физика. Однако в ближайшее время это нельзя будет связать современной инженерией, может, и вообще никогда».Следует разобраться, с чего стартовало изучение варп-двигателя. Насколько известно, начало оно берет из документа о «Поддержке поиска угроз», который помогает армии США предугадывать или описывать новые вражеские технологии. Также на него повлияла крупная работа, известная как Программа применения продвинутых аэрокосмических оружейных систем (Advanced Aerospace Weapon System Applications Program), включавшая в себя Программу продвинутого определения авиационных угроз (Advanced Aviation Threat Identification Program, или AATIP).
The New York Times и Politico раскрыли существование AATIP в декабре 2017-го. Источники утверждали, что бывший сенатор Невады Гарри Рид помог с организацией и финансированием программы. Большая часть денег была направлена магнату недвижимости и другу Рида Роберту Бигелоу, строящему приватные космические станции посредством Bigelow Aerospace. Он также годами лично финансировал исследование и поиск НЛО.
Миллиардер создал отдельную организацию — Bigelow Aerospace Advanced Space Studies, — чтобы получить финансирование от правительства, и нанял 46 исследователей и много других сотрудников.
Анонимный представитель разведки сообщил Politico, что AATIP изначально запущена для выявления неизвестных китайских и российских технологий. Но спустя несколько лет управление пришло к выводу, что программа не приносит существенных плодов. В итоге финансирование прекратилось в 2011-м или 2012 году.
Все «свидетельства» НЛО, добытые в ходе AATIP, также были встречены скепсисом со стороны ученых. Старший астроном Института поиска внеземных цивилизаций (SETI) Сет Шостак в интервью заявлял, что после 50 лет сообщений о визитах инопланетян не было выявлено ни одного достоверного свидетельства.
«Это довольно странно, что пришельцы путешествуют за сотни и сотни световых лет и просто ничего не делают», — сказал Шостак.
Потому и более крупная программа, исследовавшая возможности осуществления варп-двигателей и поиска кротовых нор и звездных врат, была встречена известными экспертами довольно холодно.
[источники]источникиhttps://naked-science.ru/article/sci-fi/armiya-ssha-opublikovala
masterok.livejournal.com
| Эта статья об объекте вымышленного мира описывает его только на основе самого художественного произведения. Статья, состоящая только из информации на базе самого произведения, может быть удалена. Вы можете помочь проекту, дополнив статью на основе независимых авторитетных источников. (Эта отметка стоит с 12 октября 2011) |
Варп-двигатель (англ. Warp drive, двигатель искривления) — cобирательный, фантастический научно-теоретический образ технологии или явления из вымышленной вселенной Star Trek, позволяющей попасть из одной точки пространства в другую быстрее, чем это делает свет.
Это становится возможным благодаря генерации специального поля искривления (варп-поля), которое окутывает судно и искажает пространственно-временной континуум космического пространства, перемещая его. Двигатель искривления не разгоняет физическое тело быстрее скорости света в обычном пространстве, но использует свойства пространства — времени для перемещения быстрее, нежели это происходит с плоской электромагнитной волной (свет) в вакууме.В общих чертах принцип работы варп-двигателей заключается в деформации пространства перед и позади звездолета, позволяя тому двигаться быстрее скорости света. Пространство «сжимается» перед судном и «разворачивается» за ним. При этом само судно находится в своеобразном «пузыре», оставаясь защищенным от деформаций. Сам корабль внутри поля искажения фактически остается неподвижным: перемещается само искаженное пространство, в котором он находится.
Использование варп-двигателей требует больших энергетических затрат, поэтому варп-системы Объединенной Федерации Планет приводятся в действие благодаря реакции между материей и антиматерией, разграниченными друг от друга кристаллами дилитиума. В результате реакции создается высоко-энергетичная плазма, называемая электро-плазмой. Электро-плазма направляется специальными электро-магнитными трубопроводами электро-плазменной системы (англ. electro-plasma system, EPS) в плазменные инжекторы, которые, в свою очередь, создают варп-поле. Разные цивилизации используют разные источники энергии, но в целом процесс происходит аналогично.
Поле искривления состоит из множества слоев. Эти слои формируют «субпространственное поле». Это очень походит на «мини-вселенную», которая отделена от нормального пространства. Из-за отличающихся законов в этой мини-вселенной, относительно нормального пространства, мини-вселенная может двигаться со сверх световой скоростью. Чем из большего количества слоев состоит поле искривления, тем более глубоко корабль погружается в субпространство, тем дальше он отделяется от нормального пространства и тем выше скорость. Чтобы достигать более высоких скоростей, необходимо увеличить число субпространственных слоев. Для создания и поддержания последующего слоя требуется все больше энергии. Теоретический предел, наложенный на работу двигателя искривления называется предел Юджина. Согласно которому, фактор деформации 10 никогда не может быть, так как при этом расход энергии, как впрочем и скорость, становились равны бесконечности. Полный оставшийся доступным скоростной диапазон сжат между Warp 9 (9 слоев) и Warp 10 (бесконечная скорость).
На звездолёты класса «Интрепид» устанавливались специальные гондолы с изменяемой геометрией, позволяющее двигаться с еще более высокой скоростью без причинения вреда окружающему пространству и объектам, в нем расположенным. На более новом классе звездолётов «Суверин» устанавливаются более совершенные гондолы искривления, позволяющие двигаться с большими скоростями без изменения геометрии.
Часть двигателя деформации, спереди обычно располагается Вихревой сборщик со своими дополнительными системами, далее идет Плазменный инжектор, фокусирующий поток плазмы точно по центру Катушки искривления и собственно ряд катушек по всей оставшийся длине. Стандартом де-факто среди рас, использующих двигатели искривления, является использование двух гондол искривления слева и справа от корпуса корабля.
Устройство, обычно располагаемое (на кораблях Федерации) на переднем конце гондол искривления, и служащее для первичного сбора межзвездного газа (последующей сортировкой и переработкой занимаются уже другие системы). Сборщик обычно включается если запасы материи или антиматерии в баках корабля почти иссякли. Вихревой сборщик состоит из набора катушек, которые создают магнитное поле и подобно воронке затягивающее межзвездный газ.
Тороид, разделенный на несколько частей, который создает поле искривления, будучи активированным проходящим потоком высокоэнергетической плазмы. Ряд катушек деформации располагается в гондоле искривления. Используя плазменный инжектор, корабль может регулировать последовательность активации отдельных катушек искривления во время движения, позволяя кораблю маневрировать на Варп — скоростях.
Сеть распределения энергии, используемая на борту звездолетов Федерации для питания всех источников потребления, за ее работой и распределением энергии от источников к потребителям контролирует офицер ЭПС со своего терминала. Энергия передается в канале питания высокими скоростями движения плазменных частиц. Есть два основных источника питания: это ядро искривления и термоядерные реакторы в импульсных двигателях. Ядро в первую очередь питает гондолы искривления, щиты и фазеры, а импульсные двигатели всех прочих потребителей.
Пожалуй главный компонент ядра искривления, внутри которого потоки вещества и антивещества при управляемом процессе аннигиляции преобразуются в электроплазменный поток. Дилитий — единственный пока известный элемент, который инертен к антивеществу, когда подвергается воздействию высокочастотного электромагнитного поля в мегаваттном диапазоне. Эффективность реакции в кристалле зависит от его качества.
Каждая космическая цивилизация разработала варп-технологии самостоятельно и в разное время. Так Вулканцы имели варп-двигатели в третьем столетии по земному летоисчислению. В 2151 они преодолели скорость, равную семи варп-факторам. В том же году Клингоны смогли достичь шестой скорости. Следует заметить что сами клингоны не разработали варп-технологий — они были «позаимствованы» у хур’ков, когда-то захвативших родной мир клингонов КроноС (Хронос).
Объединенная Федерация Планет признала создание варп-двигателя важным этапом и фактором, характеризующим развитие какого-либо общества. Директивы Звёздного флота запрещают вступать в контакт с инопланетными расами до тех пор, пока те не войдут в эру варп-технологий.
На Земле варп-двигатель был создан ученым Зефрамом Кокрейном вскоре после окончания Третьей Мировой Войны. Несмотря на недостаток ресурсов, ему удалось переоборудовать для своих экспериментов космическую ракету «Титан V».
Первый испытательный полет варп-судна «Феникс» состоялся 5 апреля 2063 года и стал причиной «первого контакта» — встречи Землян и Вулканцев.
Однако дальнейшее развитие варп-технологий шло очень медленно (это во многом связанно с позицией Вулканцев, считающих человечество не готовым к освоению космоса) и только 80 лет спустя, в 2140-х, новый двигатель, созданный инженером Генри Арчером смог достичь варп-фактора 2. Вскоре сын Генри, Джонатан Арчер, преодолел 2-варп барьер, достигнув скорости варп 2.5.
К 2151 технология была развита настолько, что человечество стало готовым преодолеть барьер в 5 варп-факторов. Первым судном, оборудованным новым двигателем, стал звездолет «Энтерпрайз», который 9 февраля 2152 поставил новый рекорд скорости.
В 2161 была достигнута скорость 7 и новые двигатели начали устанавливаться на звездолеты.
В 2240-х годах скорость в 6 варп-факторов стала крейсерской (максимальная скорость на тот момент составляла варп 8).
Более высокие скорости были достигнуты только благодаря вмешательству других цивилизаций. Так в 2268 году Келвансы внесли изменения в конструкцию звездолета «Энтерпрайз», в результате чего тот смог добиться скорости варп 10[1]. В том же году из-за саботажа Лосира звездолет «разогнался» до варп 14.1.
В то же время на звездолеты стали устанавливаться новые гондолы, сделавшие скорость варп 8 обыденной («Звёздный путь: Фильм»). В 2280-х была разработана технология «трансварп», которая должна была позволить двигаться с ещё большей скоростью, однако неудача испытаний новых двигателей вынудила инженеров отказаться от их практического применения.
Ко времени появления класса «Галактика» в 2360-х успехи инженеров позволили звездолетам двигаться со скоростью варп 9.6 в течение двенадцати часов.
Корабль Вояджер мог поддерживать крейсерскую скорость на уровне 9.975 по шкале ВАРП
В 2370 было обнаружено, что использование высоких варп-скоростей наносит существенный вред пространству и командование флота ввело ограничение на максимальную скорость в 5 варп-факторов. Однако уже через восемь месяцев было найдено решение проблемы и звездолёты с модернизированными двигателями вновь смогли использовать высокие скорости.
dal.academic.ru
А теперь разберемся, что такое свет? Большинство скажет - поток фотонов, то есть частичек света, летящих с огромной скоростью в 300 000 км/с. Вроде бы все понятно - частики летят себе в вакууме - кто им мешает? Но не все так просто, как кажется на первый взгляд. Ведь видимый свет имеет природу электромагнитных волн, то есть колеблющейся с определенной частотой среды:
А вот про среду распространения электромагнитных волн мы как раз и забыли. Волны/колебания есть, а среда куда то пропала. Хотя не совсем пропала - ее то как раз и подменили понятиями вакуума или пространства-времени. А раньше ее называли просто - эфир. Все же придется процитировать отрывок из предыдущего поста:
Волна имеет свою скорость распространения в разных средах, например звук в воздухе распространяется со скоростью 340 м/с, а воде уже со скоростью 1500 м/с. Когда говорят о скорости света 300 миллионов м/с, подразумевают эталонную ее скорость, в так называемом вакууме - в безвоздушном пространстве между Солнцем и Землей, Солнцем и Альфа Центаврой и т д. Так что происходит со светом, пока он "летит" к нам от Солнца в так называемом вакууме? Являясь электромагнитной волной, свет вдруг "становится" частичкой, летящей в пустоте вакуума, а при подлете к Земле вновь превращается в волну? По такой аналогии можно сказать, что пока водная волна идет от одного берега к другому, самой воды нет. И еще к примеру: пока звуковая волна идет от моего рта к вашему уху, то воздуха, колебаниями которого является звук - также нет. Бредово звучит? Полностью с вами согласен! Также бредово, как и то, что электромагнитные волны могут существовать без среды передачи, коей является эфир.
(Читать полностью: Светоносный эфир или Среда передачи электромагнитных волн)
Итак, можно сделать вывод о том, что же такое решили деформировать физики из NASA, называя это пространством-временем (или вакуумом) - всепроникающую среду эфир, через которую распространяются электромагнитные волны - в том числе и видимого диапазона - свет. А в отрывке ниже, описывающим принцип действия WARP-двигателя, хорошо показано, что то, что называют пространством - имеет свойства среды. Ведь деформация, будь то расширение и сжатие (пониженное и повышенное давление) - свойство и характеристика среды - будь воздушной или водной, а нашем случае - эфирной.
Несколько месяцев назад физик Гарольд Уайт ошеломил мир космонавтики, объявив, что он и его команда в NASA начали работу по разработке двигателя деформации пространства, способного перемещать объекты быстрее скорости света. Предложенная им концепция явилась остроумным переосмыслением привода Алькубиерре, и в конечном итоге может привести к созданию двигателя, который будет транспортировать космический корабль до ближайшей звезды в течение нескольких недель – не нарушая законов физики. Идея двигателя пришла в голову Уайта, когда он анализировал замечательное уравнение, сформулированное физиком Мигелем Алькубиерре. В своей работе 1994 года под названием «Основа Привода: высокоскоростные путешествия в общей теории относительности», Алькубьерре предложил механизм, посредством которого пространство-время может быть «деформировано» как впереди, так и позади космического корабля. По сути дела, если пустое пространство позади звездолёта будет быстро расширяться, а впереди сжиматься, то это будет толкать корабль в прямом направлении. Пассажиры будут воспринимать это как движение, несмотря на полное отсутствие ускорения.
(Отсюда - Америка строит звездолёт, который преодолеет 4,3 световых года до Альфы Центавры за две недели)
boeing-is-back.livejournal.com
Большинство из нас, кто живет сегодня, никогда не знали мира, в котором не существует космических полетов. Но еще до того, как мы ступили на поверхность Луны, запустили Международную космическую станцию, направили механических посланцев к другим планетам и даже за пределы Солнечной системы, у нас был «Звездный путь», который предложил общественности такие мечты, что ими грезят до сих пор. Вместо ракетного топлива, нам предложили корабли на антиматерии. Вместо посещения ближайших миров в нашей Солнечной системе, мы отправились к планетам возле далеких звезд. Вместо преодоления звукового барьера, мы прыгнули на световые годы в считанные дни. И среди разнообразных технологических достижений, с которыми нас познакомил «Звездный путь» — и возможностей цивилизации — пожалуй, изобретение варп-двигателя было самым великолепным.
Еще до создания «Звездного пути» человечество было поставлено перед фактом: для успешного освоения космоса нужно победить скорость света. Учитывая, что даже ближайшая звезда к нашему Солнцу — и ближайший потенциально обитаемый мир — более чем в четырех световых годах от нас, путешествие к любой другой звездной системе будет означать, что на Земле пройдут многие годы, даже если сам космический корабль воспользуется преимуществами специальной теории относительности и сократит время путешествия для экипажа. Согласно теории Эйнштейна, когда вы путешествуете на скорости, близкой к скорости света, расстояния по вашему курсу движения будут укорачиваться (сокращение длины), а скорость, с которой проходит время, будет удлиняться (замедление времени). Две этих идеи буквально противоречат здравому смыслу, но тем не менее хорошо изучены и подтверждены в рамках специальной теории относительности. Если бы путешествовать по Вселенной было несложно, члены экипажа, путешествующего на околосветовой скорости, оставался бы относительно молодым, а вот в пункте отправления и назначения прошли бы многие годы. Межзвездное путешествие растянется на поколения.
Но общая теория относительности предлагает возможный выход из этих тесных стен: благодаря податливости самого пространства-времени. Мы, возможно, не смогли бы путешествовать через само пространство на скорости большей, чем 299 792 458 м/с, но если бы мы могли сократить сами расстояния между двумя точками (или событиями), то мы не только могли бы добраться в пункт назначения очень быстро с точки зрения экипажа, но и с точки зрения наблюдателей там и тут. Варп-двигатель, предложенный 50 лет назад, предлагает уникальную реализацию такого решения: за счет искажения (сокращения) пространства по направлению движения звездолета.
Искажение пространства времени по направлению движения (перед) космического аппарата впервые взяли на вооружение фантасты 1960-х годов, подпоясавшись выдуманным механизмом. По их планам, варп-двигатель мог бы эффективно сократить путешествие от звезды к звезде, будучи ограниченным только тем, насколько можно сжать пространство перед кораблем, но можно ли его сделать в принципе? В 1994 году было показано, что решение в рамках ОТО позволяет привести пространство-время к такому поведению. Сжимая пространство перед аппаратом и удлиняя пространство позади на равный и противоположный показатель, можно создать «пузырь» пространства, в котором будет ваш космический аппарат. Мигель Алькубьерре показал, что такой варп-двигатель будет полностью соотносится с законами, управляющими поведение пространства-времени. 22 года назад, одним махом, физика перешла от фантастических путешествий с варп-скоростью — теперь этот двигатель называется в честь Алькубьерре — к теоретически возможным.
Чтобы двигатель Алькубьерре стал реальностью, нам необходимо решить множество практических вопросов, в настоящее время непреодолимых препятствий. Во-первых, по самым скромным расчетам расхода энергии, необходимой для деформации любой непустой части пространства таким образом, необходимо минимум 20 000 мегатонн тротилового эквивалента. Или тонна массы, преобразованная в чистую энергию по формуле Эйнштейна E = mc2. Во-вторых, двигатель Алькубьерры требует создания области пространства с энергией, которая меньше нулевой энергии самого пространства, что требует наличия отрицательной массы (или отрицательной энергии) в той или иной форме. Хотя это может показаться непреодолимым препятствием, поскольку только положительные массы и энергии, как известно, существуют в этой Вселенной, создание условий, аналогичных эффекту Казимира, когда параллельные проводящие пластины могут уменьшать эффективную нулевую энергию самого пространства, могло бы удовлетворить необходимым требованиям. Это решение предложил сам Алькубьерре.
Наконец, не существует известного способа начать путешествие на варп-скорости и закончить его, как только оно началось. Очевидно, чтобы управлять космическим аппаратом, нужно уметь и то и другое. Когда-нибудь, возможно, мы снова вернемся к чертежам и позволим себе покинуть эту галактику. А пока остается только мечтать.
hi-news.ru
