Məlumat

Ulduz Trek-də alt işıq sürəti: Mümkündür?

Ulduz Trek-də alt işıq sürəti: Mümkündür?

Trekkies, bu texnologiya ilə yanaşı elmi fantastika aləmini də müəyyənləşdirməyə kömək etdi Ulduz yolu seriallar, kitablar və filmlər söz verir. Həmin şoulardan ən çox axtarılan texnologiyalardan biri də çarx sürücüsüdür. Bu sürücülük sistemi Trekiverse-də bir çox növün uzay gəmilərində inanılmaz qısa müddətdə (aylarla və ya illərlə "sadəcə işıq sürətini" alacağı əsrlərlə müqayisədə) qalaktikanı keçmək üçün istifadə olunur. Bununla birlikdə, çarx sürücüsünün istifadəsi üçün hər zaman bir səbəb olmur və buna görə də bəzən Star Trekdəki gəmilər sub-işıq sürətində getmək üçün impuls gücündən istifadə edirlər.

İmpuls sürücüsü nədir?

Bu gün kəşfiyyat missiyaları kosmosdan keçmək üçün kimyəvi raketlərdən istifadə edir. Ancaq bu raketlərin bir neçə çatışmazlığı var. Kütləvi miqdarda propellant (yanacaq) tələb edirlər və ümumiyyətlə çox böyük və ağırdırlar. Ulduzluqda mövcud olduğu təsvir olunanlar kimi impuls mühərrikləri Müəssisə, bir kosmik gəmi sürətləndirmək üçün bir az fərqli bir yanaşma edin. Kosmosdan keçmək üçün kimyəvi reaksiyalardan istifadə etmək əvəzinə mühərrikləri elektrik enerjisi ilə təmin etmək üçün bir nüvə reaktoru (və ya oxşar bir şey) istifadə edirlər.

Bu elektrik enerjisi, gəmini sürətləndirmək üçün tarlalarda saxlanan enerjidən istifadə edən və ya daha çox güclü maqnit sahələri ilə toqquşan və daha da irəli sürətləndirmək üçün sənətkarlığın arxasından tüpürən böyük qızdırıcı plazmanı istifadə edən böyük elektromaqnitlərə güc verir. Hamısı çox mürəkkəb səslənir və belədir. Əslində mövcud texnologiya ilə deyil, bacarıqlıdır.

Effektiv olaraq, impuls mühərrikləri, kimyəvi cərəyanlarla işləyən raketlərdən bir addım irəliləyir. İşıq sürətindən daha sürətli getmirlər, amma bu günkü şeylərdən daha sürətli olurlar. Yəqin ki, bunların necə qurulacağını və necə yerləşdiriləcəyini kimsənin müəyyənləşdirməsindən əvvəl yalnız vaxt lazımdır.

Bir gün bizdə impuls mühərrikləri ola bilərmi?

"Bir gün" haqqında yaxşı xəbər, bir impuls sürücüsünün əsas yeridiredir elmi cəhətdən. Ancaq nəzərə alınmalı olan bəzi məsələlər var. Filmlərdə ulduzlar işıq sürətinin əhəmiyyətli bir hissəsinə qədər sürətlənmək üçün öz impuls mühərriklərindən istifadə edə bilirlər. Bu sürətlərə çatmaq üçün impuls mühərriklərinin yaratdığı güc əhəmiyyətli olmalıdır. Bu, böyük bir maneədir. Hal-hazırda, nüvə enerjisi ilə belə, bu cür sürücülərin, xüsusən də belə böyük gəmilərin gücü üçün kifayət qədər cərəyan hazırlaya bilməyəcəyimiz çətin görünür. Beləliklə, aradan qaldırmaq üçün bir problem var.

Ayrıca, şoularda çox vaxt impuls mühərrikləri planetar atmosferdə və dumanlarda, qaz və toz buludlarında istifadə olunur. Bununla birlikdə, impulsa bənzər sürücülərin hər dizaynı bir vakuumda işləmələrinə etibar edir. Ulduz fazası yüksək hissəcik sıxlığı olan bir bölgəyə daxil olduqda (atmosfer və ya qaz və toz buludu kimi) mühərriklər yararsız hala düşəcəkdir. Beləliklə, bir şey dəyişməyincə (və fizika qanunlarını dəyişdirə bilməzsən, kapitan!), İmpuls sürücülükləri fantastika aləmində qalır.

İmpuls sürücüsünün texniki problemləri

İmpuls sürücüleri olduqca yaxşı səslənir, elə deyilmi? Elmi fantastikada göstərildiyi kimi, onlardan istifadə ilə bağlı bir neçə problem var. Biri vaxt genişlənməsi: Hər hansı bir sənətkar relativistik sürətlə səyahət edərsə, zamanın genişlənməsi ilə bağlı narahatlıqlar yaranır. Məhz sənətkarlıq yaxın işıq sürəti ilə səyahət edərkən qrafiki necə ardıcıl qalır? Təəssüf ki, bunun ətrafında bir yol yoxdur. Buna görə impuls mühərrikləri tez-tez elmi fantastikada relativistik effektlərin minimal olacağı işığın təxminən 25% -i ilə məhdudlaşır.

Bu cür mühərriklər üçün digər problem, işlədikləri yerlərdir. Bir vakuumda ən təsirli olurlar, amma atmosferə girəndə və ya duman adlanan qaz və toz buludları içərisindən çırpıldıqda onları Trekdə tez-tez görürük. Hal-hazırda təsəvvür edildiyi kimi mühərriklər belə mühitlərdə yaxşı nəticə vermir, buna görə həll edilməli olan başqa bir məsələ var.

İon sürücülər

Ancaq hamısı itirilmir. İdarəetmə texnologiyasına çox bənzər anlayışlardan istifadə edən ion sürücüler illərdir kosmik gəmidə istifadə olunur. Bununla birlikdə, yüksək enerji istifadəsi səbəbindən sənətkarlığı çox səmərəli şəkildə sürətləndirməkdə səmərəli deyillər. Əslində, bu mühərriklər yalnız planetlərarası bir sənətkarlıqda ilkin təkan sistemləri kimi istifadə olunur. Bu, digər planetlərə gedən zondların yalnız ion mühərrikləri daşıyacağını göstərir. Dawn kosmik gəmisində, məsələn, cırtdan planet Ceres'i hədəf alan bir ion sürücüsü var.

İon sürücülərinin işləməsi üçün yalnız az miqdarda propellant tələb olunduğu üçün onların mühərrikləri fasiləsiz işləyir. Beləliklə, kimyəvi bir raket sürətli bir sənətkarlıq əldə etməkdə daha sürətli olmasına baxmayaraq, tez bir zamanda yanacaq tükənir. Bir ion sürücüsü (və ya gələcək impuls sürücüləri) ilə o qədər də çox deyil. Bir ion sürücüsü günlər, aylar və illər ərzində bir sənətkarlığı sürətləndirəcəkdir. Bu uzay gəmisinin daha yüksək sürətə çatmasına imkan verir və günəş sistemi boyunca gəzinti üçün vacibdir.

Hələ bir impuls mühərriki deyil. İon sürücülük texnologiyası, əlbəttə ki, impuls sürücülük texnologiyasının tətbiqidir, lakin təsvir olunan mühərriklərin hazır sürətləndirmə qabiliyyətinə uyğun gəlmir Ulduz yolu və digər media.

Plazma mühərrikləri

Gələcək kosmik səyahətçilər daha perspektivli bir şey istifadə edə bilərlər: plazma sürücülük texnologiyası. Bu mühərriklər, plazmanı qızdırmaq üçün elektrik enerjisindən istifadə edir və sonra güclü maqnit sahələrini istifadə edərək mühərrikin arxasından çıxarır. Xüsusilə ənənəvi kimyəvi raketlərə nisbətən o qədər az propellant istifadə etdikləri üçün ion sürücülərinə bənzərlik verirlər.

Bununla birlikdə, onlar daha güclüdürlər. Onlar sənətkarlığı o qədər yüksək sürətlə sürətləndirə bildilər ki, plazma ilə işləyən raket (bu gün mövcud texnologiyadan istifadə etməklə) bir aydan az müddətdə Marsa sənətkarlıq qazandıra bilər. Ənənəvi olaraq işləyən bir sənətkarlıq alacağı təqribən altı ay bu cəsarətlə müqayisə edin.

Elədir Ulduz yolu mühəndislik səviyyələri? Tam olaraq deyil. Ancaq mütləq düzgün istiqamətdə bir addımdır.

Hələ futuristik sürücülərimiz olmasa da, ola bilər. Sonrakı inkişafla kim bilir? Bəlkə filmlərdə təsvir olunanlar kimi impuls sürücülükləri bir gün reallığa çevriləcəkdir.

Carolyn Collins Petersen tərəfindən redaktə və yeniləndi.