Nauji erdvės polėkiai – svajonės ir realybė

Žibintuvėlis, „hipervariklis“, dar vadinamas „metimu“ pagal „Star Trek“ televizijos serialą, yra mokslinė fantastika, tiesa? Pasirodo, galbūt, bet NASA vis tiek prie to dirba. Neseniai buvo gauta pranešimų apie vidinį agentūros tyrimą dėl šio perdavimo tipo panaudojimo galimybių. Taigi, kas iš tikrųjų vyksta su šiais alternatyviais ateities diskais?

Pirmiausia reikia paaiškinti, kad NASA nekuria variklio, kuris pasiekia ir. Šiame tyrime patyręs varomosios jėgos fizikas dr. Haroldas White'as iš Begalinio kosmoso instituto bando išspręsti rimtą paradoksą, kuris yra bene garsiausias teorinis greitesnės už šviesą kelionės modelis, dar žinomas kaip Alcubier Drive (1).

1. Erdvės ir laiko klostės aplink metmenų laivą vizualizacija – Alcubierre

Modelis, kurį pirmą kartą pasiūlė teorinis fizikas Miguelis Alcubierre'as, atitinka Einšteino teorija. Tai veikia panašiai kaip gerai žinomas staltiesės ir indų triukas. KA yra ant erdvės ir laiko staltiesės, pavara energingai tempia po savimi staltiesės audinį, o KA akies mirksniu atsiduria naujoje vietoje audinio atžvilgiu. Alcubière'as apibūdino erdvėlaikį kaip besiplečiantį vienoje laivo pusėje ir susitraukiantį kitoje, iš dalies dėl neigiamos energijos naudojimo. Manoma, kad tai erdvėlaikyje sukuria tam tikrą kišenę, kurioje erdvėlaivis gali veikti už mums žinomų fizikos ribų. Neigiamos energijos samprata yra egzotiška, bet.

Problema yra ne tik neigiamoje energijoje, bet ir tame, kad erdvėlaivio judėjimo kryptis šiame modelyje yra savavališka naudojant varomąjį įrenginį, jos negalima valdyti. Čia pasirodo jau minėtas daktaras White'as, siūlantis kitokią paradigmą. Vietoj stacionarus erdvėlaivis įjungęs Alcubierre variklį iš sustabdytos padėties, tyrėjas siūlo „erdvėlaivį, kuris pakyla nuo Žemės ir nustato pradinį šviesos greitį, o tada inicijuoja deformacijos lauką“. „Lauko impulsas veikia kaip pradinio greičio skaliarinis koeficientas, todėl matomasis greitis yra daug didesnis“, - rašė White'as. Taigi, prieš „hipererdvinį šuolį“ bus nustatyta skrydžio kryptis. Savo samprotavimuose jis taip pat siūlo metodą, kaip sumažinti energijos poreikį.

White'as baigia savo argumentą tuo pasiūlydamas Alcubière Drive iš pradžių jis galėjo būti naudojamas viduje, neišmetant į plačias tarpžvaigždines erdves. Net ir šiais mažesniais masteliais tai jau būtų kažkas. Šiuo metu pasiekti Mėnulį užtrunka apie tris dienas, o geriausios konfigūracijos – apie 6-8 mėnesius iki Marso. Tai gauname iš varomųjų sistemų, pagrįstų skysto vandenilio maišymu su deguonimi ir jų deginimu raketose. Kai kuriems dabar naudojame ne pavarą, o net ramentą. Todėl ir ieškoma alternatyvų.

Irklas, skirtas atstumti save nuo visatos

Kitas ieškotojas yra 80 metų į pensiją išėjęs fizikos profesorius. Jimas Woodwardaskurie sugalvojo panaudoti Macho principą erdvėlaiviams varyti. Visa materija Visatoje yra glaudžiai susijusi, o kūno masė yra ne jo vidinė charakteristika, o kitų jo dalių pasekmė. Pagal Macho principą materijos inercija (atsparumas pagreičiui) išplaukia ne iš vidinių materijos savybių, o yra jos sąveikos su visa visata matas. Inercija taip nutinka tik todėl, kad visatoje liko šiek tiek materijos. Šį principą kaip hipotezę suformulavo XIX amžiaus austrų fizikas ir filosofas. Ernstas Machas. Tai buvo vienas iš Alberto Einšteino įkvėpimo šaltinių bendrajai reliatyvumo teorijai (BRT), tačiau galiausiai ji jai prieštarauja.

girininkas jis kuria nepilnametį NASA prototipų pavaros sistemos (2), kurį jis pats vadina MEGA Drive. Jiems nereikia kuro, tik nuolatinio elektros tiekimo. Svarbiausias dalykas šiame išdėstyme pjezoelektriniai diskaikurios kartu keičia savo masės ir energijos būsenas veikiant tiekiamai energijai, o tai sukelia pagreitį. Jis pagrįstas lėtu pagreičiu, bet per labai ilgą laikotarpį. MEGA varomas erdvėlaivis ilgainiui galėtų pasiekti artimą šviesos greitį, kelis dešimtmečius nuolat tiekdamas elektrą iš laive esančio branduolinio reaktoriaus, sakė Woodwardas.

2. Vienas iš MEGA Drive prototipų

Jo komanda prototipuose naudoja pjezoelektrinių kristalų šūsnį su tarp jų įterptais elektrodais. kondensatorius. Kai įtampa tarp pjezoelektrinėje medžiagoje esančių elektrodų yra prijungta prie kamino, sukuriamas kintamasis elektrinis laukas. Tai sukelia energijos tankio pasikeitimą, energijos svyravimus. Pjezoelektriniai kristalai yra elektromechaniniai įtaisai, o tai reiškia, kad esant įtampai, jie mechaniškai plečiasi ir susitraukia priklausomai nuo įtampos ženklo. Woodwardo teigimu, tai sukelia pagreitį dėl elektromechaninių poveikių pasikeitusių kamino matmenų, o kartu sukelia reikiamą pagreitį įrenginio vietoje, esančioje didelėje gravitacinis laukas. Tyrėjai teigia, kad gudrybė yra tai, kad energijos virpesiai ir mechaniniai virpesiai būtų tinkamai sinchronizuojami, todėl reikia naudoti du dažnius – pirmąją ir antrąją harmoniką, o ši antroji harmonika turi sukurti seką.

Eksperimentinių bandymų metu, pasak leidinio, prototipui pavyko sukurti 20 mikroniutonų trauką. Nedaug, todėl mokslininkai kalba apie daugelio šių „variklių“ panaudojimą viename laive.

Woodwardo darbas prie jo MEGA diskas tęsiasi jau daugiau nei trisdešimt metų. 2017 m. jis gavo finansavimą iš NASA Inovatyvių pažangių koncepcijų programos. Kai buvo finansuojamas, Woodwardas ir jo partneriai netgi vystėsi atviro erdvėlaivio koncepcija pavadintas SSI lambdakuriame yra šimtų MEGA diskų masyvas. Visai neseniai naujausias MEGA transmisijos prototipas sukūrė žymiai didesnę trauką nei visi ankstesni prototipai. Dabar planuojama prototipą išsiųsti į orbitą.

Tačiau kiti tyrėjai šį projektą vertina skeptiškai. Mike'as McDonaldas, Merilendo Karinio jūrų laivyno tyrimų laboratorijos aeronautikos inžinierius žurnalui „Wired“ sakė, kad tikimybė, kad ji veiks, yra menka.

Joniniai ir branduoliai

Mach vairuotikur komanda prof. Woodward nurodo nestandartinius projektus ir vis dar laikomas egzotišku. Yra ir kitų „pagrindinių“ lėto pagreičio idėjų. erdvėlaivis dideliems greičiams. Pirma, jonų akumuliatoriai (3). Tokių sistemų serija yra per maža, kad įveiktų Žemės gravitacinį lauką, tai yra, pakiltų. Tačiau kosmose jonų variklis gali pasiekti greitį, kurio negali pasiekti jokia cheminė raketa. cheminės raketos gali pasiekti maksimalų 64 000 km/val. Apskaičiuota, kad jonų varikliai varo laivus penkis kartus didesniu greičiu. Be to, joninių variklių kuro efektyvumas siekia 90 proc., o cheminių raketų – tik 35 proc.

3. Palydovas su jonų varikliu

Jonų varikliai buvo naudojami NASA misijose daugelį metų, įskaitant. AT Gilioji erdvė 1, tai yra, tiriant asteroidą 9969 Brailio raštą ir kometą Borelli, Aušros misijoje, kuri pasiekė Vestą ir Cererą. Jonų varikliai gali būti perspektyvūs tarpžvaigždinėms kelionėms, tačiau jie taip pat turi apribojimų. Jonų varikliui reikia elektros energijos. Šiuo atžvilgiu saulės elementai gali būti naudojami tik arčiau esančiose saulės sistemos dalyse. Tolimesnėms ekspedicijoms reikalingi kiti šaltiniai, iš kurių dažniausiai naudojami branduoliniai reaktoriai.

Ir taip mes turėjome branduolinis varikliskuri yra daug galingesnė už jonų vamzdeliai alternatyva cheminėms raketoms kosmose. Nors griežtąja prasme tokia idėja kaip pvz. šiluminė branduolinė varomoji jėga (NTP) vis dar yra cheminė medžiaga, panaši į skystą vandenilį. Reaktoryje pagaminta dalijimosi energija įkaitino kurą iki dujinės formos ir buvo išstumta per antgalį, panašų į tradicines raketas. Tokios pavaros leistų gauti dvigubai didesnę trauką. O tai reiškia, kad kelionės laikas sutrumpės perpus, ko, ko gero, niekas nepaisys.

Žinoma, jei greitis ir laikas nėra problema, o tai gali būti ateityje turizmo ar net poilsio erdvėje, turėtume apsvarstyti alternatyvius varomuosius sprendimus, pvz. saulės burės. Pastaruoju metu tokia schema vadinama Lightsail 2 (4) orbitoje išbandė organizacija, vadinama Planetų draugija. Jis sako, kad repeticijos įkvepia.

Taigi, kas žino, ar tai nėra vienas iš tinkamų būdų kai kuriems kelionė į kosmosą. Saulės vėjas, skirtingai nuo neigiamos energijos ar Macho principo, yra kažkas nusistovėjusio egzistavimo ir veikimo, todėl kosminės burės atrodo tikresnės nei svajonės apie „superšviesumą“.