Звездолет наоборот
Mar. 22nd, 2009 11:42 pm![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
vitus_wagnerПо мотивам обсуждения проблем СТО в предыдущем посте придумалась следующая фантастическая концепция межзвездных перелетов. По-моему, в литературе пока что не встречавшася.
Межзвездный двигатель работает по принципу прокола пространства. Причем в отличие от большинства сценариев, где для работы межзвездного двигателя требуется удалиться подальше от гравитирующих масс, здесь наоборот - прокол пространства возможен только в области с достаточно большим гравитационным потенциалом. Соответствующим ускорению свободного падения не менее 30-50 м/с2. Конкретное значение зависит от типа двигателя и массы корабля. То есть легкие корабли с мощными двигателями могут использовать для скачка гравитационное поле планеты-гиганта, но большинству кораблей необходима звезда. Причем приблизиться к ней надо очень сильно, настолько что проблемы защиты корабля от излучения звезды и охлаждения становятся весьма нетривиальными.
Проколов пространство корабль летит в направлении противоположном градиенту гравитационного поля в точке прокола, пока не наткнется на область с таким же гравитационным потенциалом, где выходит в обычное пространство. Скорость его после выхода относительно окружающих астрономических объектов такая же, какая была в момент входа (что с учетом того, что относительные скорости звезды около которой входили и около который выходим могут составлять десятки километров в секунду, может быть немало). В принципе атмосфера плотностью в десяток раз больше земной для выхода препятствием не является, но то возможное аэродинамическое торможение после выхода - извольте выдержать. Но вот если влепишься при выходе в твердую часть планеты - там и останешься.
Интервал времени между входом и выходом в системе отсчета любой из звезд (входа и выхода) получается таким, чтобы с учетом релятивистских эффектов, возникающих из-за относительного движения звезд (со скоростями не более первых десятков километров в секунду), немедленно отправив корабль назад нельзя было попасть в точку отбытия раньше времени отбытия.
То есть с точки зрения наблюдателя на планете любой из звезд, корабль перемещается вне пространства со скоростью примерно десятки тысяч скоростей света. Путем правильного подбора звезд по маршруту (с тем чтобы минимизировать их относительные скорости) время прохождения маршрута таким образом можно сильно варьировать. (cм статью в википедии по поводу формул расчета внепространственной скорости).
Upd Энергии на собственно скачок надо довольно немного. Сравнимо с энергией, необходимой достижения точки скачка по оптимальной баллистической траектории. Поскольку в обычном пространстве корабли при этом летают по куда более быстрым траекториям, двигатели обычного пространства у них расходуют за полет на несколько порядков больше энергии, чем скачковый двигатель.
Величина минимального гравитационного потенциала, необходимого для скачка, лимитируется не запасом энергии на корабле вообще, а мгновенной мощностью, которую может развить скачковый двигатель, которая зависит от того, какие приливные силы, возникающие в момент скачка между его частями, он может механически выдержать. Сумма ускорения, создаваемого этими силами, и ускорения свободного падения (создаваемого эквивалентной точечной массой) в точке с данным гравитационным потенциалом - величина постоянная.
Межзвездный двигатель работает по принципу прокола пространства. Причем в отличие от большинства сценариев, где для работы межзвездного двигателя требуется удалиться подальше от гравитирующих масс, здесь наоборот - прокол пространства возможен только в области с достаточно большим гравитационным потенциалом. Соответствующим ускорению свободного падения не менее 30-50 м/с2. Конкретное значение зависит от типа двигателя и массы корабля. То есть легкие корабли с мощными двигателями могут использовать для скачка гравитационное поле планеты-гиганта, но большинству кораблей необходима звезда. Причем приблизиться к ней надо очень сильно, настолько что проблемы защиты корабля от излучения звезды и охлаждения становятся весьма нетривиальными.
Проколов пространство корабль летит в направлении противоположном градиенту гравитационного поля в точке прокола, пока не наткнется на область с таким же гравитационным потенциалом, где выходит в обычное пространство. Скорость его после выхода относительно окружающих астрономических объектов такая же, какая была в момент входа (что с учетом того, что относительные скорости звезды около которой входили и около который выходим могут составлять десятки километров в секунду, может быть немало). В принципе атмосфера плотностью в десяток раз больше земной для выхода препятствием не является, но то возможное аэродинамическое торможение после выхода - извольте выдержать. Но вот если влепишься при выходе в твердую часть планеты - там и останешься.
Интервал времени между входом и выходом в системе отсчета любой из звезд (входа и выхода) получается таким, чтобы с учетом релятивистских эффектов, возникающих из-за относительного движения звезд (со скоростями не более первых десятков километров в секунду), немедленно отправив корабль назад нельзя было попасть в точку отбытия раньше времени отбытия.
То есть с точки зрения наблюдателя на планете любой из звезд, корабль перемещается вне пространства со скоростью примерно десятки тысяч скоростей света. Путем правильного подбора звезд по маршруту (с тем чтобы минимизировать их относительные скорости) время прохождения маршрута таким образом можно сильно варьировать. (cм статью в википедии по поводу формул расчета внепространственной скорости).
Upd Энергии на собственно скачок надо довольно немного. Сравнимо с энергией, необходимой достижения точки скачка по оптимальной баллистической траектории. Поскольку в обычном пространстве корабли при этом летают по куда более быстрым траекториям, двигатели обычного пространства у них расходуют за полет на несколько порядков больше энергии, чем скачковый двигатель.
Величина минимального гравитационного потенциала, необходимого для скачка, лимитируется не запасом энергии на корабле вообще, а мгновенной мощностью, которую может развить скачковый двигатель, которая зависит от того, какие приливные силы, возникающие в момент скачка между его частями, он может механически выдержать. Сумма ускорения, создаваемого этими силами, и ускорения свободного падения (создаваемого эквивалентной точечной массой) в точке с данным гравитационным потенциалом - величина постоянная.
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
no subject
Date: 2009-03-23 08:21 am (UTC)Сюжетные варианты для получаются забавными. Например, если рассматривать межсистемную войну, то это попытка контролировать "поверхность" звезды, попытка попасть в определённую точку это "поверхности", чтобы проскочить патруль, и нетривиальные выверты с заходом с внешней стороны системы, забрасывая туда генератор гравитации через обычное пространство, что позволит кораблю вывалиться где-то на внешних орбитах. Это, кстати, вариант для исследования упоминавшихся выше красных гигантов, у которых "вход" находится в фотосфере и сложнодостижим. Да и вообще, прокатывает для первоначального вброса в систему.
И что ж я не писатель? :)
no subject
Date: 2009-03-23 09:32 am (UTC)Кроме того, пограничный случай планеты-гиганта около которой то ли можно выскочить, то ли нельзя, сильно добавляет возможностей в тактике и стратегии. Но самое главное, на мой взгляд, устья туннелей у Буджолд без специальной аппаратуры не обнаружишь, а звезда вот она - невооруженным глазом видна.
no subject
Date: 2009-03-23 11:47 am (UTC)И хорошо ещё, если никто не догадается применить тут "авторское право", типа патентования областей, удобных для перехода к той или иной звезде. И будет тогда, как в историях с авторскими правами на отдельные фразы и тотальным контролем за тем, кто что говорит. :)
no subject
Date: 2009-03-23 12:13 pm (UTC)В данном варианте, если постулировать технически реальную дальность скачка в хотя бы сотни световых лет, получится что к любой звезде ведут тысячи путей.
no subject
Date: 2009-03-23 01:28 pm (UTC)Ну не на уровне войн между разными государствами и группировками, а на уровне законов исходного мира, т.е. Земли. Типа лицензий на самый удобные и востребованные отправные точки. (Ну т.е. любой может свободно отправиться с другой точки, но там ведь, как я понимаю, главная проблема будет не в том, что самих прыжков потребуется на N больше, а в том, что будет ещё и N сеансов маневрирования около звезды от точки прибытия к новой точке старта, а это, как я тебя понял, дороже самого прыжка.)
no subject
Date: 2009-03-23 01:41 pm (UTC)При достаточно большом траффике может возникнуть проблема регулирования движения в районе точек входа, ведущих к звездам с освоенными планетами.
Но чтобы лицензии? Как-то до сих пор никто не удосужился лицензировать ни проход через Ла-Манш, ни воздушное движение в районе Шереметьево.
no subject
Date: 2009-03-23 02:04 pm (UTC)no subject
Date: 2009-03-23 09:49 pm (UTC)Ну а тут, как никак, кто-то потратил деньги на вычисления. И если это делало не государство, а частная фирма, то делиться она может и не захотеть. А точка старта - не иголка в стоге сена, её засечь можно. Ну как тут не запатентовать результаты научной работы по определению удобной позиции для старта к такой-то звезде? Сначала чтобы просто не запатентовал кто-то другой, а потом вдруг и желание надавить на кого-то этим патентом появится (особенно если вдохновенный романтик межзвёздных путешествий передаст управление компанией практичному бизнесмену, а сам займётся разработкой чего-то нового). Если уж сейчас патентуют такие вещи, как идею установки компьютера на приборной доске автомобиля и идею добавления в этот комп беспроводного интернета ( см. http://lj.rossia.org/users/k001/650628.html и http://lj.rossia.org/users/k001/653515.html ), то если к тому времени никто не запретит патенты, как фактор торможения прогресса, будет совершенно точно необходимо брать патент не только на само изобретение, но и на вычисление точек старта.
no subject
Date: 2009-03-23 10:12 pm (UTC)Учитывая что в приведенной модели в пределах системы корабли летают по законам небесной механики, хотя и располагая удельным импульсом на порядки большим, чем лучшие имеющиеся образцы электрореактивных двигателей, попытка патрулировать точку перехода к определенной звезде встанет слишком дорого. Ведь эта точка - неподвижна, вернее перемещается со скоростью на несколько порядков меньше соответствующей орбитальной.
А никак. Такие вещи не патентоспособны даже по ублюдскому сегодняшнему законодательству. За тривиальнстью. Рассчеты и сейчас ничего не стоят, а к тому моменту как появится техническая возможность использовать эти технологии - тем более.
Два патента, о которых идет речь, вероятно будут аннулированы как только кто-то соберется потратиться на судебный процесс.
no subject
Date: 2009-03-23 10:21 pm (UTC)Про патрулирование: достаточно просто наблюдать. При предполагаемом увеличении качества наблюдения даже за звёздами, наблюдение за окрестностями своей звезды может оказаться куда проще. Более того, за такими точками наблюдать будут в любом случае, как только полёты перестанут быть единичными. Попросту будет создана диспетчерская служба, если не заранее, то после первого же столкновения (или даже случая "разошлись в метре друг от друга"). Хотя, думаю, к тому времени окрестности Солнца и ближайших планет будут наблюдаться не хуже, чем сейчас околоземное пространство. Ну и, соответственно, в отсутствие патруля прыгнуть-то сможет, допустим, любой. Но что его будет ждать по возвращении? Или у любой из систем, где действуют законы Земли.
О патентах: ну там по ссылке их далеко не два, а будут ли аннулированы - мы, вероятно, скоро увидим, если уж MS во всю хочет судиться с TomTom.
no subject
Date: 2009-03-23 10:11 pm (UTC)Если думать в сторону "тёмной материи", то можно к звёздам маршруты и не привязывать, тогда всплывёт в разной литературе.
К примеру, "маршруты" некие прокладывали в галактике и герои "Основания" (из недавно перечитанного).