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.
no subject
Date: 2009-03-23 01:22 pm (UTC)no subject
Date: 2009-03-23 01:32 pm (UTC)Хотя мне скорее подумался вариант, что на него кто-то "наехал" или там ещё какие проблемы в земной жизни ему устроили - ну и тогда, по принципу "если не сейчас, то этого может никогда не случиться", он вместо очередного испытания отправляется сам.
no subject
Date: 2009-03-23 01:35 pm (UTC)А тут вдруг мечта становится технически осуществимой.
no subject
Date: 2009-03-23 05:15 pm (UTC)Хотя достаточное количество добровольцев найдут, по крайней мере если управление всё на автоматике.
Хотя часть мечтателей могут не решиться. Первые полёты врядли дадут возможность посмотреть на другие звёзды так, как о том мечтается. А разочарование в мечте - куда страшнее ожидания.
no subject
Date: 2009-03-23 05:22 pm (UTC)Что касается крушения мечты, то во-первых, про это было в "Туманности андромеды". Во-вторых, надо учесть что в отличие даже от ефремовских героев, в данном варианте люди летят не "в никуда". Современное состояние астрономии уже позволяет довольно много сказать о планетах которые попадают в радиус скачка. А на том уровне когда об этом реально пойдет речь, орбитальные телескопы вроде недавно запущенного "Кеплера" будут насчитываться десятками.
no subject
Date: 2009-03-23 10:10 pm (UTC)Воспоминаний этих не читал, но могу допустить, что, будучи по подготовке своей лётчиками-испытателями, они испытывали страшный "зуд" от невозможности порулить этой новой махиной, и я их вполне понимаю. Идея же "всё на автомате" предлагалась для возможности отправить человека с любым образованием или отсутствием оного, лишь бы он прошёл должную физподготовку и был физически пригоден. В итоге аргументы о дороговизне подготовки пилота на этом этапе будут сильно слабее - на уровне затрат на отбор и физподготовку.
Про крушение мечты... дело-то не в прыжке "в никуда". Ну будет человек знать, что там такая-то звезда, у неё такие-то планеты... И что? Ну прыгнет он, отлетит немного от звезды, посмотрит на небо. Ну, небо будет несколько други (первый прыжки врядли далеко будут, так что заметно сместятся очень немногие видимые глазом звёзды). Другое будет местное солнце (или пара солнц). Второе, коненчо, зрелище весьма нетривиальное (хотя к тому времени ВР-ситемы смогут показать его без всяких прыжков, и греть будет только знание о том, что на смотровой панели в рубке - изображение с внешних датчиков, а не построенное ВР-системой). Может быть, будут иллюминаторы (хотя с учётом старта-финиша очень близко к звезде - врядли они будут в первых кораблях). Правда, чтобы увидеть звезду не как огромное сияющее поле, а как светящийся шарик на фоне космоса, от неё придётся достаточно далеко отлететь. А потом вернуться (для обратного прыжка. Будут ли на это тратиться при первых прыжках с человеком на боту?
В общем, сложно оценить, каково оно получится при первых прыжках.
no subject
Date: 2009-03-24 04:28 am (UTC)no subject
Date: 2009-03-23 10:06 pm (UTC)