Скачковая навигация.

[vitus_wagner]

Систему скачковых звездолетов, которым для гиперскачка нужно приблизиться к гравитирующей массе, а не отдалиться от нее, я придумал довольно давно. Написал уже кучу художественных текстов вокруг колонизации Галактики именно этими техническим средствами, но все никак не собирался просчитать это дело.

Теперь наконец собрался.

Теория тут следующая - для того, чтобы проколоть пространство, требуется чтобы оно уже было в достаточной степени искривлено. Полет в "гиперпространстве" происходит до тех пор пока на пути не встретится область с таким же гравитационным потенциалом, как и точка старта.

Под гравитационным потенциалом здесь понимается работа, которую нужно совершить против сил гравитации, чтобы увести единичную массу из данной точки в бесконечность.

Этот самый потенциал измеряется в гигаджоулях на килограмм (что характерно, к реальным затратам энергии на скачок этот потенциал имеет весьма непрямое отношение).

Считается он интегрированием формулы G*m*M/R² где G - гравитационная постоянная, m - единичная маса, М масса гравитирующего объекта, и R - расстояние между ними. Получается -GM/R.


Поскольку гравитационное поле потенциальное, то в окрестности нескольких гравитирующих цел, их потецниалы попросту складываются.



И так, что мы имеем:

Место в пространстве	Потенциал ГДж/кг
Граница фотосферы Солнца	170,8
1 млн. км от Солнца	78,4
Орбита Меркурия	2,25
Поверхность Земли	0,95
Граница атмосферы Юпитера(экватор)	1,45
Граница фотосферы Арктура (min)	7,45
1 млн км от Арктура (min)	7,03
Граница фотосферы Арктура (max)	12,1
1 млн км от Арктура (max)	11,6
Граница фотосферы Бетелгейзе	4,06
Граница фотосферы HD 40307	200

Некоторые примечания: Масса Арктура приведена как 1-1,5 массы Солнца. Этим значениям соответствуют строки min и max. HD 40307 - достаточно типичный красный карлик.

Таким образом, первые эксперименты человечества могли производиться с двигателями, требующими для скачка поряда 50-75 ГДж/кг. Подойти на такое расстояние к Солнцу - вполне реально, и все красные и желтые карлики Главной последовательности становятся доступными.

А вот для колонизации Арктура потребуются двигатели на 10 ГДж/кг при оптимистичной оценке массы. И наличие там планеты-гиганта не поможет. Мы видим, что Юпитер против Солнца - что плотник супротив столяра. Гравитационный потенциал на границе его атмосферы меньше потенциала, создаваемого одним Солнцем на расстоянии орбиты Меркурия.

Гравитационный потенциал на границе фотосферы сверхгиганта Бетельгейзе - уже на уровне планет-гигантов. Так что, вероятно, на описываемый момент полет к Бетельгейзе - неосуществленная мечта космонавтики. В принципе уже можно создать такие двигатели, но вместо этого строятся боевые корабли против шияаров.

И, кстати, о поглощении Арктуром внутренних планет при переходе в стадию оранжевого гиганта, речи, пожалуй, не идет. Диаметр Арктура всего 25 солнечных. Даже Меркурий никуда бы не делся.

Так что вряд ли год на Лемурии равен 20 земным. Надо количество поступающей энергии считать, чтобы понять на какую орбиту пришлось древним арктурианцам перегонять родную планету при изменении стадии эволюции звезды.

Comments

[gegmopo4.livejournal.com]

Ай-яй-яй, интеграл от G*m*M/R² -- -G*m*M/R.

[vitus_wagner]

Да, с двойкой лажанулся. А вот m тождественно равна 1, поэтому и исчезла. Ну и куда делся минус - тоже понятно, если мы говорим об энергии, которую нужно ЗАТРАТИТЬ.

[gegmopo4.livejournal.com]

С учётом кинетической энергии тела, находящегося на круговой орбите, полная энергия будет -G*m*M/(2*R) и ЗАТРАТИТЬ нужно G*m*M/(2*R).

Впрочем, всё это не влияет на бессмысленность дальнейших рассуждений.

[telemont.livejournal.com]

Извините, а зачем это всё расчитывать? Неужели кто-то из читателей захочет вникать в такие подробности?

[vitus_wagner]

Вообще говоря, можно было бы вообще ничего не сочинять.

Вопрос "зачем" не имеет смысла. Почти никогда.

[gegmopo4.livejournal.com]

Наверное затем, что автору так хочется. Это единственный и весьма весомый повод.

[nasse.livejournal.com]

Ощущение логичности и стройности системы, лежащей в бэкграунде текста, дает некоторый дополнительный бонус ко вторичной вере. Даже если никто ничего не будет проверять вычислениями.

[grey-kristy.livejournal.com]

Я сейчас не вспомню кто это сказал, но сказал очень точно:
Для того, что бы мир, описываемый автором, воспринимался читателем как достоверный, автор должен знать об этом мире по крайне мере в 10 раз больше, чем описано в тексте.

Это кстати, одна из причин, почему мир Толкиена так живуч - профессор знал о нем очень много.

[poor-sysadm.livejournal.com]

а влияет ли на этот потенциал расстояние от центра галактики?

[gegmopo4.livejournal.com]

Гравитационный потенциал Млечного пути в окрестностях Солнца где-то в 500 раз больше гравитационного потенциала Солнца на орбите Земли. Т. е. на размерах, сравнимых с размером Галактики -- ещё как влияет.

[vitus_wagner]

Не влияет. Поскольку в рассматриваемом мире все события происходят в пределах 50 св.лет от Солнца.

еще интересен вопрос равномерности

[neo-der-tall.livejournal.com]

для разных точек корабля потенциал будет слегка разный. У черной дыры или нейтронной звезды может и не слегка.

Еще интересен момент гравитационных волн, например, от столкновения черных дыр. Какой там уровень потенциалов на фронте волны?

Re: еще интересен вопрос равномерности

[gegmopo4.livejournal.com]

Я так подозреваю, людям у поверхности чёрных дыр и нейтронных звёзд ещё долго делать будет нечего. Подождут.

На границах же фотосферы Солнца разность потенциала в разных точках корабля сравнима с влиянием света Луны на рост телеграфных столбов. Космонавт, перейдя с одного борта на другой, повлияет на неё сильнее.

[kraamis.livejournal.com]

Любопытно, а сам прокол за счет чего будет?

[gegmopo4.livejournal.com]

Энергия вакуума, разумеется.

[poor-sysadm.livejournal.com]

туннельный эффект
корабль охлаждается до 10^(-12)K, конденсируется и туннелируется через потенциальный барьер к едрене фене.
космонавты при этом чувствуют себя котами Шрёдингера

[vitus_wagner]

За счет физического принципа, который в описываемой реальности был открыт где-то в конце 60-х годов XXI века и воплощен в работающий двигатель в 2073 году.

[lodin]

Импульс корабля же измеряют!

[shaplov.livejournal.com]

Гранифв фотосферы Арктура (min)

Vacuum as a crystal

[greenkrokodilla.livejournal.com]

Есть гораздо лучшая теория - "вакуум = кристалл"

Т.е. Вакуум - регулярная структура, и в ней могут происходить явления, уже известные нам по изучению других тел с сильно регулярной структурой, кристаллов.

Такой взгляд представляет ПО-РА-ЗИТЕЛЬНЫЕ возможности для обоснования фантастических футуристических идей. Например, пространственные скачки иррегулярности через большие расстояния в решётке.

Чтобы проникнуться, надо прочитать работу по ссылке. Выбросив (проигнорировав) попытки авторов "объяснить" айнштайновские тупости про "парадоксы" (т.е. несуразности теории вероятности, которые любую другую, не настолько раскрученную теорию, просто потопили бы, из-за невозможности подобных базисных противоречий.)
http://gipotesa.ilibrary.ru/intro/

А затем можно сочинять поразительные сценарии.

Re: Vacuum as a crystal

[vitus_wagner]

Э, нет. Пусть про мир где существуют сверхсветовые корабли на этом принципе пишет кто-нибудь другой. Мое фантастическое допущение хорошо тем, что позволяет активно использовать в сюжете особенности пространства, известные современной астрономии.

[taris_marh.livejournal.com]

Очепятка: Гранифв фотосферы Арктура

[tzirechnoy.livejournal.com]

> для того, чтобы проколоть пространство, требуется чтобы оно уже
> было в достаточной степени искривлено.
...
>А вот для колонизации Арктура потребуются двигатели на 10 ГДж/кг

Что-то неясно. Если возможности двигателей ограничиваются минимумом грав.потэнцыала -- то не надо называть это ограничение искривлением пространства. Если возможности двигателей ограничиваются искривлением пространства -- то неясно, как к этому лимиту привязан грав.потэнцыал.

PS В современной физике гравитацыонным искривлением пространства-времени называется по-моему что-то вроде второй производной от этого грав.потэнцыала. Или первой производной от силы тяготения. Понимаю я всё это, впрочем, очень плохо -- мне нехватает ни математики ни потребностей в физике. Например, само это искривление -- это 10-мерный тэнзор, притом я так пока и не понял что это значит -- то ли это в каждой точке 4-х мерного пространства-времени у этого тэнзора 10 скалярных значений, то-ли 6 (ну, вроде ясно, значения соответствуют парам координат 4-хмерного пространства, но то-ли координата сама с собой даёт ещё одно то-ли нет).

[sezam_lj.livejournal.com]

Витус, тут вам казахские ученые обоснование подкинули: http://www.physorg.com/news/2011-02-scientists-possibility-wormholes-stars.html
Правда, насколько я понял, по их расчётам червоточина может стабилизироваться около центра звезды, причем желательно нейтронной, так что через неё особо не полетаешь.

[vitus_wagner]

А мне не надо, чтобы она стабилизировалась. Мне достаточно, чтобы она схлопывалась дольше, чем нужно кораблю, чтобы проскочить.

Хотя вообще-то описанная технология скачка это не совсем wormhole. Там существенно что в процессе движения в гиперпространстве корабль проявляет волновые свойства - только за счет этого у него есть заметные шансы не промахнуться мимо звезды назначения.