Trekiniai padėjo apibrėžti mokslinės fantastikos visumą kartu su technologijomis, kurios Žvaigždžių kelias serijos, knygos ir filmai žada. Viena iš tų pasirodymų labiausiai ieškomų technologijų yra metmenų pavara. Ši varomoji sistema naudojama daugelio rūšių erdvėlaiviuose Trekiversyje, kad galėtų patekti į galaktika nuostabiai trumpu metu (mėnesiais ar metais, palyginti su amžiais, kurių prireiktų „vien“) šviesos greitį). Tačiau ne visada yra priežastis naudoti metmenų pavara, ir taip, kartais „Star Trek“ laivai naudok impulsą galia važiuoti silpnu greičiu.
Kas yra „Impulse Drive“?
Šiandien žvalgybinės misijos naudojasi cheminėmis raketomis, kad galėtų keliauti per kosmosą. Tačiau tos raketos turi keletą trūkumų. Jiems reikia didžiulio kuro raketinio kuro (kuro) ir paprastai jie yra labai dideli ir sunkūs. Impulsiniai varikliai, tokie kaip pavaizduoti egzistuojantiems žvaigždėlaivyje Įmonė, laikykitės šiek tiek kitokio požiūrio, kad pagreitintumėte erdvėlaivį. Užuot naudojęsi cheminėmis reakcijomis judėti per kosmosą, jie varikliams tiekti naudoja branduolinį reaktorių (ar kažką panašaus).
Tariamai ta elektra maitina didelius elektromagnetus, kurie naudoja laukuose laikomą energiją laivo varikliui ar dar daugiau greičiausiai, perkaitinanti plazma, kurią kolimizuoja stiprūs magnetiniai laukai ir išspjauna plaukiojančios priemonės užpakalinė dalis, kad ji paspartėtų Persiųsti. Viskas skamba labai sudėtingai, ir taip yra. Tai iš tikrųjų įmanoma, tačiau ne su dabartinėmis technologijomis.
Iš tikrųjų impulsiniai varikliai yra žingsnis į priekį nuo dabartinių chemikalais varomų raketų. Jie neina greičiau nei šviesos greitis, tačiau jie yra greitesni už viską, ką turime šiandien. Turbūt tik laiko klausimas, kol kas nors sugalvos, kaip juos sukurti ir panaudoti.
Ar gal mes kada nors turėtume impulsinius variklius?
Geros naujienos apie „kažkada“ yra ta, kad pagrindinė impulsinio variklio prielaida yra moksliškai pagrįstos. Tačiau yra keletas svarstomų klausimų. Filmuose žvaigždiniai laivai gali naudoti savo impulsinius variklius, kad įsibėgėtų iki reikšmingos šviesos greičio dalies. Norint pasiekti tuos greičius, impulsinių variklių sukuriama galia turi būti reikšminga. Tai didžiulė kliūtis. Šiuo metu net ir turėdami branduolinę energiją, mažai tikėtina, kad galėtume sukurti pakankamai srovės tokiems pavaroms maitinti, ypač tokiems dideliems laivams. Taigi, tai yra viena problema, kurią reikia įveikti.
Be to, laidose dažnai vaizduojami impulsiniai varikliai, naudojami planetų atmosferoje ir ūkuose, dujų ir dulkių debesyse. Tačiau kiekvienas į impulsą panašus pavarų dizainas priklauso nuo jų veikimo vakuume. Kai tik žvaigždėlaivis pateks į didelio dalelių tankio regioną (pavyzdžiui, atmosferą ar dujų ir dulkių debesį), varikliai taps nenaudingi. Taigi, jei kas nors nepasikeis (ir jūs negalėsite pakeisti fizikos įstatymų, kapitonai!), Impulsų paskatos išlieka mokslinės fantastikos srityje.
Techniniai impulsinių pavarų iššūkiai
Impulsiniai diskai skamba gana gerai, tiesa? Na, yra keletas problemų, susijusių su jų vartojimu, kaip išdėstyta mokslinėje fantastikoje. Vienas yra laiko išsiplėtimas: Kiekvieną kartą, kai laivas plaukia reliatyvistiniu greičiu, iškyla rūpesčių dėl laiko išsiplėtimo. Būtent, kaip laiko juosta išlieka nuosekli, kai laivas plaukia beveik šviesos greičiu? Deja, to nėra. Štai kodėl impulsiniai varikliai mokslinėje fantastikoje dažnai yra apriboti iki maždaug 25% šviesos greitis kur reliatyvistinis poveikis būtų minimalus.
Kitas tokių variklių iššūkis yra ten, kur jie veikia. Jie efektyviausiai veikia vakuume, tačiau dažnai juos matome „Treke“, kai jie patenka į atmosferą arba plaka per dujų ir dulkių debesis, vadinamus ūkais. Varikliai, kaip dabar įsivaizduojama, nelabai gerai veiktų tokioje aplinkoje, taigi tai yra dar vienas klausimas, kurį reiktų išspręsti.
Joninės pavaros
Tačiau ne viskas prarasta. Jonų pavaros, kurios naudoja labai panašias sąvokas kaip impulsų pavaros technologija, buvo naudojamos kosminiuose laivuose daugelį metų. Tačiau dėl to, kad jie sunaudoja daug energijos, jie nėra tokie veiksmingi, kad pagreitintų plaukiojimą. Tiesą sakant, šie varikliai yra naudojami tik kaip tarpplanetinio laivo pagrindinės varomosios sistemos. Tai reiškia, kad jonų variklius neštų tik zondai, keliaujantys į kitas planetas. Pavyzdžiui, „Dawn“ erdvėlaivyje yra jonų pavara, nukreipta į nykštukinę planetos Ceresą.
Kadangi joninėms pavaroms veikti reikalingas tik nedidelis raketinio kuro kiekis, jų varikliai veikia nuolat. Taigi, nors cheminė raketa gali greičiau pasiekti plaukiojančią priemonę, ji greitai sunaudoja degalus. Ne tiek su jonų pavara (ar būsimomis impulsinėmis pavaromis). Jonų pavara pagreitins plaukiojančią įrangą dienomis, mėnesiais ir metais. Tai leidžia erdvėlaiviui pasiekti didesnį maksimalų greitį, o tai svarbu norint pereiti Saulės sistemą.
Tai vis dar nėra impulsinis variklis. Jonų pavaros technologija tikrai yra impulsų pavaros technologijos taikymo priemonė, tačiau ji neatitinka lengvai pasiekiamų variklių, pavaizduotų Žvaigždžių kelias ir kita žiniasklaida.
Plazminiai varikliai
Būsimiems kosmoso keliautojams gali tekti naudotis dar perspektyvesnėmis priemonėmis: plazmos pavaros technologija. Šie varikliai naudoja elektrą, kad perkaitintų plazmą, o galingais magnetiniais laukais ją išstumia iš variklio galo. Jie turi tam tikrą panašumą į jonų pavaras, nes jie naudoja tiek mažai raketinio variklio, kad gali veikti ilgą laiką, ypač palyginti su tradicinėmis cheminėmis raketomis.
Tačiau jie yra daug galingesni. Jie sugebės plaukiojantį laivą tokiu greičiu, kad plazma varoma raketa (naudojant šiandien prieinamas technologijas) galėtų plaukti į Marsą per šiek tiek daugiau nei mėnesį. Palyginkite šį žygdarbį su beveik šešiais mėnesiais, kuriems prireiks tradiciškai varomo amato.
Ar tai Žvaigždžių kelias inžinerijos lygiai? Ne visai. Bet tai tikrai yra žingsnis teisinga linkme.
Nors galbūt dar neturime futuristinių paskatų, jie gali įvykti. Kas žino toliau? Galbūt impulsų sūkuriai, tokie kaip vaizduojami filmuose, vieną dieną taps realybe.
Redagavo ir atnaujino Carolyn Collins Petersen.