Как в NASA warp-двигатель делали
С 1996-го по 2002-ой год в америке существовала занятная научно-конструкторская программа Breakthrough Propulsion Physics (далее просто BPP). Пока остальные отделы NASA решали скучные прикладные задачи вроде создания надежных марсоходов или хороших телескопов, этот отдел занимался… двигателями будущего. Крайне отдаленного будущего, прямо скажем.
Отринув все реально существующие двигатели как слишком примитивные, сотрудники проекта взялись за самые экзотические проекты, которые только можно себе вообразить.
Здесь и искривляющие пространство аппараты, продвинутые варианты межзвездных парусов, избирательно пропускающие и отражающие фотоны. И даже гипотетический агрегат, использующий для движения вакуумные флуктуации.
Только невероятностную тягу Дугласа Адамса совершенно несправедливо обошли вниманием.
Чрезвычайно интересно было бы посмотреть на такой проект, появись он в России. Американским налогоплательщикам он обошелся в 1,2 млн. долларов и кажется недовольства никто не высказался. Разве что Компьютерра назвала этот проект научной махинацией №1.
В нашей же стране проект двигателей будущего наверняка был бы объявлен рассадником коррупции и породил бы массу потрясающих заметок в интернете и желтой прессе. «Шок! Российские ученые изобрели ко космический распильно-откатный двигатель!»
В реальности до изобретения warp-двигателей конечно же не доходило. В проекте BPP просто рассматривались принципиальные схемы математически возможных приводов будущего. Все схемы в этом проекте можно поделить на два вида: полевые двигатели и космические паруса. Первые движители основываются на фантастических принципах взаимодействия материи и гравитационных полей. Вторые - на использовании энергии импульса фотонов или иных космических частиц. От существующих прототипов солнечных парусов их при этом отличает гораздо более гибкое использование энергии излучения. Продвинутые звездные парусники летают даже когда Солнца не видно.
К полевым двигателям относится, например, диаметральный привод. В нем используется источник антигравитации, установленный позади корабля. Пытаясь оттолкнуться от корабля из-за антитяготения, этот источник придает ему постоянное ускорение.
В модели разделенного привода масса разделена на источник поля, и взаимодействующую с полем часть. Лучше не спрашивать, как это это предполагалось делать. Но если взаимодействующую часть поместить в градиент поля жестко связав ее с источником поля, полученная конструкция начнет движение.
В модели смещающего двигателя требуется каким-то образом изменить свойства самого гравитационного поля на корме. В частности гравитационные постоянные на корме и носу корабля должны различаться, что и приведет к появлению градиента. Двигатель Алкуберрье использует похожие идеи.
Двигатель Алкуберрье сжимает пространство перед звездолетом и расширяет его позади, образуя пузырь, перемещающийся со сверхсветовой скоростью. Внутри пузыря свет распространяется с нормальной скоростью. Модель интересна тем, что базируется на корректных решениях уравнений ОТО и реализуема хотя бы чисто гипотетически. А еще она очень напоминает warp-тягу из Star Trek-а. На картинке ниже изображен возможный вид корабля Алкуберрье.
К космическим парусам относятся Диодный парус. Материал этого паруса по аналогии с полупроводниками должен пропускать через себя фотоны только в одном направлении. С другой стороны он является идеальным отражателем. Разница между переданными импульсами и создает тягу.
Дифференциальный парус состоит из идеального отражателя фотонов с одной стороны и идеального поглотителя с другой. Давление света на отражающую поверхность и обеспечивает движение корабля. Ниже изображен возможный вид космического парусника:
Парус Казимира разгоняет корабль благодаря разности давлений, обусловленной вакуумными флуктуациями. Парус должен снизить давление вакуума перед кораблем и увеличить давление позади, тем самым приведя его в движение.Программа BPP подробно рассмотрела массу гипотетических двигателей будущего. Некоторые из них основываются на подтвержденных физических эффектах и надежных моделях. Роднит все эти проекты одна маленькая проблема. Инженерное их воплощение нельзя даже просто представить. Мы, к сожалению, не знаем где можно добыть немного массы с отрицательной гравитацией. И не совсем понятно как изготавливать идеальные световые полупроводники. Да и с изменениями гравитационных постоянных некоторый напряг.
Наверное глупо ожидать появления межзвездных сверх-двигателей при нашей жизни. Да и нет уверенности что они вообще будут построены когда-либо. Но все же приятно думать, что уже сейчас кто-то работает над этим!
Здесь можно найти немного подробностей самостоятельно:
http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1101/1101.1063.pdf
http://www.grc.nasa.gov/WWW/bpp/1997-J_AIAA_SpaceDr.pdf
http://www.daviddarling.info/encyclopedia/D/diode_sail.html
http://compulenta.computerra.ru/universe/explore/708709/
Хотите ли вы узнать про эти и другие безумные двигатели поподробнее в следующих статьях?
Какой двигатель вам больше всего понравился?