Фотонный звездолет: Физики «ускорили» двигатель на антиматерии до 70% от скорости света

Содержание

Физики «ускорили» двигатель на антиматерии до 70% от скорости света

Двигатель Кина и Чжана быстрее своих теоретических «конкурентов» благодаря особому устройству сопла. Как объясняют ученые, сопло и камера аннигиляции всех видов двигателей на антиматерии представляют собой комбинацию из нескольких мощных магнитов, улавливающих продукты распада и направляющих их в сторону, противоположную движению космического корабля.

Чем эффективнее будет сопло, тем больше частиц — больше энергии аннигиляции — будет израсходовано на полезную работу и ускорение корабля. Данная характеристика зависит не только от мощности магнитов и их пространственной конфигурации, но и от типа продуктов распада, вырабатываемых во время уничтожения антиматерии.

Для определения оптимальной реакции аннигиляции физики проанализировали возможные варианты распада антиматерии при помощи компьютерной программы Geant4, которая была разработана ЦЕРН для моделирования результатов столкновения различных частиц в ускорителях, в том числе и БАК.

Ученые выяснили, что столкновение антипротонов и протонов должно порождать пучки заряженных пионов — легких частиц, чья масса составляет седьмую часть от «веса» протона.

Моделирование показало, что аннигиляция антиматерии будет порождать пионы, ускоренные до 80% от скорости света, что значительно меньше ранее предсказанных 90%. С другой стороны, магнитное сопло сможет захватывать такие частицы очень эффективно, направляя примерно 85% из них в сторону, противоположную движению корабля.

По словам физиков, такая комбинация из относительно низкой начальной скорости пионов и высокой эффективности сопла позволит достичь 70% от скорости света. Такая скорость позволит экипажу кораблю наблюдать и изучать релятивистские эффекты, предсказанные специальной теорией относительности Эйнштейна.

Как отмечают ученые, относительно небольшая сила магнитного поля — около 12 Тесла — позволяет построить этот двигатель на основе современных технологий. Тем не менее, остается открытой проблема получения и хранения антиматерии в количествах, достаточных даже для самого короткого путешествия через космос.

Фотонный звездолет. Бомба, которая рядом

цитата

Непобедимый», крейсер второго класса, самый большой корабль, которым располагала База в системе Лиры, шел на фотонной тяге.

… лежал кружок солнца, немногим более горячего, чем обычный красный карлик. Когда кружок занял половину площади экрана, реакция аннигиляции прекратилась. Некоторое время в звездолете царила мертвая тишина. Беззвучно работали кондиционеры и счетные машины. Погас вырывавшийся из кормы световой столб, который, пропадая во мраке, как бесконечно длинная шпага, подталкивал корабль, и сразу же прекратилась едва уловимая вибрация. «Непобедимый» шел с прежней околосветовой скоростью, притихший, глухой и, казалось, пустой.

Не так давно эти строчки казались списанными с натуры, потом фантастическая техника ушла далеко вперед, а фотонный звездолет остался вне фокуса внимания, забытый, но непобежденный. До сих пор есть люди, уверенные, что именно такие машины откроют человечеству дорогу к звездам. Более того, в сегменте научной фантастики фотонный привод считается более научным, чем какие-нибудь «варп» или «гипердвигатели».

Относительно понятная в своей основе физика процесса позволяет сделать более-менее детальные расчеты фотонных звездолетов. Являясь реактивной ракетой, использующей в качестве рабочего тела свет, фотонный звздолёт подчиняется формуле Циолковского, которая в этом случае приобретает такой вид (Вика)

Не мучая подробностями вычислений читателя, сообщаю, что в идеальном случае для разгона до 0,8с звездолет использует 2/3 своей массы.

скрытый текст (кликните по нему, чтобы увидеть)

Вах! Зачэм так бистра?

Скорость 0,8с предполагается для обеспечения перелета к ближайшим звездам в пределах жизни одного экипажа

Разгон и торможение оставят от начального веса 11% . Если нужно еще и вернуться, от исходной массы корабля останется 1,21%

Стартовав миллионотонной громадиной, корабль вернется огрызком с массой чуть больше 10000 тонн, истратив почти 500кТ антивещества.

скрытый текст (кликните по нему, чтобы увидеть)

Вах! Зачэм так дорага?

Антивещество известно как самая дорогая субстанция на Земле — по оценкам НАСА 2006 года, производство миллиграмма позитронов стоило примерно 25 миллионов долларов США[6]. По оценке 1999 года, один грамм антиводорода стоил бы 62,5 триллиона долларов[7]. По оценке CERN 2001 года, производство миллиардной доли грамма антивещества (объем, использованный CERN в столкновениях частиц и античастиц в течение десяти лет) стоило несколько сотен миллионов швейцарских франков

Замечу, что это идеальный случай, поскольку в большинстве случаев аннигиляция происходит с выделением промежуточных продуктов, не участвующих в образовании тяги. КПД реакции оценивается примерно в 23%.

Попутно замечу, что никакого огненного столба за дюзами фотонного звездолета не образуется, ввиду того, что это не свет, а гамма-кванты, отразить или экранировать которые представляется нетривиальной задачей. Также проходящий в пустоте свет не виден (но кого это интересует, ввиду волнующей красоты процесса).

Выделение разгонной мощности превосходящей несколько десятков «царь-бомб» в виде жесткого излучения делает старт и торможение звездолета крайне опасным и вредным для планетных обитателей процессом, авария звездолета (фактически бомба на антивеществе в миллион тонн) по последствиям может быть печальной для Солнечной системы в целом.

Безусловно, при всей «научности», в таком виде это работать не будет, как и всякие планетарные кольца и сферы Дайсона. Из Солнечной системы люди смогут улететь (и достичь цели в пределах своей жизни) на звездолетах с совсем иными физическими принципами.

Фотонный космический транспорт — Posrednik CG

«- Давно летаешь на фотонных ракетах?
Вместо ответа я отвернул лацкан куртки, показывая ему медаль, на которой было выгравировано «Сто световых лет».
А. КОЛПАКОВ «Гриада».

Фотонный  двигатель – это  реактивный двигатель, тяга которого создается за счет истечения квантов электромагнитного излучения или фотонов. Главным преимуществом такого двигателя является максимально-возможная в рамках релятивистской механики скорость истечения, равная скорости света в вакууме.

Если найти условную точку центра Солнечной системы, то более десятка ближайших к нам звёзд расположатся в сфере радиусом в одиннадцать световых лет. Фотонные звездолёты, относящиеся к классу субсветовых, позволили бы их экипажам достичь этих звёзд, исследовать их системы и вернуться обратно в течение жизни одного поколения.

Немецкий теоретик  ракетной техники Э. Зенгер (1905-1964) ещё перед второй мировой войной высказал принципиальную идею двигателя с фотонной тягой. В основу идеи легли две фантастические предпосылки: изобретение «абсолютного зеркала», способного отражать  и фокусировать кванты  света сразу всех длин волн, а также гамма-лучи; получение энергоносителя в виде антиматерии. Книга Э. Зенгера «Механика фотонных ракет» была переведена  на русский язык и вышла в свет в 1956 году.

Однако в романе О. СТЭПЛДОНА «Последние и первые люди» (1930) уже было дано первое в мировой литературе подробное и научно правдоподобное описание космического корабля на аннигиляционном двигателе. Хотя сам автор идеи был философом и не считал себя фантастом.

С тех пор «классическим» считается  фотонный звездолет, состоящий из жесткого, укрепленного силовым каркасом параболического зеркала, соединенного длинной фермой с жилыми отсеками, складами и лабораториями. Ёмкости с антивеществом и веществом размещены на внешней поверхности зеркала. Соотношение размеров этих емкостей и корабля в целом позволяет предположить, что это объект не столько конструкторского, сколько художественного творчества.

Практически все известные и даже запатентованные компоновки фотонных звездолетов не учитывают того обстоятельства, что, по объективным расчётам, масса запасаемого на них антивещества (и вообще рабочего тела) должна в десятки и сотни раз превышать массу самой конструкции корабля.

Относительно подходящего топлива для фотонного двигателя в фантастике отразились альтернативные мнения. К фотонному космическому транспорту по основным характеристикам весьма близки анамнезонные звездолёты из романа И. ЕФРЕМОВА «Туманность Андромеды». Однако анамнезон – это обычное вещество с разрушенными связями между элементарными частицами. Следовательно, оно более компактно, чем вещество, и не требует особой защитной оболочки для хранения, как антивещество. Два маленьких плюса по сравнению с одним гигантским минусом: запасы анамнезона в дорогу по своему объёму сравнятся с объёмом небольшой планеты.

Зато ЕФРЕМОВ проработал одну важную деталь, которой большинство фантастов пренебрегает: запуск звездолёта, вид изнутри.

«Пел Лин передвинул рукоятку анамезонных двигателей. Четыре высоких цилиндра из нитрида бора, видимые в специальную прорезь пульта, засветились изнутри. Яркое зелёное пламя забилось в них бешеной молнией, заструилось и закрутилось четырьмя плотными спиралями. Там, в носовой части корабля, сильное магнитное поле облекло стенки моторных сопел, спасая их от немедленного разрушения.

Астронавигатор передвинул рукоять дальше. Сквозь зелёную вихревую стенку стал виден направляющий луч — сероватый поток К-частиц. Ещё движение, и вдоль серого луча прорезалась ослепительная фиолетовая молния — сигнал, что анамезон начал своё стремительное истечение…».

Соло Хан, по сравнению со своим коллегой, напоминает тракториста с рычагами управления, а многие прочие персонажи походят на лифтёров, пользующихся набором кнопок…

Доработка первоначальной идеи Э. Зенгера обнаруживается в повести братьев Стругацких «Путь на Амальтею», где фантасты пользуются определением  «фотонный». Но вновь, как и в романе И. ЕФРЕМОВА, конструкции «фотонных грузовиков» не несут в себе никакого антивещества! Это не случайно. Главным недостатком фотонного двигателя является низкий КПД цепочки преобразования энергии от первичного источника до струи фотонов. Для прямого получения оптических квантов и гамма-квантов А. и Б. Стругацкие попросту заменили антивещество на дейтериево-тритиевую плазму. Эта идея не с потолка! В 1950 году академики А. Д. Сахаров и И. Е. Тамм предложили использовать магнитное поле для удержания плазмы. Магнитное поле ограничивает движение заряженных частиц высокотемпературной плазмы и термоизолирует ее от стенок камеры, в которой она создается.

Направленная реактивная тяга в повестях «Путь на Амальтею» и «Стажёры» случаях создаётся гигантским сферическим зеркалом, каждый сантиметр которого должен ежесекундно отражать количество тепла, достаточное, чтобы выплавить несколько тонн стали.

«Отражатель – самый главный и самый хрупкий элемент фотонного привода, гигантское параболическое зеркало, покрытое пятью слоями сверхстойкого мезовещества. В зарубежной литературе отражатель часто называют «сэйл» — парус. В фокусе параболоида ежесекундно взрываются, превращаясь в излучение, миллионы порций дейтериево-тритиевой плазмы. Поток бледно-лиловатого пламени бьёт в поверхность отражателя и создаёт силу тяги. При этом в слое мезовещества возникают исполинские перепады температур и мезовещество постепенно – слой за слоем – выгорает.

Кроме того, отражатель непрерывно разъедается метеоритной коррозией. И если при включённом двигателе отражатель разрушится у основания, там, где к нему примыкает толстая труба фотореактора, корабль превратится в мгновенную бесшумную вспышку. Поэтому отражатели фотонных кораблей меняют через каждые сто астрономических единиц полёта. Поэтому контролирующая система непрерывно замеряет состояние рабочего слоя по всей поверхности отражателя» (А. и Б. СТРУГАЦКИЕ «Путь на Амальтею»).

Необходимость частых капитальных ремонтов зеркал позволяет использовать фотонные грузовики и лайнеры только на межпланетных трассах Солнечной системы. Строительство фотонного звездолёта  (проект «Хиус-Молния») находится  ещё на начальной стадии, а затем, видимо, и вовсе прекращается, поскольку в мире Полдня, найден способ движения в гиперпространстве. Фотонный космический транспорт морально устаревает…

Его недолгий гипотетический расцвет пришёлся на тот период отечественной фантастики, когда широкого знакомства с англоязычной фантастикой в СССР ещё не состоялось, зато активно творил Г. МАРТЫНОВ. Да и у того в романе «Гость из бездны» находим такие строки: «Первая фотонная ракета – «Ленин», казавшаяся сейчас архаическим пережитком, покинула Солнечную систему восемнадцать веков тому назад, в начале двадцать первого века христианской веры. Первые одиннадцать звездолётов были фотонными, и, точно в музее истории космических перелётов в пространстве находились корабли всевозможных конструкций – живая история звездолётостроения за последние восемнадцать столетий».

Одиннадцать фотонных звездолётов, построенных друг за другом… Вряд ли все они относились к единой типовой конструкции. Исходя из творческой натуры любого  настоящего конструктора, можно предполагать, что каждая последующая модель  звездолёта данного типа должна нести в себе некие  новые технические доработки и решения. Драматическим был, видимо, отказ от технического детища, лелеемого на протяжении  многих веков. За рамками романа остались некоторые вариации фотонных звездолётов, какие теоретически могли быть опробованы при постановке различных исследовательских задач. К примеру, на ближних межпланетных трассах могло быть опробование  использования электромагнитных квантов из диапазона более длинных волн («радиодвигатель»). «Радиодвигатель» значительно упрощает задачу фокусировки «реактивной струи», но резко снижает КПД  всего движительного комплекса.

«…Квантовая ракета — то же, что  и  фотонная, но вместо фотонов она отбрасывает кванты невидимого  света  (например, ультракороткие  радиоволны)» – пояснял А. КОЛПАКОВ в романе «Гриада».

Существуют несколько вариантов компоновок фотонных звездолетов, предполагающих использование в качестве рабочего тела вещества окружающего пространства. Это позволяет вдвое (а при возможности производства антивещества на борту –  и более) сократить бортовые запасы, но требует создания электромагнитных (или других полевых) массозаборников диаметром несколько десятков тысяч километров.

Очевидный вариант представляет собой соединенные  направленными друг к другу остриями воронки жестких частей массозаборника и сопла-зеркала с расположенными на них электромагнитами, создающими полевые продолжения того и другого. В местах их соединения расположены обитаемые отсеки, энергоустановка, хранилище антивещества.

Ряд учёных полагает, что как для сбора окружающего вещества, так и для фокусировки пучка фотонов с использованием газового или пылевого зеркала, достаточно соленоида, состоящего из одного витка, расположенного в плоскости, перпендикулярной направлению полета. Звездолет при этом может иметь форму более или менее обтекаемого симметричного относительно центральной оси тела, окруженного токовым кольцом на пилонах, либо диска, с расположением токопровода по периметру. В случае использования в качестве «реактивной струи» электромагнитных волн радиодиапазона звездолет может представлять собой, например, коническую ферму, на вершине которой разместится отсек экипажа, по периметру основания – генераторы радиоволн и энергоблоки.  Технологические трудности, которые придётся преодолеть при реализации всех представленных проектов, неимоверны.

И всё же идею фотонного космического транспорта рановато списывать как безнадёжную. Действительно, серьёзную проблему представляет необходимость охлаждать зеркало. О фантастическом мезовеществе, конечно, приходится пока только мечтать. Зато гораздо ближе к реальности сверхпроводники, благодаря которым возникающие микротоки не будут встречать сопротивления, а стало быть, перегрев будет минимальным.

По сведениям, промелькнувшим в авторитетном источнике, антивещество может быть заменено на водородную плазму, получаемую при взаимодействии атомов водорода с антипротонами. А первоочередные астроинженерные задачи будут поставлены не где-то в созвездии Волопаса, а гораздо ближе, в пределах доступности космического транспорта новых поколений.

Читайте также:

«Караваны ракет помчат нас вперёд от звезды до звезды…»

Мировая пилотируемая космонавтика переживает кризис. Закрытие программы полётов орбитальных кораблей многоразового использования «Спейс Шаттл» больно ударило по планам расширения человеческого присутствия в Солнечной системе. Международная космическая станция поддерживается устаревающими кораблями «Союз» и «Прогресс». Китайская ракетно-космическая отрасль пока не сумела доказать свою эффективность. Но, пожалуй, самая главная проблема — отсутствие величественной цели. Всё громче и убедительнее звучат голоса тех, кто считает, что человечеству в космосе делать нечего, а ресурсы лучше потратить на решение более приземлённых задач. Что могут возразить этому слаженному хору сторонники космической экспансии?

Экзопланета системы Альфа Центавра Б в представлении художника. © European Southern Observatory / L. Calcada / Nick Risinger.

Разделение ступеней межзвёздного зонда «Daedalus». © BIS (British Interplanetary Society).

Сектор Галактики, изученный телескопом «Kepler». Иллюстрация: NASA.

Потенциально обитаемые землеподобные экзопланеты с указанием индекса ESI в сравнении <br />с планетами Солнечной системы. Иллюстрация: Planetary Habitability Laboratory.

Фотонный звездолёт (иллюстрация к статье Феликса Зигеля «Звёздные дали». Альманах “Мир приключений. Книга шестая”, 1961).

Межзвёздный зонд с двигателем Бассарда. Иллюстрация: NASA.

Принципиальная схема межзвёздного перелёта корабля «Superstarlight», нарисованная его автором Робертом Форвардом в качестве иллюстрации к статье «К звёздам на луче».

Американские физики готовят модель корабля «Orion» к запуску. Иллюстрация: «General Atomic», 1959.

Взрыволётный межпланетный корабль «Orion». Иллюстрация: «General Atomic», 1962.

Военный вариант взрыволёта «Orion». Иллюстрация: «General Atomic», 1962.

Взрыволётный межзвёздный зонд «Daedalus». Иллюстрация: BIS (British Interplanetary Society).

Вторая ступень межзвёздного зонда «Daedalus» в дальнем космосе. Иллюстрация: BIS (British Interplanetary Society).

Межзвёздный зонд «Daedalus» подлетает к звезде Барнарда. Иллюстрация: BIS (British Interplanetary Society).

Взрыволётный межзвёздный зонд «Icarus». Иллюстрация: Tau Zero Foundation.

Полёт межзвёздного аппарата—демонстратора технологий с космическим парусом в представлении художника.

Живые миры

Начальный этап освоения внеземного пространства прошёл «под знаком» Марса. Действительно, создатели первых ракет, первых спутников и космических кораблей были уверены: Марс — мир, похожий на Землю, а посему наиболее пригодный для колонизации. В начале 1970-х годов эта идея была окончательно «похоронена» реальными данными, полученными межпланетными аппаратами. Марс оказался пустым и безжизненным. Больше того, как показала практика, высадка на него затруднена, и потребуются десятки лет и десятки миллиардов долларов, чтобы отправить туда научно-исследовательскую экспедицию.

Кардинальное изменение взгляда на Марс неудачно наложилось на процесс свёртывания американской лунной программы «Saturn-Apollo», которая должна была стать лишь промежуточным этапом на пути к дальним планетам. Таким образом, к середине 1980-х годов прежняя стратегия космической экспансии, которую условно можно назвать «стратегией Сергея Королёва», была по факту отменена. Пилотируемая космонавтика свелась к обслуживанию интересов армий и промышленности, но и на этом поле её быстро обходила беспилотная: автоматизированные системы управления орбитальными аппаратами становились компактнее, надёжнее и долговечнее. В принципе, ещё десять лет назад, после гибели шаттла «Columbia», можно было бы отказаться от околоземных полётов, если бы не тлеющая надежда вернуть космонавтике прежнюю славу за счёт потенциально прорывных достижений. Однако для дальнейшего развития нужна цель — зримая, обоснованная, содержащая выгоды, которые были бы очевидны даже обывателям, далёким от космической проблематики. И такая цель сегодня есть.

В 1995 году швейцарские астрономы Мишель Майор и Дидье Квелоц сделали великое открытие. Используя метод тонких доплеровских измерений колебаний радиальной скорости, они смогли доказать существование огромной планеты у звезды 51-й Пегаса (51 Pegasi), очень похожей на Солнце и расположенной на расстоянии 50 световых лет. До их открытия наличие каких-либо планетоподобных тел у других звёзд оставалось гипотезой, а сегодня подтверждено существование свыше тысячи планет самой разной массы: от колоссальных -юпитеров до землеподобных миров.

Чтобы набрать статистику по экзопланетам (экстрасолнечным планетам), был создан и запущен специальный телескоп «Kepler», способный отслеживать одновременно до 100 тысяч звёзд и по изменению их блеска определять наличие планет. К сожалению, в мае 2013 года он вышел из строя, не сумев отработать полную программу. И всё же ему удалось зафиксировать 3602 надёжных кандидата. Последующий анализ собранных данных показал, что как минимум каждая пятая звезда, сходная по характеристикам с Солнцем, должна иметь в своей системе землеподобные планеты. С учётом приборной селекции (а она у телескопа высока, ведь он не способен фиксировать планеты, орбиты которых лежат в астрономической картинной плоскости) можно уверенно говорить о том, что миров, сходных с нашим, в Галактике больше, чем людей на Земле, — свыше 10 миллиардов!

Какие из них способны породить и поддерживать жизнь? На этот вопрос пока нет однозначного ответа, ведь нам известна лишь одна планета с биосферой — сама Земля. Обнадёживает феноменальная приспособляемость земной жизни к самым суровым условиям, а также её древность: палеонтологи пришли к выводу, что простейшие формы жизни появились практически сразу, как появилась вода (примерно через 700—800 миллионов лет после формирования Земли). Астробиологи в свою очередь полагают, что есть достаточно высокий шанс найти жизнь на другой планете, если та находится в так называемой обитаемой зоне («поясе Златовласки») — сфере вокруг звезды, где местные температуры позволяют воде находиться в жидком состоянии.

В настоящее время известно девять подтверждённых землеподобных экзопланет (ещё три остаются кандидатами), орбиты которых лежат внутри «обитаемых зон». Для их систематизации введён новый параметр — индекс подобия Земле (Earth Similarity Index, ESI). Понятно, что для Земли он равен единице (100%), а, скажем, для Марса он вычисляется по замысловатой формуле, учитывающей многие факторы, и составляет 0,64 (64%).

Разумеется, нас прежде всего интересуют миры, которые находятся поблизости. И тут трудно переоценить значение недавних открытий планет у альфа Центавра Б (4,37 светового года от Солнечной системы) и Тау Кита (11,9 светового года). На первой планете из названных вряд ли возможна жизнь — светило буквально опаляет её, однако важен сам факт наличия землеподобного мира в кратной звёздной системе. Сегодня мы с большой долей уверенности можем говорить, что если в такой системе найдена хотя бы одна планета, то, скорее всего, их там может быть несколько. Что касается Тау Кита, то в настоящее время там выявлено пять миров «земной группы», обозначенных соответственно b, с, d, e, f. Четвёртая планета находится внутри «обитаемой зоны», вращаясь по орбите довольно близко от своего светила (0,552 а.е.), и по массе в 4,3 раза больше Земли. Астрономы подсчитали, что если планета обладает большой плотной атмосферой, то на ней наверняка царят такие же условия, как на Венере. Если же атмосфера схожа с земной, то, несмотря на высокие температуры (у поверхности они могут достигать 70°С), на планете вполне возможно появление развитых форм жизни. Её индекс ESI оценён в 0,77 (77%), что заметно превышает ESI для Марса. Поблизости обнаружена планета Тау Кита f, которая вращается на далёкой орбите (1,35 а.е.) и больше Земли по массе в 6,6 раза. Там гораздо холоднее, чем на соседке (если нет «парникового эффекта» атмосферы, то температура у поверхности редко поднимается выше минус 40°С), однако и её индекс ESI учёные определили достаточно высоко — 0,71 (71%).

Напомню, что альфа Центавра и Тау Кита значимы для мировой культуры: о них писали известные учёные и фантасты, им посвящены фильмы. Поэтому они выглядят как вполне достойная цель. Вопрос только в одном: как преодолеть световые годы, которые нас разделяют?

Проблемы звездолётов

Скорость света — барьер, который человечеству пока не перепрыгнуть. Все теоретические разработки, касающиеся субсветовых и сверхсветовых технологий, остаются спекуляциями, ведь никто не может сказать, какие энергии потребуются для релятивистского разгона или пресловутого «прокола пространства», описываемого во многих фантастических романах. Из общих соображений ясно, что энергии будут колоссальными, и вполне может оказаться, что в Солнечной системе нет необходимых для этого ресурсов. Посему будем исходить из того, что межзвёздные корабли, если они когда-нибудь появятся, станут летать на досветовых скоростях.

Первые технически обоснованные проекты звездолётов появились в конце 1950-х годов. Их авторам было ясно, что двигатели на химическом топливе не способны обеспечить разгон до скоростей, хоть сколько-нибудь сопоставимых со скоростью света. Прежде всего пришло в голову использовать так называемую фотонную тягу («квантовую тягу»). Если стоит задача приблизиться к скорости света, то выглядит логичным использовать сам свет в качестве движущей силы. Физики подсказывали, что при встрече вещества с антивеществом произойдёт аннигиляция, сопровождающаяся превращением массы в излучение, которое можно отразить особым огромным зеркалом, — при этом возникнет импульс движения.

Основоположником теории фотонных звездолётов считается немецкий учёный Эйген Зенгер. Он написал фундаментальный труд «К механике фотонных ракет» (издан на русском языке в 1958 году). Ключевая идея Зенгера — создание «абсолютного отражателя», который способен отражать гамма-кванты высокой энергии, образующиеся при аннигиляции и способные глубоко проникнуть в толщу вещества. Хотя фантасты с удовольствием описывали в повестях и романах фотонные звездолёты как дело ближайших лет (достаточно вспомнить Аркадия и Бориса Стругацких, которые относили создание космических кораблей на фотонной тяге ко второй половине 1980-х годов), никто в принципе не мог сказать, как изготовить такой «абсолютный отражатель». Кроме того, физики отмечают, что при аннигиляции выделяются не только гамма-кванты, но и заряженные частицы и нейтрино, причём значительная часть энергии теряется безвозвратно. И ещё одно: где взять антивещество, которое потребуется, чтобы разогнать звездолёт до субсветовой скорости? По самым оптимистическим расчётам, для разгона корабля массой 100 тонн до скорости 0,9 от световой потребуется 25 млн тонн антивещества! И ещё столько же нормального вещества для аннигиляции. В достижимом пространстве достаточных запасов природного антивещества не наблюдается, поэтому его нужно как-то синтезировать. По современным оценкам, один грамм синтезированного антивещества будет стоить десять триллионов (!!!) долларов. И технологий, которые снизили бы цену хотя бы на порядок, пока в принципе не существует. Приходится признать, что «фотонолёты» Стругацких так и останутся фантастикой…

Размышления о том, как снизить массу звездолёта хотя бы за счёт снижения массы топлива, породили интересную концепцию, которая вошла в историю под названием «межзвёздный прямоточный двигатель Бассарда» (Bussard ramjet). Идею предложил в 1960 году американский физик Роберт Бассард, и она состоит в том, чтобы с помощью электромагнитной воронки захватывать вещество межзвёздной среды (водород и космическую пыль), используя его в термоядерной реакции для создания тяги. В качестве катализатора может служить опять же антивещество. Ключевая проблема такого «прямоточника» в том, что электромагнитная воронка отнюдь не будет выполнять функцию массозаборника так, как предполагал Бассард, — скорее, она будет вести себя подобно «тормозу», и корабль никуда не полетит. Кроме того, для эффективной работы воронки нужно сначала разогнать корабль до релятивистских скоростей, то есть в любом случае понадобится какая-то начальная ступень, построенная на других принципах.

Понимание, сколь значительные ресурсы будет потреблять в ходе полёта межзвёздный корабль, подтолкнули изобретателей к мысли использовать внешнюю силу для его разгона. Сразу всплывает идея «солнечного парусника». Эффект давления света на отражающую пластинку открыл русский физик Пётр Лебедев ещё в 1899 году. К сожалению, сила этого давления очень мала, и поэтому понадобятся колоссальные зеркальные паруса, чтобы разогнать даже небольшой аппарат. Например, при движении по оптимальной «низкоэнергетической» траектории полёта от Земли к Марсу для аппарата массой 100 кг потребуется парус площадью 46 м2. Но самое неприятное — чем дальше мы удаляемся от нашего светила, тем меньше давление на парус, то есть он пригоден только для путешествий по Солнечной системе.

Тогда было найдено изящное решение: «парусник» нужно разгонять не солнечным светом, а квантовым генератором — «мазером», излучающим в микроволновом диапазоне. Такую идею в начале 1980-х годов выдвинул физик Роберт Форвард, предложивший амбициозный проект «Superstarlight» («Сверхзвёздный свет»). Пилотируемый корабль с большим зеркальным парусом из алюминия будет разгоняться станциями-излучателями, размещёнными на орбите Меркурия. Станции используют солнечный поток для генерации когерентного лазерного света, соединяемого в один монохромный лазерный луч и посылаемого к кораблю через фокусирующую линзу диаметром 1000 км, которая будет размещена на орбите между Сатурном и Ураном. Сам зеркальный парус состоит из трёх секций: внутреннего паруса полезной нагрузки диаметром 100 км; его окружает внутреннее кольцо-парус диаметром 320 км; последний, в свою очередь, окружён третьим кольцеобразным парусом диаметром 1000 км. Общая масса всей конструкции, включая 3 тыс. тонн полезной нагрузки, — 80 тыс. тонн. Конструкция разгоняется с ускорением 0,3 g лучом общей мощностью 43 тыс. тераватт. При таком ускорении звездолёт достигнет половины скорости света в течение полутора лет. На расстоянии 0,4 светового года от цели внешний кольцевой парус отделится от двух внутренних частей и будет служить в качестве переотражающего зеркала. Лазерный свет из Солнечной системы отразится от него, своим воздействием замедляя две внутренние части и тормозя их до приемлемой скорости. После того как космонавты изучат местные планеты, малый кольцевой парус отделится от паруса полезной нагрузки и будет ориентирован нужным образом. Со стороны Солнечной системы поступит новый лазерный луч, который отразится от малого паруса на орбите звезды и сконцентрируется на парусе полезной нагрузки. Световая энергия разгонит корабль в направлении Земли. Как только тот приблизится к Солнечной системе, станции-излучатели включатся ещё раз, чтобы затормозить корабль рядом с «домом».

Схема полёта «Superstarlight» выглядит очень эффектной и реалистичной даже с учётом её высокой стоимости. Однако есть как минимум два фактора, препятствующие реализации проекта. Первый — межзвёздная пыль, которая при релятивистских скоростях становится опасным разрушителем. Расчёты показывают, что даже при скорости 0,1 от световой межзвёздная пыль микроударами будет «стирать» 90 см титановой брони за световой год. При скорости 0,5 от световой, которую разовьёт корабль Роберта Форварда, будет «стираться» 28 м титановой брони за пройденный год. То есть защита корабля должна быть огромной и массивной; понадобятся десятки тысяч тонн, которые просто «сожрут» преимущество, даваемое зеркальным парусом. Второй фактор — кривизна пространства не позволит поддерживать ориентацию лазерного луча с нужной точностью на удалении в несколько световых лет, из-за чего возвращение экспедиции становится проблематичным.

Так что же — решения нет? И звёзды навсегда останутся недоступными?

Оказывается, есть. И пятьдесят лет назад человечество было куда ближе к звёздам, чем сегодня. Нужно лишь вспомнить хорошо забытое старое…

Верхом на бомбе

Главная проблема любой транспортной космической системы — источник энергии. С одной стороны, он должен быть достаточно мощным, с другой — компактным. Ни одно топливо из известных не подходит для осуществления межзвёздных перелётов. Но человечество уже сейчас располагает источником энергии, который полностью соответствует суровым требованиям, — это атомные и термоядерные бомбы.

«Отцом» взрыволётов считается польский математик Станислав Улам. Его чаще всего вспоминают как одного из теоретиков водородной бомбы, однако сам Улам считал своим величайшим изобретением именно взрывной космический движитель. Учёный описал его устройство в 1947 году, вдохновившись романом Жюля Верна «С Земли на Луну». Принцип движения взрыволёта прост: за корму корабля сбрасывается небольшой ядерный заряд, происходит взрыв, оболочка устройства испаряется, часть испарившегося вещества ударяет по корме корабля — тот летит вперёд.

В 1958 году группа инженеров и физиков из корпорации «General Atomic» приступила к работе над секретным проектом взрыволёта с кодовым названием «Orion» («Орион»). Корпорацию, расположенную в Сан-Диего, основал американский атомщик Фредерик Хоффман для создания и эксплуатации коммерческих атомных реакторов. Соучредитель и соавтор проекта «Orion» — легендарный физик Теодор Тейлор.

Согласно расчётам Тейлора, схема летательного аппарата с взрывным движителем могла обеспечить колоссальный импульс, недоступный ракетам. Однако имелось существенное ограничение: энергия взрыва, направленная в плиту-толкатель, вызовет огромное ускорение, которое не способен выдержать никакой живой организм. Чтобы предотвратить экстремальную перегрузку, между кораблём и плитой собирались установить амортизатор, смягчающий удар и способный аккумулировать энергию импульса с постепенной «передачей» его кораблю. Рассматривались варианты со сверхмощными пневматическими поршнями и с мягкими баллонами, наполненными газом под давлением. Было построено несколько рабочих моделей толкателя корабля «Orion». Их испытывали с использованием обычной взрывчатки. Большая часть моделей разрушилась, но уже в ноябре 1959 года одну из них удалось запустить на стометровую высоту, что доказало принципиальную возможность устойчивого полёта при использовании импульсного движителя.

Авторы проекта быстро поняли, что без помощи государства им не обойтись. Тогда в апреле 1958 года они обратились в Управление перспективных исследований Министерства обороны США. В июле оно дало согласие на финансирование проекта с бюджетом миллион долларов в год. Проект проходил под обозначением «Заказ № 6» с темой «Изучение ядерно-импульсных двигателей для космических аппаратов». Площадку для первого опытного образца корабля «Orion» планировали построить на полигоне Джекесс-Флэтс (Невада). Стартовый комплекс собирались оборудовать восемью башнями высотой 76 м. Согласно проекту, масса корабля на взлёте должна составлять около 10 тыс. тонн. Атомные заряды мощностью 0,1 килотонны в тротиловом эквиваленте на этапе взлёта должны взрываться со скоростью один заряд в секунду. Затем, когда высота и скорость вырастут, частоту взрывов можно уменьшить. При старте корабль должен лететь строго вертикально, чтобы минимизировать площадь радиоактивного загрязнения.

«Orion» выглядит кораблём, словно взятым из фантастического романа о далёком будущем. Его полезная масса измерялась тысячами тонн. Полторы сотни человек могли с удобствами расположиться в комфортабельных каютах. Оставалось неясным, как такой корабль сумеет приземлиться на планету, но Тейлор полагал, что со временем удастся разработать надёжный посадочный ракетоплан многоразового использования. Программа развития проекта «Orion» была рассчитана на 12 лет, стоимость — 24 млрд долларов, что сопоставимо с запланированными расходами на лунную программу «Saturn-Apollo». Однако приоритеты изменились. Агентство НАСА с первых дней своего существования отказалось рассматривать проекты ракет с ядерными двигателями, отложив тему на будущее. Окончательно проект «Orion» был закрыт в конце 1959 года, когда Управление перспективных исследований прекратило финансирование.

Столетний корабль

На взрыволётном принципе основан и проект корабля «Daedalus» («Дедал»). Десятого января 1973 года на общем собрании Британского межпланетного общества приняли решение о начале исследований теоретической возможности межзвёздного полёта. Члены общества поставили перед собой задачу спроектировать беспилотный космический аппарат, способный в реальные сроки добраться до одной из ближайших звёзд, провести научные исследования и передать на Землю полученную информацию. В проекте приняли участие 300 специалистов, официально они завершили работу в 1978 году, выпустив отчёт, в котором описали конструкцию межзвёздного зонда и дали научно-технические обоснование.

Целью зонда «Daedalus» была выбрана звезда Барнарда (находится на расстоянии 5,96 светового года), ведь в то время считалось, что она имеет планеты. Продолжительность полёта определили в 40 лет: выбирался период времени, в течение которого участники начала работ по созданию звездолёта могли бы дожить до получения результатов. Впоследствии время увеличили до 49 лет.

В качестве прототипа авторы проекта приняли «Orion», однако почти сразу решили отказаться от энергии расщепления атомов в ходе цепной реакции делящегося вещества, отдав предпочтение термоядерному синтезу. В качестве топлива выбрали смесь из дейтерия и гелия-3, поскольку такого рода синтез не сопровождается значительным выбросом радиации. Маленькая сфера-мишень, содержащая эти изотопы, забрасывается в двигатель с помощью специальной пушки. В тот момент, когда мишень попадает в заданную точку полости двигателя, в неё одновременно выстреливают мощные лазеры; при этом топливо сжимается и нагревается до температуры, достаточной для инициирования реакции ядерного синтеза. При взрыве образуется облако ионизированного газа, напоминающее шаровую молнию, которое выталкивается наружу магнитным полем, ограниченным металлическими стенками камеры двигателя. Сила взрыва через магнитное поле передаётся стенкам камеры двигателя, а продукты взрыва выбрасываются из неё. Энергия взрыва идёт на создание тяги, а часть её отбирается из продуктов взрыва с помощью индукционного селеноида, размещённого на выходе ускорительной части двигателя, и направляется на «перезарядку» лазеров, готовых выстрелить в очередную мишень. Частота взрывов может достигать 250 в секунду, а мощность такого двигателя будет в несколько раз превышать мощность, вырабатываемую на всём земном шаре.

Хотя схема полёта не предусматривала торможение у цели (то есть систему звезды Барнарда предполагалось изучать с пролётной траектории), а вся масса проектируемого зонда «Daedalus» составляла всего-то 450 тонн (почти столько же весит Международная космическая станция), для его разгона до скорости, равной 10% от световой, потребуется большое количество топлива: около 50 тыс. тонн!

В чём и заключается главная проблема проекта. Если дейтерий имеется на Земле в достаточном количестве (в морях и океанах), то запасы гелия-3 ничтожны. Небольшие количества изотопа нарабатываются в ядерных реакторах, и он очень дорог: 1 кг стоит миллионы долларов. Очевидно, чтобы выделить необходимые для звездолёта 30 тыс. тонн гелия-3, следует изыскать какие-то другие источники. Первым источником может стать лунный реголит, однако поистине неисчерпаемые запасы изотопа сосредоточены в атмосфере Юпитера. Авторы проекта «Daedalus» предлагали разместить на орбите Каллисто, спутника Юпитера, специальный аппарат для улавливания гелия-3 прямо из окружающего пространства. Согласно приближённым оценкам, юпитерианских запасов изотопа хватит на триллион (!!!) таких звездолётов, как «Daedalus». Зонд просто подберёт баки с гелием-3, пролетая мимо Каллисто.

В ходе детальной проработки проекта была предложена двухступенчатая компоновка зонда. У каждой ступени — свой собственный взрывной движитель. В шести сферических сбрасываемых баках первой, наиболее тяжёлой, ступени запасено 46 тыс. тонн топлива. В четырёх таких же баках второй ступени ещё 4 тыс. тонн. Полезный груз размещён в головной части второй ступени, защищённой от бомбардировки межзвёздной пылью большим плоским экраном из бериллия толщиной 7 мм. В состав полезного груза входят 18 вспомогательных космических зондов, каждый из которых имеет свою собственную двигательную установку — именно они станут изучать систему звезды-цели. Управлять полётом в течение всей экспедиции будет мощный бортовой компьютер с зачатками «искусственного интеллекта», поскольку ему придётся принимать оперативные решения без вмешательства человека.

«Эффект спутника»

Главный результат проекта «Daedalus» — теоретически доказанная возможность межзвёздных экспедиций. Принятая компоновка зонда, схема полёта и многие конструктивные решения не потеряли своей актуальности. Материалы проекта используются в образовательных программах; по нему делают курсовые и дипломные работы. «Daedalus» рассматривают в первую очередь, когда заходит речь об очередной инициативе по достижению звёзд. К примеру, в 1987—1988 годах агентство НАСА и Военно-морская академия США прорабатывали совместный проект «Longshot» («Дальний выстрел»), предполагавший запуск к альфе Центавра зонда с ядерным двигателем. Особенно подчёркивалось, что в «Longshot» используются существующие технологии, хотя и требующие некоторого развития. При мощности 300 киловатт ядерный реактор должен давать энергию лазерам, которые используются для начала термоядерного синтеза, как и на «Daedalus». У звездолёта проекта «Longshot» стартовая масса 396 тонн, включая 264 тонны топлива (гелий-3 и дейтерий). Полёт до выхода на орбиту альфа Центавра Б занял бы около ста лет при максимальной скорости 13 411 км/с (примерно 4,5% от световой).

Сегодня «Daedalus» обрёл ещё одну «дочернюю» разработку — «Icarus» («Икар»), над которым трудится международное некоммерческое сообщество учёных. Конкретная цель нового межзвёздного зонда, проектируемого по той же взрыволётной схеме, не определена — решено, что он должен добраться до любой звезды в пределах 15 световых лет. Кроме того, планы по возрождению проекта «Daedalus» обсуждают на симпозиумах, организованных в рамках программы «100 Year Starship» («Столетний звездолёт»), которую инициировало НАСА при поддержке Агентства перспективных исследовательских проектов (DARPA).

Получается, что мировое научное сообщество не собирается откладывать идею межзвёздных перелётов в «долгий ящик». Наоборот, уже сейчас мы наблюдаем активизацию усилий в этом направлении. Способна ли Россия, имеющая статус одной из ведущих космических держав, как-то участвовать в реализации столь амбициозных планов? Казалось бы, для этого нет никаких препятствий, однако в последние годы руководство отечественной ракетно-космической отрасли ориентируется прежде всего на извлечение прибыли из своей деятельности, а строительство межзвёздного зонда вряд ли когда-нибудь окупится.

И всё же вариант есть! Первый искусственный спутник Земли, запущенный 4 октября 1957 года в Советском Союзе, был довольно примитивным устройством, но вызвал колоссальный отклик во всём мире, спровоцировав космическую «гонку», которая завершилась в 1969 году, после высадки американских астронавтов на Луну. В принципе, и сегодня есть возможность воспроизвести подзабытый «эффект», не прибегая к сложным и дорогостоящим технологиям. Почему бы, например, не попробовать запустить некий аппарат, снабжённый разгонными двигателями и солнечным парусом, в односторонний полёт с таким расчётом, чтобы на одном из этапов его скорость превысила 1% от скорости света? Ведь никто и никогда ещё такую скорость не развивал. Взяв очевидный исторический приоритет в космической сфере, Россия продемонстрирует миру новые возможности, которые сегодня кажутся фантастикой. Именно так всегда земляне и покоряли Вселенную. Нужно лишь сделать первый маленький шаг…

Фотонный двигатель — это… Что такое Фотонный двигатель?

Фотонный двигатель (квантовый) — гипотетический реактивный двигатель, где источником энергии служит тело, которое излучает свет. Фотон имеет импульс, и, соответственно, при истекании из двигателя, свет создает реактивную тягу. Теоретически фотонный двигатель может развить максимальную тягу из расчёта на затраченную массу космического аппарата, позволяя достигать скоростей, близких к скорости света, однако практическая разработка таких двигателей, судя по всему, дело достаточно отдалённого будущего.

Аннигиляционный фотонный двигатель

В этом разделе не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 12 мая 2011.

Чаще всего обсуждаются и упоминаются в научно-фантастической литературе идеи создания такого двигателя с использованием антивещества. Энтузиасты считают, что взаимодействие вещества и антивещества позволяет перевести практически всю вступающую в реакции массу в излучение.

Тем не менее, надо отметить, что распространенная в литературе формулировка «при аннигиляции выделяются гамма-кванты» в принципе физически неверна. Гамма-кванты прямо выделяются только при электрон-позитронной аннигиляции. В случае аннигиляции покоящейся (не релятивистской) пары протон-антипротон происходит сложно-цепочечная реакция: образование (часто) адронного мезоатома с временем жизни порядка 10−27 секунды, затем распад этого атома (собственно аннигиляция) с образованием пионного комплекса, состоящего из 2-12 (в среднем 5-7) нейтральных (1/3) и заряженных (2/3) пи-мезонов (пионов), затем за время порядка 10−17 секунды нейтральные пионы распадаются с выделением гамма-квантов с пиком энергии в спектре около 70 МэВ, в то время, как заряженные пионы, имеющие значительно много большее время жизни, до ~1,5×10−4 секунды, удаляются с околосветовыми скоростями из области реакции (в вакууме и разреженной среде — до 20-40 м, в плотном веществе, например, графите — порядка 0,1-0,2 м) и затем распадаются с образованием мюонов, в свою очередь распадающихся (в основном, 99,998 %, канале распада) на нейтрино и электроны.

Таким образом, при аннигиляции антивещества — то есть вещества, состоящего из антипротонов и позитронов, примерно 1/3 энергии выделится в виде жесткого гамма-излучения с энергией квантов 511 кэВ (от позитронно-электронной аннигиляции) и 70 МэВ от распада нейтральных пионов, ~1/3 энергии — в виде заряженных частиц с достаточно большим пробегом, а ~1/3 — в виде нейтрино, то есть безвозвратно будет потеряна. И «реальный» ракетный двигатель на антиматерии скорее должен выглядеть, как магнитная ловушка для заряженных частиц, а не как некое «зеркало»[источник не указан 827 дней].

При такой невысокой массовой отдаче, порядка 23%[1], эксплуатация фотонного двигателя становится менее выгодной. Значительно повысить его эффективность позволяет использование внешних ресурсов. Прямоточный аннигиляционный фотонный двигатель и магнитные ловушки, собирающие рассеянный в межзвездной среде водород и гелий, дают возможность существенно уменьшить запасы рабочего вещества. К сожалению количество антивещества в межзвездной среде очень мало — порядка одного атома антиводорода или антигелия на 5*106 атомов обычного водорода, что делает невозможным использовать этот внешний ресурс. Поэтому проблема получения большой массы антивещества и его хранения на борту остается актуальной и для прямоточного аннигиляционного фотонного двигателя. [2]

Технические проблемы

В сегодняшнем состоянии идея фотонного реактивного двигателя невероятно далека от технического воплощения. Она содержит ряд проблем, которые сейчас даже теоретически не могут быть решены: Это:

  1. Проблема получения большого количества антивещества
  2. Проблема его хранения
  3. Проблема полного использования при «сжигании» — чтобы аннигиляция происходила полностью, и в основном с выделением именно фотонов
  4. Проблема создания «зеркала», способного очень хорошо отражать гамма-излучение и другие продукты аннигиляции.

Фотонный двигатель на магнитных монополях

Если справедливы некоторые варианты теорий Великого объединения, такие как модель ‘т Хоофта — Полякова, то можно построить фотонный двигатель, не использующий антивещество, так как магнитный монополь гипотетически может катализировать распад протона[3][4] на позитрон и π0-мезон:

π0 быстро распадается на 2 фотона, а позитрон аннигилирует с электроном, в итоге атом водорода превращается в 4 фотона, и нерешённой остаётся только проблема зеркала.

В то же время в большинстве современных теорий Великого объединения магнитные монополи отсутствуют, что ставит под сомнение эту привлекательную идею.

Упоминания в научной фантастике

Проверить информацию.

Необходимо проверить точность фактов и достоверность сведений, изложенных в этой статье.
На странице обсуждения должны быть пояснения.

  • В сериале «Star Trek (Звездный путь)» бортовая энергосистема зведолетов использует антиматерию т. е. антивещество в качестве энергоносителя, но двигатели звездолетов не фотонные.
  • В романе Ивана Ефремова «Туманность Андромеды» звездолёты землян используют фантастическое вещество анамезон «с разрушенными мезонными связями ядер атомов, обладающее близкой к световой скоростью истечения»[5].
  • Станислав Лем «Непобедимый» и «Фиаско» — космический корабль на фотонной тяге.
  • В рассказе Вл. Михайлова «Ручей на Япете» (1971) — космический корабль на фотонной тяге «Синяя птица»
  • В произведениях братьев Стругацких (см. Хиус, Страна багровых туч).
  • В произведении Бернара Вербера — «Звездная бабочка»
  • В компьютерной игре «Sins of a Solar Empire» вся техника всех рас использует антивещество.
  • В книге «Сомнамбула» (все части) Александра Зорича — крейсер «Справедливый» летает с помощью фотонной тяги.
  • В книге «Автостопом по галактике» Адамса Дугласа Ноэля — космический корабль «Золотое сердце», летает на «невероятностной тяге», в том числе и на «обычной фотонной тяге».
  • В песне «Тау Кита» Владимира Высоцкого астронавт путешествует на космическом корабле, имеющем в своей конструкции отражатель и двигающемся «по световому лучу».

Патенты на фотонный двигатель

Данный раздел имеет чрезмерный объём или содержит маловажные подробности.

Если вы не согласны с этим, пожалуйста, покажите в тексте существенность излагаемого материала. В противном случае раздел может быть удалён. Подробности могут быть на странице обсуждения.

Возможно, эта часть статьи содержит оригинальное исследование.

Добавьте ссылки на источники, в противном случае она может быть выставлена на удаление.
Дополнительные сведения могут быть на странице обсуждения.

В настоящее время существуют несколько патентов России на фотонный двигатель. Однако они содержат физические ошибки, и в отсутствие эффективных рабочих образцов эти патенты могут рассматриваться лишь как курьёзы:

  1. Патент на изобретение № RU 2201527 С1 от 18.05.1999. Автор(ы): Горбачев Евгений Александрович. Патентообладатель(и): Горбачев Евгений Александрович.
    Данный патент основан на неверном предположении, что разбив один пучок на несколько пучков меньшей мощности, мы получим бо́льшую тягу.
  2. Патент на полезную модель № RU 64298 U1 от 05.02.2007. Автор(ы): Урмацких Анатолий Васильевич, Урмацких Светлана Анатольевна, Урмацких Юлия Анатольевна. Патентообладатель(и): Урмацких Анатолий Васильевич.
    Данный патент основан на неверном предположении, что тягу может увеличить пассивный резонатор.
  3. Заявка на изобретение № RU 2008142777 A от 10.05.2010. Автор(ы): Дзюба Анатолий Филиппович.
    Данная заявка содержит не имеющий физического смысла наукообразный бред:
Реактивный двигатель с силой тяги, вызываемой реактивной силой струи газа, истекающей из сопла, отличающийся тем, что сила тяги вызывается реактивной силой виртуальных фотонов, излучаемых совокупностью протонов, стабилизируемыми магнитным полем сфероида, при этом излучение виртуальных фотонов подавлено в направлении вектора тяги возвратно-поступательными колебательными движениями в этом направлении локального участка магнитного поля сфероида, вызываемыми источником колебаний.

Фотонный двигатель в реальности

Согласно одной из гипотез, аномальное ускорение космических аппаратов «Пионер-10» и «Пионер-11» вызвано анизотропией теплового излучения аппаратов. Если это так, то таким образом зафиксирован эффект, аналогичный фотонному двигателю. Аналогично при определении параметров гравитационного поля Земли из траекторий движения геофизических спутников LAGEOS в расчёты входит давление солнечного света (Солнечный парус) и анизотропия теплового излучения спутников.

См. также

Примечания

Ссылки

Двигатель фотонный — Энциклопедия по машиностроению XXL

Современные химические топлива позволяют получать скорости истечения газа из сопла реактивного двигателя порядка 2—2,3 км/сек. Создание ионного и фотонного двигателей позволит значительно увеличить эту скорость. Другой путь увеличения скорости ракеты в конце горения связан с увеличением так называемой массовой, или весовой, отдачи ракеты, т. е. с увеличением числа Z. В современных многоступенчатых ракетах число Z может быть довольно большим.  [c.513]
Современные химические топлива позволяют получать скорости истечения газа из сопла реактивного двигателя порядка 2—2,3 км/с. Создание ионного и фотонного двигателей позволит значительно увеличить эту скорость. Другой путь увеличения скорости ракеты в конце горения связан с увеличением так называемой массовой, или весовой, отдачи ракеты, т. е. с увеличением числа 2, что достигается рациональной конструкцией ракеты. Можно значительно увеличить массовую отдачу ракеты Л 1 /Л1р путем применения м н и г и с т у п е н ч а т о й ракеты, у которой пос.яе израсходования топлива первой ступени отбрасываются баки и двигатели от оставшейся части ракеты. Так происходит со всеми баками и двигателями уже отработавших ступеней ракеты. Это значительно повышает число Циолковского для каждой последующей ступени, так как уменьшается Л1р за счет отброшенных масс баков и двигателей.  [c.539]

Цикл Карно. В заключение рассмотрим гипотетический цикл Карно, в котором в качестве рабочего тела используется фотонный газ. Тепловым двигателем в этом случае может служить, например, цилиндр с подвижным поршнем, представление о котором введено нами в начале 9-1.  [c.201]

Любая реактивная силовая установка должна иметь какое-либо рабочее тело, ускоряемое и отбрасываемое двигателем в направлении, противоположном движению летательного аппарата. Таким рабочим телом могут быть газ, жидкость, плазма, ядерные частицы, ионы и даже фотоны.  [c.212]

Допустим теперь, что существует возможность различать не ортогональные состояния. Пусть, например, оказывается возможной мембрана, которая не пропускает через себя состояния вида ( / 1 -ы/>2)/ /2. в случае фотонов это было бы состояние с поляризацией, направленной под углом 45 % по отношению к нормально поляризованным. Оказывается, что такое допущение сразу приводит к возможности создания вечного двигателя второго рода.  [c.372]

Фотонный (квантовый) ракетный двигатель  [c.48]

Солнечный парус называют иногда фотонным двигателем , так как солнечные лучи представляют собой поток фотонов. Но может быть создан фотонный двигатель, отличающийся от солнечного паруса тем, что источник электромагнитного излучения находится на борту космического аппарата (поэтому такой двигатель является действительно ракетным двигателем, в отличие от солнечного па-руса).  [c.48]

Простейшей фотонной ракетой может служить обыкновенный карманный фонарик. Будучи включен, он, находясь вдали от небесных тел, по истечении некоторого промежутка времени приобрел бы определенную скорость в направлении, противоположном отбрасываемому лучу. Если угодно, может рассматриваться в качестве фотонного двигателя и параболическая антенна бортового радиопередатчика или радиолокатор космического аппарата, также дающие направленное излучение.  [c.48]


Фотонный двигатель имеет смысл рассматривать, по-видимому, в основном как средство межзвездных перелетов. Межзвездная фотонная ракета, если она когда-нибудь сможет быть создана, будет, вероятно, отбрасывать луч света за счет превращения вещества в излучение. Возможно, что это будет происходить посредством соединения вещества и антивещества [1.33].  [c.48]

Фотонные двигатели звездолетов мы исключили из рассмотрения.  [c.52]

Получаемому электромагнитному излучению придается направленный характер, т. е. поток фотонов устремляется в одном опре деленном направлении подобно лучу прожектора. Фотонный, или световой, двигатель звездолета и представляет собой, по существу, такой прожектор колоссальной мощности. И, как всякий прожектор, такой двигатель должен иметь экран — зеркало, отражающее поток тонов в сторону, противоположную направлению полета. Это огромное зеркало — своеобразное сопло фотонного двигателя — будет, видимо, наиболее примечательной деталью конструкции звездолета.  [c.471]

Полученные значения, конечно, огромны, если учесть, что фотонный звездолет заведомо не может быть построен на Земле из-за тех бедствий, которые бы обрушил на земной шар его двигатель. Монтаж гигантского корабля на достаточно удаленной от Земли орбите представляет значительные трудности, но все же не кажется абсолютно невозможным ).  [c.473]

Часто высказывается мнение, что фотонный двигатель должен включаться лишь на окраинах Солнечной системы, куда корабль доставляется, видимо, С помощью электрических двигателей,  [c.473]

Ничем не отличалась бы она по существу и от тяги любого реактивного двигателя, за исключением того, что, как указывалось выше, в них реактивная тяга создается вытекающими частицами вещества, а в нашем случае такими же вытекающими фотонами.  [c.680]

Этот двигатель отличается от традиционных еще и тем, что скорость истечения из него рабочего вещества значительно больше. Мало того, это вообще наибольшая возможная скорость истечения , ибо не существует в природе скорости, большей скорости света. Таким образом, наш фотонный двигатель является как бы идеальным, предельно возможным.  [c.680]

Понятно, что излучатель фотонного двигателя должен отличаться от обычного прожектора не только размерами. Установите сколь угодно большой прожектор или сколько угодно много таких прожекторов на космической ракете, и вы не получите нужного результата — тяга такого фотонного двигателя будет ничтожно малой по сравнению с его массой. Чтобы увеличить тягу, нужно излучать гораздо больше энергии, чем это в состоянии сделать простой прожектор. Ведь энергия, излучаемая раскаленной поверхностью, зависит от температуры поверхности. По как бы ни была раскалена твердая поверхность, ее температура будет во всех случаях значительно меньше температуры поверхности Солнца (она равна, как известно, примерно 5500 °С).  [c.680]

Так, например, откуда звездолет будет черпать энергию, необходимую для питания фотонного двигателя. Совершенно ясно, что химическая энергия для этого непригодна Но даже в миллионы раз большая энергия деления атомов урана в этом случае также недостаточна С помощью энергии термоядерных реакций можно было бы, пожалуй, осуществить простейший из межзвездных перелетов. Но только полное использование потенциальной энергии вещества в состоянии решить проблему межзвездного полета фотонной ракеты.  [c.681]

Итак, на борту ракеты необходимо запасать антивещество, которое при достижении ею скорости полета 200-300 км/с с помощью термоядерного прямоточного двигателя следует использовать для получения фотонной тяги и дальнейшего разгона.  [c.692]

В этом случае лучение указанной дозы но важности биологических последствий почти равно облучению быстрыми нейтронами, так как вода не является достаточно хорошим поглотителем «у-фо-тонов. Однако требуемое минимальное расстояние уменьшится до 1,4 мили. Для уменьшения мощности дозы облучения у-фотонами в 100 раз потребуется бетонный защит ный слой толщиной около фута эта величина грубо эквивалентна слою воды в один фут, который уменьшает мощность излучения быстрых нейтронов в 10 раз. Чтобы находиться на расстоянии меньше чем 1000 футов от реактора мощностью 5000 Мет, нужно уменьшить приблизительно в 10 раз мощность у»Излучения и в 2-10 раз мощность излучения быстрых нейтронов (тепловые нейтроны будут поглощаться слоем защиты от быстрых нейтронов). Для этого при минимальной защите требуется около 4,1 фута воды и 2,2 фута бетона. Ясно, что большие расстояния между различными элементами оборудования всегда будут характерны для испытаний ядерных ракетных двигателей.  [c.537]


Существует ряд явлений, родственных Э., в к-рых перенос носителей заряда осуществляется не электрич. полем, а градиентом темп-ры (см. Термоэлектрические явления), звуковыми волнами (см, Акустоэлектрический эффект), световым излучением (см. Увлечение электронов фотонами) и т. п. Э. жидкостей, газов и плазмы обладает рядом особенностей, отличающих её от Э. твёрдых тел (см. Электрические разряды в газах, Электрический пробой. Электролиз). Э. М. Эпштейн. ЭЛЕКТРОРАКЁТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ (электрореактивные двигатели, ЭРД)—космич. реактивные двигатели, в к-рых направленное движение реактивной струи создаётся за счёт электрич, энергии, Электроракетная двигательная установка (ЭРДУ) включает собственно ЭРД, систему подачи и хранения рабочего вещества и систему, преобразующую электрич. параметры источника электроэнергии к номинальным для ЭРД значениям я управляющую функционированием ЭРД, ЭРД—двигатели малой тяги, действующие в течение длит, времени (годы) на борту космич. летательного аппарата (КЛА) в условиях невесомости либо очень малых гравитац. полей. С помощью ЭРД параметры траектории полёта КЛА и его ориентация в пространстве могут поддерживаться с высокой степенью точности либо изменяться в заданном диапазоне. При эл.-магн. либо эл.-статич. ускорении скорость истечения реактивной струи в ЭРД значительно выше, чем в жидкостных или твердотопливных ракетных двигателях это даёт выигрыш в полезной нагрузке КЛА. Однако ЭРД требуют наличия источника электроэнергии, в то время как в обычных ракетных двигателях носителем энергии являются компоненты топлива (горючее и окислитель). В семейство ЭРД входят плазменные двигатели (ПД), эл.-хим. двигатели (ЭХД) и ионные двигатели (ИД).  [c.590]

В ирипципе почти во всех воздушно-реактивных установках можно использовать ядерные реакторы. Мы можем представить, что ядерные реакторы могут заменить камеру сгорания в газотурбинном или прямоточном воздушно-реактивном двигателе или бойлер в паровом двигателе. Задача реактора в этом случае заключается в добавке теплоты в воздух или водяной пар. Основная проблема состоит в том, чтобы найти методы, которые выводят теплоту из реактора и переносят ее в воздух или нар нри достаточно высокой температуре иначе КПД невысокий, и установка становится громоздкой. Это иредиолага-ет технологические проблемы высокой сложности. Для пилотируемых летательных аппаратов вопрос экранирующей оболочки, т. е. вопрос защиты экипажа или пассажиров от влияния радиации, особо важен. Материалы также должны быть защищены от радиоактивной коррозии. Для создания ядерного ракетного двигателя нужно подумать об ис-пользовапии струй продуктов деления непосредственно для тягового усилия. Предлагалась также ракета с фотонным двигателем. В такой установке из ракеты пе вытесняется масса. Давление излучения направлено на получение тяги. В настоящее время представляется более перспективным использование рабочей жидкости, возможно с низким  [c.184]

Технические трудности создания аннигиляционного фотонного двигателя столь велики, что подавляющему большинству современных физиков представляются непреодолимыми в сколько-нибудь обозримом будущем. Много неясного также в вопросе о защиту экипажа от встречного потока межзвездного газа, набегающего на корабль со скоростью, близкой к скорости света, и потому порождающего опасное жесткое излучение оболочки корабля. Есть и другие трудности.  [c.478]

Но даже для фотонной ракеты подобный перелет связан с колоссальной затратой рабочего вещества . Так, для полета продолжительностью 30-40 лет в фотонном двигателе придется сжечь в световую энергию примерно 10 миллиардов тонн вещества Вьщелившейся при этом энергии хватило бы для расплавления оболочки земного шара на глубину в сотни километров. Не удивительно, что иногда предлагают, чтобы фотонный звездолет, отправляясь в свой далекий  [c.682]

Рассмотренный в предыдуш ем разделе фотонный двигатель требует, как мы установили, размеш ения на борту космического корабля довольно большого запаса веш ества и ан-тивеш ества. Нельзя ли каким-то образом использовать с той же целью внешний ресурс космического пространства  [c.691]


Сердце звездолета

Сердце звездолета

«Техника-молодежи» 1982 №3, с.54-55, 63

ДОКЛАДЫ ЛАБОРАТОРИИ
«ИНВЕНСОР»

Доклад № 78

СЕРДЦЕ ЗВЕЗДОЛЕТА
К 4-й стр. обложки
ДМИТРИИ МОТОВИЛОВ, инженер, г. Пенза

По витой лестнице наверх — в башню древней обсерватории поднимается звездочет и поэт Омар Хайям. Гулко бьется сердце — то ли от небывалых мыслей, властно и привычно захвативших его при взгляде на манящие огни в черном небе, то ли от трудного подъема по стершимся ступенькам. Далекие звезды, далекое небо…

Наступил век двадцатый. Идеи русских первооткрывателей — Кибальчича и Циолковского, воплощенные в реальные ракеты Королева, вывели человека в околоземное пространство.

Но звезды — звезды по-прежнему далеки для человека! Ведь расстояние до них так велико, что современный космический корабль будет лететь даже к самой ближайшей звезде многие тысячелетия… Двигаться быстрее попросту невозможно: запас горючего кончится, едва корабль выйдет за пределы солнечной системы. А все потому, что, преодолевая силы тяготения, ему приходится исторгать из себя лавину вещества — потенциального топлива, безвозвратно уходящего в космос через жерло камеры сгорания.

Звездолету нужен особый двигатель — на долгие десятилетия работы, разумно расходующий каждый грамм животворной массы корабля.

Каким он может быть?

Принцип работы нового двигателя достаточно прост. Попробуем логически развить идею механического отталкивания от опорного тела. Прыгая, допустим, с борта лодки в воду, мы одновременно заставляем ее двигаться в противоположном направлении. Усложним опыт. Поднесем к магниту другой магнит. Первый оттолкнется или притянется — в зависимости от положения полюсов. Причем воздействие осуществляется, так сказать, бесконтактно, одними полями. Ну а если бы вместо второго магнита у нас было бы только его поле, состоялся ли бы толчок? Наверняка. Поскольку же подобная ситуация сама по себе маловероятна, то воспримем из нее только идею и подумаем об электромагнетизме — здесь-то мы можем оперировать с силовыми полями довольно широко. Представим два параллельных проводника А и Б, расстояние между ними равно R. Они обесточены, и сила их электродинамического взаимодействия равна нулю. Теперь пропустим через проводник А импульс тока I определенной длительности

Возникнет электромагнитное поле с магнитной индукцией В2, которое «подойдет» к Б через время 0,5τ. Теперь, в этот момент, пропустим через Б ток той же длительности. Взаимодействуя с полем В2, он вызовет появление силы Ампера FA, приложенной к проводнику Б, который получит импульс силы, толчок вперед. Первый же проводник останется в покое: ведь к моменту прихода поля проводника Б в область проводника А последний будет уже обесточен. Впрочем, для повышения КПД процесса можно на этой стадии пропустить импульс и через А, но уже противоположного направления. Тогда сила удвоится. Так вот, почему бы нам не разместить подобные проводники в звездолете? Правда, сразу же возникает немало вопросов. Ну, во-первых, как мы назовем этот тип двигателя? Ракетный, радио, или, может быть, «полевой»? Ведь он, как видим, основан на истекании электромагнитного поля из рабочего пространства. Действительно, сложное математическое исследование энергии и массы его полей показало, что в результате их наложения во времени и пространстве энергия и масса суммарного поля фокусируются в направлении, противоположном силе тяги. Формулы говорят о том, что при этом образовывается некая бесконечная пространственно-временная линза — невесомый эквивалент идеального зеркала фотонолета, фокусирующий мощное радиоизлучение корабля. Сквозь это невидимое сопло звездолет со скоростью света исторгает в космос материю в форме полей, обладающих энергией и массой. Максимально возможная скорость излучения этой массы V = С свидетельствует о достигнутом нами частном пределе экономии расхода массы звездолета. Общий же КПД составит 10—15% из-за отсутствия совершенных технических средств, позволяющих точно «фокусировать» пространственно-временную линзу. Основные параметры «полевого» двигателя связаны простой формулой, выражающей физический смысл его силы тяги — реакции излучаемого через пространственно-временную линзу поля массой М:


где FA — неуравновешенная сила Ампера, рассчитанная по известным электродинамическим формулам, t — время работы двигателя. Она связывает воедино такие разобщенные физические явления, как сила Ампера и инерция электромагнитного поля, и дает представление о неуравновешенной силе Ампера как о реакции излучения.

Расчеты показывают, что в частном случае один мегаватт энергии, израсходованной нашим двигателем, порождает силу тяги в несколько килограммов.

А идеальный фотонный двигатель с КПД, равным 100%, дает на один мегаватт тягу значительно меньшую!

Ошибка в вычислениях? Нет. Повторный подсчет удельной силы тяги нового двигателя другим способом — как реакции излучения массы суммарного поля проводников А и Б — дает точно такой же количественный результат.

Физическое же истолкование его, на наш взгляд, может быть только одним: масса суммарного поля АБ проводников А и Б, пропорциональная квадрату вектора напряженности Е, значительно больше масс одиночно существующих полей А и Б.

«Небольшой» КПД нашего двигателя отражает всего лишь потенциальную возможность его совершенствования (увеличения силы тяги с 15 до 100 процентов при том же расходе энергии), а это позволяет построить теорию космического корабля, обладающего в несколько раз большим запасом хода, чем идеальный фотонный звездолет. Вообще фотонолетам будет трудно соперничать с кораблем, оснащенным «полевым» двигателем. И не только по той причине, что КПД последнего высок. Двигатель с лазерным излучателем не способен «выдавать» в непрерывном режиме достаточную для межзвездного путешествия мощность, поскольку предельно возможная плотность потока энергии через объем рабочего вещества лазера относительно мала. Двигатель будет иметь гигантские, недопустимо большие размеры. Точно так же антенна, излучающая равномерно во всех направлениях, должна иметь идеальный отражатель электромагнитного поля, иначе энергетический поток разрушит его. Создать же таковой почти невозможно.

А теперь попробуем представить себе конструкцию космического исполина с «полевым» двигателем, способным перенести его в планетную систему соседней звезды. В основании звездолета цилиндрические энергоустановки, соединенные мощными фермами с токопроводящими шинами-проводниками. Они несут полетный вес звездолета, обеспечивают минимум взаимного влияния и регулируют положение корабля в пространстве. Длина проводников — 7,5 м. Полутора метрами ниже расположены разрядники, возбуждающие с частотой 100 МГц 800-килоамперные импульсные токи в плазменных шнурах, заключенных в силовые трубки магнитного поля. В перспективе при создании силовых трубок, способных выдержать давление плазмы, равное силе тяги двигателя, металлические проводники можно заменить плазменными.

На высоте 500 м от «основания» на высоких колоннах-путепроводах с лифтами расположена обитаемая кабина с замкнутой системой жизнеобеспечения. Ее целесообразно защитить сверхпроводящей пленкой, отражающей остаточное радиоизлучение двигателя. Было бы заманчиво использовать такую пленку для полного отражения всего излучателя двигателя, но сверхпроводимость не терпит высокочастотных флуктуации тока, неизбежных при отражении силового поля большой интенсивности. Между кабиной и энергоустановками по всей высоте 500-метровых колонн установлены экраны — для ослабления потока излучения от двигателя к обитаемому модулю. Нижние выполнены в виде крупноячеистых сотовых решеток, ближе к «жилому» отсеку размер ячейки решетки уменьшается, а в непосредственной близости экран становится сплошным. Таким образом мы ослабим интенсивность излучения, не перегревая экраны. Защититься же от космического урагана, мгновенно съедающего килограммы обшивки звездолета, можно только ферромагнитным экраном. Микрометеориты и тяжелые частицы выпарят с его поверхности целое облако паров металла, которые будут надежно удерживаться в защитной зоне мощным магнитным полем корабля. Тепловую энергию можно отвести и использовать как дополнительный источник энергии.

Ферромагнитная защита усложнит изображенную на обложке ажурную конструкцию корабля: в середине пути потребуется его перестройка, чтобы направить излучатели А и Б в противоположную движению сторону и перейти на режим торможения.

Теперь о технических характеристиках звездолета. Его энергостанции — настоящие колоссы, способные вырабатывать энергию, мощность которой сравнима с суммарной мощностью энергостанций на Земле. При стартовой массе 6000 т звездолет, отправляющийся к ближайшей звезде α Центавра, должен развить крейсерскую мощность 3·108 млн. Вт, а ядерный дефект массы (расход топлива) за время полета составит 2 тыс. т. Половину пути корабль будет разгоняться, а вторую половину — тормозить с ускорением 0,1 G, при котором космонавты и система замкнутого жизнеобеспечения с земными растениями и животными будут чувствовать себя почти «как дома».

Путь в оба конца займет «всего» 20 лет. Космонавты сумеют побывать на планетах соседней звезды и вернуться на Землю. Агрегаты для формирования импульсов тока разместятся в нижней части модулей. Посредине расположатся ядерная топка и электрический генератор, а вверху — запас ядерного горючего (антивещества).

Отметим, на Земле уже созданы импульсные установки, способные развивать мощность, равную энергетической мощности цивилизации. А вот способы концентрации такого огромного количества энергии в малом объеме и ее превращения в электрическую еще предстоит разработать.

Теперь — об особенностях самого полета. Тяжелый гул ударов сверхмощного сердца звездолета может пагубно отразиться на природе и атмосфере нашей планеты. Поэтому стартовать к звездам придется подальше от Земли, используя в качестве защитного экрана Луну или Солнце. Аналогичные меры предосторожности необходимо принять и по отношению к планетам α Центавра.

После старта корабля, в течение всего полета Земля будет регулярно получать информацию с борта, закодированную в фазе и частоте излучения двигателя. Кстати, таким же путем и далекая звезда будет извещена об экспедиции задолго до ее прибытия.

И кто знает, может быть, древние рубайи Омара Хайяма и станут теми первыми позывными таинственного для другой цивилизации источника излучения, которые услышат однажды жители какой-нибудь далекой планетной системы.

Обсуждение доклада

ВЛАДИМИР ОКОЛОТИН, кандидат технических наук

Д. Мотовилов обратился к классу двигателей электромагнитного типа с активной преградой. В синхронных электродвигателях токи статора и ротора взаимодействуют своими полями, обе части машины активны. Два тока притягиваются: сдвинув один из них, мы заставим другой «тянуться» за первым. Однако на общей платформе они дадут нулевую суммарную силу.

Делалось много попыток как-то разбалансировать подобную систему.

Д. Мотовилов нашел простое, предельно эффективное решение. Давно известно, что взаимодействуют не просто массы, заряды и токи, как заставляют нас думать привычные законы Ньютона, Кулона и Ампера, а массы, заряды и токи взаимодействуют с полями — гравитационными, электрическими и магнитными. В формуле Лоренца все это учтено математически. Но диктат старых представлений чрезвычайно силен, и мало кто от этого диктата свободен. «Хитрость» Д. Мотовилова сводится к тому, что ток и порожденное им поле вовсе не обязаны совпадать «по фазе» в любой точке пространства, потому что полю нужно время на путешествие, в течение которого ток может измениться как угодно.

Справедливости ради следует указать, что эта идея была впервые высказана в научно-фантастическом рассказе Михаила Пухова «Услуга мага», опубликованном пять лет назад в сборнике «Картинная галерея».

Здесь хотелось бы сделать небольшое отступление на полвека назад. Под новый, 1930 год в Ленинградском политехническом институте кипели страсти. На дискуссии под названием «О природе электрического тока» яростно спорили сторонники двух физических школ. Одну группу возглавлял талантливый Яков Семенович Френкель, который повторял: «…я отрицаю правомерность представления о том, что это поле соответствует какому-то материальному образу», что «близкодействие — это замаскированное дальнодействие».

Известный же электротехник Владимир Федорович Миткевич неутомимо требовал ответа на вопрос: «Если что-то вылетело из одного заряда, но еще не достигло другого заряда, то где оно находится?» Тезис о физическом существовании электромагнитного поля поддержали многие участники дискуссии, такие, как В. Р. Бурсиан, Д. А. Рожанский, В. К. Лебединский, М. Л. Ширвиндт. В 50-х годах прошла еще одна дискуссия, участники которой отождествляли поле с веществом, тонким по своей природе и бешено мчащимся в пространстве. С тех пор споры затихли из-за очевидности проблемы. Например, одна из последних книг Вячеслава Владимировича Никольского по радиотехнике открывается таким примером: «Если радиоволна уже излучена передающей антенной, но еще не поступила в приемную, то что, как не поле, может переносить энергию?»

В двигателе Д. Мотовилова буквально в лоб реализованы примеры В. Ф. Миткевича и В. В. Никольского. Пусть в провод подан импульс тока. Порожденное им поле начнет цилиндрическим, а потом сферическим фронтом распространяться в стороны. Если препарировать эту полевую «пленку», то внутри ее можно «увидеть» волны. «Вглядевшись» пристальнее, заметим фотоны, сгустки которых отвечают гребням электромагнитных волн.

Импульс тока давно угас, но полевая «пленка» не «знает» об этом, продолжая лететь в пространстве. Вот она подлетает к другому проводу, где в это мгновение появился импульс тока. Поле толкает носителей этого тока к себе или от себя, в зависимости от направления «первичного» тока.

Вроде бы нет сомнений в работоспособности этих представлений, ибо взаимодействуют не ток с током, а ток с полем. Время, потраченное полем на дорогу, можно использовать с умом, уничтожив, к примеру, ток, его породивший.

Идея проста, но осуществить ее нелегко. Если взять два тока в сотню килоампер пти длине проводов 5 м и при зазоре в 1 мм, то при перемене импульсов с частотой 300 млрд. Гц такой дуплет даст в импульсе тягу в 500 т или в среднем 100—150 т, ибо полезное время вдвое меньше пауз.

Весьма сложно обеспечить импульсы волн длиной в 1 мм огромной силы. Современная техника может дать импульсы много больше ста килоампер, но они чуть ли не в миллион раз длиннее, чем надо Д. Мотовилову. И все-таки можно надеяться, что построить такой двигатель и разработать его теорию можно. Так что будем ждать сообщений об успешном запуске ракеты с радиодвигателем.

Перспективы фотонной тяги для межзвездного полета

https://doi.org/10.1016/j.phpro.2012.08.026Получить права и содержание технология, основанная на обычной ракетной технике и потенциально открывающая новую космическую эру. Здесь представлен взгляд на фотонное движение, чтобы прояснить, что межзвездный пилотируемый полет туда и обратно может быть достижим через столетие в рамках существующих научных принципов, как только необходимые существующие технологии получат дальнейшее развитие.Показано, что путь развития межзвездных полетов требует не только технологических прорывов, но и последовательного долгосрочного экономического интереса и инвестиций мирового масштаба. Такой интерес и инвестиции будут результатом положительной финансовой отдачи от рутинных межзвездных поездок, которые могут прибыльно перевозить очень ценные товары. Фотонная железная дорога, постоянная энергоэффективная транспортная структура, основанная на лучевом лазерном двигателе (BLP) компании Forward и фотонном лазерном двигателе (PLT) автора, предлагается для обеспечения таких рутинных межзвездных поездок на космических поездах.Предлагается четырехэтапный эволюционный путь развития к Межзвездной фотонной железной дороге. Каждый этап ставит перед собой эволюционные, но пугающие технологические и финансовые проблемы, которые необходимо решать в течение каждого периода времени в 20-30 лет, и, по прогнозам, создаст множество приложений, которые приведут к устойчивому реинвестированию в его развитие. В случае успешного развития Фотонная железная дорога совершит качественный скачок в экономических и социальных интересах человечества в космосе от исследований до терраформирования, добычи полезных ископаемых, колонизации и постоянного проживания на экзопланетах.

Ключевые слова

Ключевые слова

Фотон 80005

Photon Thruster

PhotoN Rocket

PhotoN Rocket

лазерный двигатель

лазерный двигатель

PLT

Photone Railway

SpaceTrain

Blped-лазерный двигатель

BLP

солнечная sai

световой парус

космическая солнечная энергия

формация полета

космические телескопы

Рекомендуемые статьи

Copyright © 2012 Опубликовано Elsevier B.V.

Rocket Lab запустила свой первый отечественный спутник «Фотон»

Rocket Lab больше не просто поставщик пусковых услуг.

Калифорнийская компания в настоящее время имеет космический корабль на околоземной орбите — первый из ее спутниковой линии Photon , которая предназначена для доставки полезной нагрузки клиентов в различные пункты назначения, включая Луну и Венеру.

Космический корабль «Фотон» под названием «Первый свет» вышел на орбиту на ракете-носителе «Электрон» высотой 57 футов (17 метров) Rocket Lab.30 , сообщили представители компании сегодня (3 сентября). Основной полезной нагрузкой в ​​этой миссии был 220-фунтовый. (100 кг) Sequoia, спутник наблюдения за Землей, построенный базирующейся в Сан-Франциско компанией Capella Space.

Связанные: Rocket Lab и ее ускоритель Electron (фотографии)

« ударная ступень » Electron развернула Sequoia примерно через 60 минут после старта. Но вместо того, чтобы уйти с орбиты в этот момент, как это обычно происходит в миссиях Electron, стартовая ступень перешла в спутниковый режим Photon и осталась в воздухе.

Мы не знали об активности Фотона до сегодняшнего дня; Rocket Lab сообщила только, что Sequoia будет летать с миссией 30 августа, которую компания назвала «Не могу поверить, что это не оптический». (Rocket Lab дает шутливые имена своим запускам Electron.)

First Light все еще кружит вокруг Земли, делая фотографии и отправляя их домой. Спутник — это прежде всего демонстратор технологий, способ протестировать системы Photon на орбите и показать клиентам, на что способен космический корабль.First Light будет работать в течение следующих пяти или шести лет, если все пойдет по плану, сказал основатель и генеральный директор Rocket Lab Питер Бек во время телеконференции с журналистами сегодня (3 сентября).

Фотон должен быть привлекательным для различных клиентов, позволяя им сосредоточиться на своих датчиках и других инструментах, не беспокоясь о строительстве и эксплуатации всего космического корабля, заявили представители Rocket Lab.

«Запуск первой миссии «Фотон» знаменует собой важный поворотный момент для пользователей космоса — теперь запуск и управление космической миссией стало проще, чем когда-либо», — сказал Бек в сегодняшнем заявлении .

«Когда наши клиенты выбирают миссию запуска плюс космический корабль с помощью Electron и Photon, они немедленно устраняют сложность, риск и задержки, связанные с необходимостью создавать собственное спутниковое оборудование и приобретать отдельный запуск», — сказал он в заявление.

Rocket Lab объявила о своих планах Photon около года назад, но эта идея разрабатывалась гораздо дольше. Компания с самого начала разработала базовую стадию для этого приложения, и переход в режим Photon в «Я не могу поверить, что это не оптический» не требовал существенной подготовительной работы перед запуском, сказал Бек во время сегодняшнего телеконференцсвязи.

Мы должны ожидать еще много миссий Photon в ближайшем будущем, поскольку компания готовится к полному оперативному использованию спутниковой линии.

«Мы можем летать по одному на каждую миссию и добавлять новые разработки по мере продвижения», — сказал Бек во время телеконференций. По словам представителей Rocket Lab,

Electron и Photon позволят выполнять относительно недорогие миссии в различных направлениях. Например, НАСА заключило с дуэтом контракт на запуск кубических спутников на Луну в 2021 году по полной цене 9 долларов.95 миллионов.

«10 миллионов долларов за запуск и полет космического корабля на Луну — это просто безумие», — сказал Бек.

Rocket Lab также планирует запустить частную миссию на Венеру в 2023 году с использованием Electron и Photon. По словам Бека, в рамках проекта планируется поиск возможных признаков жизни в венерианских облаках.

Майк Уолл — автор книги «Out There» (Grand Central Publishing, 2018; иллюстрации Карла Тейта) о поисках инопланетной жизни. Подпишитесь на него в Твиттере @michaeldwall.Следите за нами в Twitter @Spacedotcom или Facebook.

Можем ли мы использовать мощные источники света для движения космического корабля со скоростью света?

Чтобы ответить на этот вопрос, давайте сделаем шаг назад. Вы правильно говорите, что Третий закон Ньютона гласит, что каждое действие имеет равное и противоположное противодействие. Другой способ выразить это — сказать, что импульс сохраняется. В механике Ньютона импульс есть произведение массы и скорости. Тяжелый объект, движущийся медленно, имеет большой импульс, как и легкий объект, движущийся быстро.Однако это не означает, что все задействованные скорости компенсируются. Например, при выстреле из ружья возникает отдача, но поскольку ружье массивнее пули, отдача намного медленнее скорости пули.

Фотоны, частицы света, не имеют массы, но, как ни парадоксально, у них есть импульс. Импульс фотона обратно пропорционален его длине волны. Фотоны с большей длиной волны, такие как радиоволны, имеют меньший импульс, в то время как фотоны с более короткой длиной волны, такие как видимый свет или рентгеновские лучи, имеют больший импульс.

Так что да, в принципе, вы можете привести в движение космический корабль, стреляя мощным светом сзади.

Но импульс каждого фотона очень и очень мал. (Это число, называемое постоянной Планка, которое ничтожно мало, деленное на длину волны фотона.) Вам понадобится очень много фотонов.

Это не помешало физикам и инженерам задуматься о конструкции такой «фотонной ракеты». Эта статья 1960 года является самым старым резюме, которое мы смогли найти. Пол Глистер дает хороший обзор этой истории здесь.Идея заключалась в том, чтобы нести антиматерию на своем космическом корабле. Когда материя и антиматерия объединяются, высвобождается огромное количество энергии в виде фотонов. Если бы вы могли направлять эти фотоны в одном направлении, у вас была бы фотонная ракета, которая действительно была бы потрясающим способом передвижения в космосе. Вы бы не путешествовали со скоростью света, но вы могли бы очень быстро разогнаться до высоких скоростей.

Но у этой идеи есть несколько проблем: во-первых, очень сложно создавать и хранить антиматерию.Было создано лишь незначительное количество, и в настоящее время нет практического способа хранить его на борту космического корабля. И даже если бы вы могли создать кучу антивещества, с современными технологиями все равно было бы почти невозможно направить созданные фотоны в определенном направлении. Вы, вероятно, просто убьете себя в пламени радиации.

Это не означает, что использование света для движения в космосе исключено. Но использование импульса, создаваемого светом, требует переосмысления конструкции вашего космического корабля.Вместо того, чтобы создавать свет самостоятельно, вместо этого отражайте свет, падающий на ваш космический корабль, будь то солнце или искусственный источник, например лазер, направленный на ваш космический корабль с Земли.

На этом принципе основаны солнечные паруса, использующие отраженный солнечный свет. Хитрость заключается в использовании очень легкого и светоотражающего материала. Когда свет попадает на этот материал и отражается от него, он придает ему импульс. Если свет не очень яркий, это производит только небольшое количество силы.Но поскольку вам не нужно носить с собой топливо, ускорение, вызванное этой силой, может со временем накапливаться. Это делает солнечные паруса (а также лазерные или мазерные паруса) чрезвычайно привлекательными.

Несколько солнечных парусов были протестированы в космосе НАСА, Японским космическим агентством и частной группой Планетарного общества. Если вы можете создавать материалы с высокой отражающей способностью, то вы можете подвергнуть свои паруса воздействию более высоких энергий, либо развернув их близко к солнцу, либо направив на них очень мощные лазеры.(Если материал не обладает высокой отражающей способностью, яркий свет, естественный или искусственный, просто расплавит его.) Это идея амбициозных проектов, таких как Starshot, которые стремятся использовать лазер на Земле для ускорения крошечного, легкого отражающего космического корабля до почти десять процентов от скорости света.

Значит, вы не совсем ошибаетесь, считая свет потенциальной формой движения. Просто вы, вероятно, не стали бы генерировать свет на самом космическом корабле.

Чтобы первыми получать ответы на вопросы наших читателей, убедитесь, что вы подписались на The Airlock здесь.Это бесплатно и рассылается каждую среду.

Как космический корабль с фотонным двигателем может доставить нас к Альфе Центавра

Альфа Центавра, еще один оживленный космический район, находится всего в 4 световых годах от нашей Солнечной системы. Есть только один существенный недостаток. Космический корабль, отправленный к Альфе Центавра с помощью современных технологий, не достигнет примерно 82022 года. Вот почему в 2016 году покойный ученый Стивен Хокинг и финансист Юрий Мильнер основали Breakthrough Starshot, проект по отправке космических зондов размером с микрочип к Альфе Центавра в 20 лет. % скорости света сокращает время полета вдвое и составляет всего 20 лет.

Их конструкция вращается вокруг светового паруса, который вместо ветра использует силу фотонов или световых частиц, испускаемых наземным лазером.

Одна такая команда из Пенсильванского университета работает над важной частью головоломки. Исследователи предложили стратегию, позволяющую удержать этот новый космический корабль от разрыва на протяжении двух десятилетий межзвездного путешествия в паре публикаций, опубликованных в журнале Nano Letters.

Фотоны отражаются и создают давление при контакте с нашим световым парусом, объясняет Баргатин.Поскольку мы имеем дело со светом, а не с реальными молекулами воздуха, метод несколько отличается. Однако в обоих случаях они оказывают давление.

Сильные лазерные импульсы, по мнению ученых, могут создавать давление, достаточно сильное, чтобы скрутить и разорвать лист, подобно тому, как натянутый парус лодки может разорваться при сильном порыве ветра. Они говорят, что световые паруса должны «раздуваться» и иметь изогнутую форму, подобную парашюту. По словам Баргатина, длина паруса и радиус закругления должны быть около 3 метров.

Однако, по большому счету, создание огромного лазерного массива, который двигал бы световые паруса вперед, будет серьезной проблемой. По словам Баргатина, исследователи, работающие над космической связью, все еще выясняют, как получить данные от зонда с микрочипом, подключенного к световому парусу.

Прорыв Механизм Starshot, если он когда-либо удастся, станет настоящей данью уважения научной изобретательности человечества.

Один (1985) — IMDb

Я большой поклонник смелых и диких творческих миров, представленных научной фантастикой.И я также большой поклонник аниме, я смотрел такие шоу, как Yamato/Star Blazers, Galaxy Express 1999, Macross и массу других известных анимационных эпопей.

Я видел 90-минутную американскую версию этого фильма давным-давно и подумал, что это хорошо, но не великолепно. Однако недавно я посмотрел 135-минутную версию на японском языке дважды за одну неделю (да, более четырех часов просмотра). Мое мнение об этом фильме только что подскочило на несколько ступеней. Чем больше я это смотрю, тем больше я это ценю. Дизайнерская работа феноменальна, а саундтрек превосходен.На самом деле, я замечаю возрождение интереса к группе Loudness и альбому с песнями из этого фильма.

Что касается меня, то я хочу, чтобы научно-фантастический фильм перенес меня куда-то, и этот определенно делает это. Для фильма, который длится более 2 часов, этот фильм быстро перемещается от места к месту. На самом деле, это может занять еще час. Тем не менее, быстрый темп меня устраивает, так как это отличительная черта ранних дней научной фантастики (за исключением «Космической одиссеи 2001 года»).

Эта функция имеет множество влияний, и почти все названия, которые я упомянул в этом обзоре, относятся к их числу.Я заметил в FAQ, что люди критиковали этот фильм за то, что он идет по тому же пути, что и космический линкор «Ямато». Тем не менее, я не вижу, чтобы люди говорили то же самое о «Легенде о галактических героях» или некоторых других функциях, которые также во многом обязаны Ямато. Я бы даже сказал, что Один на самом деле улучшает Ямато во многих отношениях, добавляя приветственные элементы, такие как концепции из романов Фреда Саберхагена «Берсерк».

Этот фильм не сбивается с курса и сохраняет постоянный тон. Я не могу сказать достаточно о последнем, так как очень многие научно-фантастические функции выходят из строя или вставляют глупых персонажей или сцены без всякой причины.Однако Один сохраняет последовательность и даже умудряется закончить фильм на очень эмоциональной и эпической ноте.

Я приветствую людей, которые сделали этот фильм возможным, и все мысли и тяжелый труд, который они вложили в него. Браво!

Также спасибо neo1024. Вы сделали мужскую работу, сэр!

Фотонная пушка | Ресурсы No Man’s Sky

Космическое снарядное оружие

Фотонная пушка — стандартное оружие, устанавливаемое на все космические корабли, и используется чаще, чем альтернативный фазовый луч.

Скорострельность ~7 выстрелов/сек
Время до перегрева ~5.6 секунд
Время перезарядки при перегреве 4 секунды

Фотонная пушка — одно из двух орудий звездолета, используемых звездолетами NPC (другое — фазовый луч).

1.0 Релиз — Добавлено как оружие.

1.2 Pathfinder — Независимые улучшения Ion Blast, Photon Accelerator и Photon Blast были заменены на Cyclotron Ballista, Infra-Knife Accelerator и Positron Ejector соответственно.

1.5 СЛЕДУЮЩИЙ — Добавлены улучшения нелинейной оптики и процедурно сгенерированные фотонные пушки, а улучшения Сигма/Тау/Тета удалены.Раньше для ремонта требовался Heridium и Iron.

Launch Thrusters — это технология космического корабля, необходимая для посадки и взлета космического корабля.

Автоматическая перезарядка: включена. Скорость перезарядки составляет 4% в минуту.

Эффективные двигатели — это технология звездолета и модернизация стартового двигателя. или луны в той же звездной системе

Усилитель субсвета — это технология звездолета, которая увеличивает скорость импульсного двигателя

Нестабильный двигатель — это технология звездолета, которая увеличивает эффективность использования топлива импульсным двигателем

+25% мощности импульсного двигателя
+15% ускорение
+11% Маневренность

Ядро Photonix — это технология звездолета и модернизация Импульсного двигателя

Дефлекторный щит — стандартное средство защиты звездолета от вражеского огня

Абляционная броня — технология щита для звездолета, повышающая прочность щита

Двигатель звездолета со сверхсветовой скоростью, помогающий игрокам путешествовать по звездным системам и галактикам

Emergency Warp Unit — это технология космического корабля, которая позволяет уйти из боя, перемещаясь в неизвестном направлении.До Synthesis всегда можно было избежать боя, искажая

Системы Желтой и Красной Звезды

Кадмиевый привод — это технология звездолета, и это первое обновление гипердвигателя. Он позволяет телепортироваться в звездные системы красного и желтого цветов.

Желтые, красные и зеленые звездные системы

Emeril Drive — технология звездолета, второе обновление гипердвигателя. Он позволяет телепортироваться в звездные системы зеленого, красного и желтого цветов.

Желтые, красные, зеленые и синие звездные системы.

Indium Drive — технология звездолета, третья модернизация гипердвигателя.Это позволяет телепортироваться в желтые, красные, зеленые и синие звездные системы. На звездолете игрока должны быть установлены Кадмий-Драйв и Эмерил-Драйв, поскольку Эмерил можно найти только в звездных системах зеленого цвета. Фотонная пушка — стандартное оружие, устанавливаемое на все звездолеты, и используется чаще, чем альтернативный Фазовый луч. альтернатива более распространенной фотонной пушке.И то, и другое можно использовать для добычи полезных ископаемых на астероидах в космосе.

Ограничитель Фурье — технология, дополняющая Фазовый Луч, орудие космического корабля.

Позитронный эжектор — технология вооружения космического корабля. Это космическое оружие стреляет чрезвычайно мощными 20-зарядными снарядами с довольно быстрым разбросом, но ему не хватает дальности действия другого звездолетного оружия.

Нагнетатель осколков — это технология, которая дополняет позитронный эжектор, оружие звездолета, увеличивая его дальность с 750 до 937 единиц.5u (без учета бонусов апгрейда), сохраняя при этом максимальный разброс дальности на том же уровне.

Инфра-нож-ускоритель — это оружейная технология для космического корабля. Оружие стреляет двумя снарядами одновременно с очень высокой скорострельностью и очень быстро рассеивает тепло, пока не стреляет, но требует много времени для восстановления после перегрева

Q-Resonator — это технология, использующая значок Infra-Knife Accelerator. Добавляет дополнительный выстрел к каждому залпу Ускорителя Инфракрасного Ножа, эффективно увеличивая его базовый урон на 50%.

Циклотронная Баллиста — технология вооружения звездолета.который стреляет двумя снарядами за раз с несколько меньшей скоростью по сравнению со скоростью другого оружия звездолета; однако эти снаряды имеют высокий базовый урон (только ракетная установка имеет более высокий базовый урон на снаряд)

Насос Дайсона — технология, улучшающая циклотронную баллисту, орудие звездолета

Ракетная установка — технология вооружения звездолета, позволяющая одновременный пуск трех ракет по кораблям противника во время воздушных боев или космических боев с пиратами.Они не управляются и требуют ручного ведения цели на большие расстояния. Чтобы компенсировать этот недостаток, они наносят суммарный урон в 3000 единиц за одну атаку всем целям в радиусе их действия, что делает их особенно полезными для борьбы с скоплениями пиратов, направляющихся к вам. После запуска ракет оружие должно остыть, прежде чем его можно будет использовать снова.

Большие ракетные трубы — технология, дополняющая ракетную установку, орудие космического корабля. Хотя других улучшений Ракетной установки нет, установка этой технологии рядом с Ракетной пусковой установкой активирует бонус обновления, еще больше увеличивая его преимущества. технология космического корабля и позволяет игроку проверять экономику звездных систем на галактической карте без необходимости телепортироваться в эту систему.Это экономит варп-ячейки и облегчает игрокам поиск систем с высокой экономикой, а также систем правильного типа экономики для торгового маршрута.

Сканер конфликтов — это технология космического корабля, которая позволяет Галактическая карта (показана под экономическим статусом системы) без необходимости варпа в эту систему.

Дает бонус +1% к ускорению корабля.
Бонус за соседство с фигурками Поло и Артемиды.

Дает бонус +1% к Ускорению корабля.
Бонус за соседство с фигурками Поло и Артемиды.

Дает бонус +1% к Ускорению корабля.
Бонус за соседство с фигурками Поло и Артемиды.

Дает бонус +1% к Ускорению корабля.
Бонус за соседство с фигурками Поло и Артемиды.

Дает бонус +1% к Ускорению корабля.
Бонус за соседство с фигурками Поло и Артемиды.

Дает бонус к дальности прыжка в 50 световых лет.

Повышает маневренность на 5%.

Повышает эффективность корабельных пусковых установок на 5%.

Дает 5% бонус к двигателю и имеет синергию с Поло Статуэткой, когда они размещены вместе.
Разместите все три следа от двигателя рядом с Поло, затем поместите Артемиду, касающуюся Поло, чтобы получить большой бонус к маневренности.

Увеличивает урон корабельных орудий.

Дает 5% бонус к корабельным щитам.

Катапульта Frameshift — это альтернативная технология гипердвигателя, впервые представленная в Expedition 3: Cartographers.
Это особый альтернативный гипердвигатель на стартовом звездолете игрока.
Во время экспедиции его необходимо починить вскоре после того, как игрок покинет стартовую планету. После ремонта его можно перезарядить с помощью варп-ячеек или варп-гиперядра.

Герметизирующая капсула — альтернативная технология, впервые представленная в Expedition 3: Cartographers.

Waveform Engine — это усовершенствованная версия стандартного импульсного привода, впервые представленная в Expedition 3: Cartographers.
Это тщательно настроенный альтернативный импульсный двигатель для начального звездолета игрока, но сначала его необходимо отремонтировать в рамках этапа 3 экспедиции.
После ремонта его можно перезарядить тритием или пиритом.

Эффективность топлива
Маневренность
BOOST

Диапазон Warp 9

Диапазон Hyperdrive

Пожарная скорость
Тепловой дисперсию
Ущерб

Пожарок
Тепловой дисперсию
Ущерб

Огонь
Тепловой дисперсию
Ущерб


Урон

FSD: Starship Operations — Фотонные торпеды

Фотонная торпеда была разработана как тактическое оружие, которое можно использовать, когда звездолет путешествие в варпе — ситуация, в которой фазеры бесполезны.

Фотонные торпеды, впервые разработанные в 2215 году, представляют собой взрывное оружие, которым, в отличие от фазеров, можно стрелять по Скорость деформации. Они входят в стандартную комплектацию большинства звездолетов Федерации и часто устанавливаются в космосе. станции, такие как Deep Space 9 .

Фотонной торпеде потребовалось некоторое время, чтобы полностью развиться. Оболочки и системы доставки были на месте в начале 23-го века, но первые модели имели запас хода всего 750 000 километров и производили относительно низкая взрывная мощность.Теперь существует гораздо более совершенная фотонная торпеда; эта последняя модель имеет верхнюю предел дальности 4 050 000 километров, как огонь с корабля в варпе. Если запускать со стационарного платформы, торпеда никогда не достигнет варпа 1 и, следовательно, не сможет лететь почти так же далеко. Этот диапазон можно удлинить, но поскольку двигатель черпает топливо из баков материи-антиматерии, это можно сделать только за счет убойной силы торпеды. Взрывная сила фотонной торпеды исходит от пакеты материи и антиматерии, которые обычно доставляются с варповой скоростью маленькими частицами материи-антиматерии топливный элемент, а затем столкнулись вместе, чтобы вызвать взрыв.Торпеда имеет ромбовидный корпус из формованный гамма-расширенный дураниум и внешняя оболочка терминиума, связанная плазмой. Последний корпус измеряет 2,1 на 0,76 на 0,45 метра, весит 186,7 килограмма.

При использовании в качестве оружия торпеда содержит взрывчатое вещество, захват цели, наведение, детонацию. агрегаты и маршевый двигатель варпа. Из-за своего небольшого размера варп-маршрутизатор не является настоящим варп-двигатель, и более точно его можно описать как топливный элемент из вещества-антивещества.Если торпеда при запуске с варп-скоростью маршевые катушки в топливном элементе приобретают варп-скорость от торпеды. пусковая трубка. Вещество и антивещество перевозятся на борту торпеды крошечными пакетиками; Этот метод увеличивает эффективную площадь контакта на три порядка при том же количестве вещества и В качестве меры защиты от антиматерии пакеты остаются внутри торпеды на большом расстоянии друг от друга до момента запуска.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.