0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Варп двигатель своими руками

Варп-двигатель: разработка и испытания

Не так давно в средствах массовой информации появились слухи о том, что создали, наконец, в NASA варп-двигатель. Официальным представителям организации приходилось открещиваться от вброса, объясняя, что на самом деле проводились тесты совсем другого устройства, EmDrive. Но интерес к фантастическому прибору, искривляющему пространство, не утихает. Футуристы верят: где-то в секретных лабораториях разрабатывается варп-двигатель. НАСА испытания, однако, не проводило, так как на практике не создано ничего подобного. По крайней мере, официальные источники никакой информации об этом не представляют. Остается довольствоваться теоретической информацией.

Содержание

Технология

В общих чертах принцип работы варп-двигателей заключается в деформации пространства перед и позади звездолета, позволяя тому двигаться быстрее скорости света. Пространство «сжимается» перед судном и «разворачивается» за ним. При этом само судно находится в своеобразном «пузыре», оставаясь защищенным от деформаций. Сам корабль внутри поля искажения фактически остается неподвижным: перемещается само искаженное пространство, в котором он находится.

Использование варп-двигателей требует больших энергетических затрат, поэтому варп-системы Объединенной Федерации Планет приводятся в действие благодаря реакции между материей и антиматерией, разграниченными друг от друга кристаллами дилитиума. В результате реакции создается высоко-энергетичная плазма, называемая электро-плазмой. Электро-плазма направляется специальными электро-магнитными трубопроводами электро-плазменной системы (англ. electro-plasma system, EPS ) в плазменные инжекторы, которые, в свою очередь, создают варп-поле. Разные цивилизации используют разные источники энергии, но в целом процесс происходит аналогично.

Варп-поле, Поле искривления (Warp field)

Поле искривления состоит из множества слоев. Эти слои формируют «субпространственное поле». Это очень походит на «мини-вселенную», которая отделена от нормального пространства. Из-за отличающихся законов в этой мини-вселенной, относительно нормального пространства, мини-вселенная может двигаться со сверх световой скоростью. Чем из большего количества слоев состоит поле искривления, тем более глубоко корабль погружается в субпространство, тем дальше он отделяется от нормального пространства и тем выше скорость. Чтобы достигать более высоких скоростей, необходимо увеличить число субпространственных слоев. Для создания и поддержания последующего слоя требуется все больше энергии. Теоретический предел, наложенный на работу двигателя искривления называется предел Юджина. Согласно которому, фактор деформации 10 никогда не может быть, так как при этом расход энергии, как впрочем и скорость, становились равны бесконечности. Полный оставшийся доступным скоростной диапазон сжат между Warp 9 (9 слоев) и Warp 10 (бесконечная скорость).

На звездолёты класса «Интрепид» устанавливались специальные гондолы с изменяемой геометрией, позволяющее двигаться с еще более высокой скоростью без причинения вреда окружающему пространству и объектам, в нем расположенным. На более новом классе звездолётов «Суверин» устанавливаются более совершенные гондолы искривления, позволяющие двигаться с большими скоростями без изменения геометрии.

Элементы системы

  • Контейнер с антивеществом
  • Катушка индуктивности антивещества
  • Реле антивещества
  • Патроны дилитиума
  • Электро-плазма
  • Механизм экстренной остановки реакции
  • Основная магистраль охлаждающего устройства
  • Магнитный трубопровод
  • Магнитный блок
  • Гондолы

Часть двигателя деформации, спереди обычно располагается Вихревой сборщик со своими дополнительными системами, далее идет Плазменный инжектор, фокусирующий поток плазмы точно по центру Катушки искривления и собственно ряд катушек по всей оставшийся длине. Стандартом де-факто среди рас, использующих двигатели искривления, является использование двух гондол искривления слева и справа от корпуса корабля.

    • Коллекторы Буссарда

Устройство, обычно располагаемое (на кораблях Федерации) на переднем конце гондол искривления, и служащее для первичного сбора межзвездного газа (последующей сортировкой и переработкой занимаются уже другие системы). Сборщик обычно включается если запасы материи или антиматерии в баках корабля почти иссякли. Вихревой сборщик состоит из набора катушек, которые создают магнитное поле и подобно воронке затягивающее межзвездный газ.

    • Плазменный инжектор
    • Варп-катушка (катушка деформации)

Тороид, разделенный на несколько частей, который создает поле искривления, будучи активированным проходящим потоком высокоэнергетической плазмы. Ряд катушек деформации располагается в гондоле искривления. Используя плазменный инжектор, корабль может регулировать последовательность активации отдельных катушек искривления во время движения, позволяя кораблю маневрировать на Варп — скоростях.

  • Аннулирующее ядро
  • Предварительная магистраль охлаждения
  • Катушка индуктивности
  • Плазменный трубопровод
  • Промежуточный охладитель плазмы
    • Смазочно-охлаждающая жидкость
  • Регулятор плазмы
  • Энергопередающий канал
  • Сеть передачи энергии

Сеть распределения энергии, используемая на борту звездолетов Федерации для питания всех источников потребления, за ее работой и распределением энергии от источников к потребителям контролирует офицер ЭПС со своего терминала. Энергия передается в канале питания высокими скоростями движения плазменных частиц. Есть два основных источника питания: это ядро искривления и термоядерные реакторы в импульсных двигателях. Ядро в первую очередь питает гондолы искривления, щиты и фазеры, а импульсные двигатели всех прочих потребителей.

  • Космическая матричная катушка восстановления
  • Варп-плазменный трубопровод
  • Ядро деформации
    • Реактор материи/антиматерии
    • Инжектор антиматерии
    • Плата кристаллов дилитиума
      • Кристалл дилитиума

Пожалуй главный компонент ядра искривления, внутри которого потоки вещества и антивещества при управляемом процессе аннигиляции преобразуются в электроплазменный поток. Дилитий — единственный пока известный элемент, который инертен к антивеществу, когда подвергается воздействию высокочастотного электромагнитного поля в мегаваттном диапазоне. Эффективность реакции в кристалле зависит от его качества.

      • Механизм соединения кристаллов
    • Инжектор материи
    • Наборщик тета-матрицы

Разработка варп-двигателей

Каждая космическая цивилизация разработала варп-технологии самостоятельно и в разное время. Так Вулканцы имели варп-двигатели в третьем столетии по земному летоисчислению. В 2151 они преодолели скорость, равную семи варп-факторам. В том же году Клингоны смогли достичь шестой скорости. Следует заметить что сами клингоны не разработали варп-технологий — они были «позаимствованы» у хур’ков, когда-то захвативших родной мир клингонов КроноС (Хронос).

Объединенная Федерация Планет признала создание варп-двигателя важным этапом и фактором, характеризующим развитие какого-либо общества. Директивы Звёздного флота запрещают вступать в контакт с инопланетными расами до тех пор, пока те не войдут в эру варп-технологий.

Читать еще:  Что такое кривая намагничивания двигателя

Варп-технологии Федерации

На Земле варп-двигатель был создан ученым Зефрамом Кокрейном вскоре после окончания Третьей Мировой Войны. Несмотря на недостаток ресурсов, ему удалось переоборудовать для своих экспериментов космическую ракету «Титан V».

Первый испытательный полет варп-судна «Феникс» состоялся 5 апреля 2063 года и стал причиной «первого контакта» — встречи Землян и Вулканцев.

Однако дальнейшее развитие варп-технологий шло очень медленно (это во многом связанно с позицией Вулканцев, считающих человечество не готовым к освоению космоса) и только 80 лет спустя, в 2140-х, новый двигатель, созданный инженером Генри Арчером смог достичь варп-фактора 2. Вскоре сын Генри, Джонатан Арчер, преодолел 2-варп барьер, достигнув скорости варп 2.5.

К 2151 технология была развита настолько, что человечество стало готовым преодолеть барьер в 5 варп-факторов. Первым судном, оборудованным новым двигателем, стал звездолет «Энтерпрайз», который 9 февраля 2152 поставил новый рекорд скорости.

В 2161 была достигнута скорость 7 и новые двигатели начали устанавливаться на звездолеты.

В 2240-х годах скорость в 6 варп-факторов стала крейсерской (максимальная скорость на тот момент составляла варп 8).

Более высокие скорости были достигнуты только благодаря вмешательству других цивилизаций. Так в 2268 году Келвансы внесли изменения в конструкцию звездолета «Энтерпрайз», в результате чего тот смог добиться скорости варп 10 [1] . В том же году из-за саботажа Лосира звездолет «разогнался» до варп 14.1.

В то же время на звездолеты стали устанавливаться новые гондолы, сделавшие скорость варп 8 обыденной («Звёздный путь: Фильм»). В 2280-х была разработана технология «трансварп», которая должна была позволить двигаться с ещё большей скоростью, однако неудача испытаний новых двигателей вынудила инженеров отказаться от их практического применения.

Ко времени появления класса «Галактика» в 2360-х успехи инженеров позволили звездолетам двигаться со скоростью варп 9.6 в течение двенадцати часов.

Корабль Вояджер мог поддерживать крейсерскую скорость на уровне 9.975 по шкале ВАРП

В 2370 было обнаружено, что использование высоких варп-скоростей наносит существенный вред пространству и командование флота ввело ограничение на максимальную скорость в 5 варп-факторов. Однако уже через восемь месяцев было найдено решение проблемы и звездолёты с модернизированными двигателями вновь смогли использовать высокие скорости.

Новый дизайн двигателя искривления пространства

В октябре прошлого года Уайт готовился к лекции, которую он должен был дать для проекта Столетний космический корабль (100 Year Starship) в Орландо, Флорида. Во время повтора материалов по двигателям искривления пространства, Уайт выполнил анализ нескольких уравнений – больше из любопытства, чем по необходимости.

«Я открыл закономерность, которая все время была у нас перед глазами, – вспоминает он – Я вдруг понял, что если мы сделаем толщину кольца отрицательной энергии вакуума больше, при этом раскачивая варп сферу, то можно значительно уменьшить необходимые затраты энергии. Это значит, что создание двигателей искривления пространства возможно не только в теории.” Уайт скорректировал форму кольца Алькубьерре, сделав его более широким и покатым.

Он представил результаты Двигателя Алькубьерре через год, на конференции в Атланте, где заявил о своем новом подходе. Как объяснил учений, деформация диска позволит затраты энергии до числа, сравнимого с массой космического аппарата Вояджер-1.

Это очень существенное изменение в расчетах. Снижение массы от размеров Юпитера до объекта, который весит всего 725 килограмм, заставили НАСА полностью переосмыслить варп двигатели.

Варп-технология из закрома NASA — NASA Варп-технология Двигатель

Категории: Наука, Обзоры

В конце прошлого года выяснилось, что небольшая команда исследователей NASA разрабатывает так называемую варп-технологию в лаборатории. Под руководством Гарольда «Сынка» Уайта команда разработала возможное применение варп-двигателя Алькубьерре, но с одним отличием: его реально можно построить. Если только мы выясним, как производить и хранить антивещество. Теперь Уайт готов обсудить некоторые детали своего варп-двигателя: потребность в энергии, как будет выглядеть корабль с варп-двигателем, на что будет похоже путешествие на скорости варпа.

Категории и теги: Наука, Обзоры » NASA, Варп-технология, Двигатель, Антивещество.

Когда дело доходит до межзвездных путешествий, из-за больших расстояний единственным возможным решением для достижения других планет и звезд в оптимальный срок является транспорт, который едет со скоростью света или даже быстрее. Ближайшая звездная система, Альфа Центавра, находится всего в четырех световых годах от нас — и на скорости 62 136 км/ч (скорость, с которой летит «Вояджер-1») мы доберемся до нее за 67 тысяч лет. Есть целый ряд предлагаемых силовых установок, например ионные двигатели, но ни одна из них и близко не приближает нас к скорости, необходимой для исследования других планет в пределах нескольких тысяч лет. Варп-двигатели, хоть и далеки от самых первых тестов (если они вообще возможны), это один из немногих вариантов, которые позволят нам «объездить космос» за жизнь.

Как следует из названия (warp = «деформация»), варп-двигатель обеспечивает более высокую скорость, чем скорость света, благодаря искажению пространства-времени вокруг него. Мигель Алькубьерре предложил устройство, которое заставляет пространство перед космическим кораблем сокращаться, в то время как за ним — расширяться. Это создает своеобразный пузырь, который несет в себе космический корабль сквозь пространство-время на скорости, в 10 раз превышающей световую. Из наших наблюдений Вселенной мы знаем, что такие деформации пространства-времени вполне возможны, но только в случае огромного шага от теории к практике. У двигателя Алькубьерре есть масса проблем: начиная тем, что внутри пузыря нужно выживать, и заканчивая разрушением целой звездной системы по прибытию в пункт назначения. Однако количество энергии, необходимой для достижения скорости света, пожалуй, самый большой недостаток.

Читать еще:  Чем запускают двигатель самолета

В прошлом году Гарольд Уайт показал новую конструкцию (на изображении выше) для двигателя Алькубьерре, которая уменьшает потребность массе-энергии размером с планету Юпитер до массы-энергии «Вояджера-1» (700 килограмм). Мы говорим «масса-энергия», потому что никто точно не знает, чем питать двигатель Алькубьерре. Некоторые исследования показывают, что понадобится больше энергии, чем существует в наблюдаемой Вселенной; некоторые — что понадобится отрицательная энергия. Но предварительные исследования NASA говорят о том, что затраты энергии будут меньшими, если двигатель будет выполнен в форме тора, а не плоского диска.

Отвечая в интервью New Scientist, Гарольд Уайт указал на несколько вопросов, которые возникли перед командой в 2012 году. Он начал с аналогии варп-пузыря, чтобы объяснить, почему сверхсветовое путешествие в принципе возможно:


    «Вы идете со скоростью 5 км/ч, а потом становитесь на эскалатор. Вы все еще движетесь на скорости 5 км/ч, но гораздо быстрее тех, кто просто идет пешком. Что вы почувствуете, отправляясь в варп-путешествие? Будто смотрите фильм в быстром режиме».

На что будет похож корабль с варп-двигателем на борту?


    «Представьте мяч для американского футбола, для простоты, вокруг которого имеется тороидальное кольцо. В мяче будет находиться экипаж и робототехника, а кольцо вокруг будет содержать экзотическую материю. «Экзотическая материя» будет источником энергии, о котором мы пока знаем немного (и поэтому используем фразу типа «масса-энергия Юпитера»)».

В итоге, Уайт успокоил нас, что первые настоящие варп-двигатели появятся еще не скоро. Команда исследователей NASA предпримет «конкретные и контролируемые шаги, чтобы создать убедительное доказательство концепции», чтобы увидеть, что физика двигателя Алькубьерре работает на практике, но это будет микроскопический варп-пузырь, имеющий небольшое отношение к реальному прототипу. Пройдет, вероятно, десять или более лет, прежде чем мы создадим варп-двигатель размером с автомобиль — и даже тогда, только если мы не найдем неуловимую «экзотическую материю», мы не сможем прокатиться в нем.

Теги: NASA, Варп-технология, Двигатель, Антивещество

Если услуга Warp бесплатна, то как зарабатываются деньги?

Warp+: приложение имеет опцию Premium для пользователей, которые хотят получить еще большую скорость в сети. Это первый способ.

Заключают корпоративные контракты на продажу VPN: это происходит так же, как и с WinRAR, обычный пользователь может использовать его бесплатно, но за этим стоит рынок лицензирования для компаний. То же самое можно сказать и о VPN, Cloudflare может предоставить VPN поддержку компаниям, которые в ней нуждаются.

Улучшение доступа к контенту своих клиентов: Cloudflare — это компания, предоставляющая клиентам контентные услуги в интернете, поэтому с помощью этой VPN сети вы сможете сделать все возможное, чтобы ваши клиенты были довольны.

Двигатель Алькубьерре уже третий десяток лет рассматривается учеными и инженерами как самый перспективный и достижимый вариант конструкции привода для межзвездных кораблей будущего.

Его актуальность продиктована тем, что мы уже сейчас столкнулись с непреодолимыми ограничениями реактивного привода в контексте дальних космических перелетов. Если проблему необходимости пополнять запасы горючего теоретически можно решить, например, занимаясь по пути его добычей на попутных планетах или астероидах, то лимит возможной скорости в десятки тысяч километров в час выглядит умопомрачительным только с точки зрения велосипедиста. В итоге, эти множественные «пит-стопы» для дозаправки и черепашья по космическим масштабам скорость наших современных кораблей позволят добраться до ближайшей экзопланеты лишь за сотни тысяч лет.

Способ привода, предложенный Мигелем Алькубьерре (в честь которого он и назван) в 1994 году, вроде бы решает эти проблемы. Горючее необходимо лишь для стартового разгона и торможения (при необходимости), а скорость вообще неограниченная – она якобы может превышать скорость света в разы!

Как это возможно? Дело в том, что согласно предложенному Алькубьерре принципу, корабль с таким двигателем в общем-то даже и не перемещается по маршруту своего движения, а сам маршрут изменяется так, чтобы переместить корабль: пространство перед кораблем просто сжимается, а позади него растягивается.

Наиболее наглядно это иллюстрируется примером со скатертью лежащей на столе и предметом на этой скатерти, который надо переместить из одного края стола на другой. Вместо того, чтобы тащить предмет по скатерти, можно просто сделать складку от перемещаемого предмета до «места назначения» на другом краю стола (не забыв растянуть скатерть позади траектории движения).

Все вроде бы просто. Понятно, что есть чисто технологические сложности и инженеры пытаются их решить (с 2012 года одна из лабораторий НАСА проводит эксперименты с целью подтвердить теоретическую концепцию Алькубьерре). В основном камнем преткновения считаются два момента: это необходимость использования экзотической материи (которая не факт, что вообще существует), с помощью которой необходимо предварительно подготовить маршрут; и колоссальное количество энергии, необходимое для создания искривления пространства.

Эти проблемы хоть и масштабные, но касаются чисто технологических моментов реализации идеи.

Однако есть вопросы и к самой концепции, которые могут поставить крест на возможности ее воплощения, даже в том случае если ученые найдут недорогой и эффективный способ получать в большом количестве отрицательную энергию, необходимую для работы двигателя Алькубьерре.

Проблема №1 – Как моментально сжать и растянуть пространство?

Дело в том, нет четкого представления о том, каким образом сделать эту «складку» пространства.

Проводимые НАСА эксперименты с интерферометром Уайта — Джудэя, который, по заявлениям инженеров, может обнаружить пространственные возмущения, создаваемые сильными электрическими полями, пока не дают надежных результатов. Но вопрос тут даже не в результатах, а в принципе. Возмущения создаются «электрическими полями», скорость распространения которых по определению ограничена скоростью света. Соответственно, фронт сжатия-растяжения на маршруте корабля всегда будет упираться в пресловутые 300 тыс. км/с.

Читать еще:  402 двигатель сапунит почему

Да, концепция Алькубьерре признает необходимость предварительной «прокладки маршрута», но из этого следует, что, например, если сегодня кто-то захочет отправиться на Денеб (на расстоянии 2600 световых лет), то необходимо, чтобы кто-то другой уже проделал работу по искривлению пространства от Земли до Денеба, начав это делать, по крайней мере, 2600 лет назад.

То есть превысить скорость света пока не получается, но можно приблизиться, что тоже хорошо.

Зато по готовому маршруту можно будет перемещаться моментально! Не так ли?

Проблема №2 – Как пробраться сквозь «складку»?

Вернемся к аналогии со скатертью. Да, предмет на скатерти перемещается за счет создания складки по столу, но не по скатерти. А ведь в данной модели именно скатерть «заменяет» реальное пространство. Это значит, что когда двигатель Алькубьерре будет выключен, пространство, так же как и скатерть, «разгладится» и все вернется в исходное состояние.

Получается что для того, чтобы колоссальное количество энергии, затраченное на создание деформации пространства, не пропало зря, необходимо как-то продраться сквозь сжатое пространство на другую недеформированную сторону снаружи пузыря Алькубьерре. Если бы в аналогии со скатертью перемещаемым предметом на ней была бы иголка, то она с легкостью прошла бы сквозь складку. Но если речь идет о предмете более похожем на космический корабль, например чашка с чаем, то прохождение сквозь складку без нарушения целостности либо скатерти, либо чашки невозможно.

Ученые и раньше предостерегали, что этот способ перемещения грозит путешественникам жестким воздействием излучения Хокинга, но оказывается дело даже серьезнее.

В любом случае идея Алькубьерре весьма оригинальная. Даже если она и нереализуема в том виде, как ее сформулировал автор, попытки ее реализовать или опровергнуть, как это почти всегда бывает с научными идеями, обязательно дадут косвенные, но практические и интересные результаты.

[править] Warp IRL

Как ни странно, мой любопытный друг, варп имеет право на существование и в этой вселенной, давая надежду sci-fi дрочерам (таким как ты) и лулзы нердам-физикам. Конкретно — червоточины. Ещё конкретнее — те, через которые может пролезть фотон и что крупнее. ОТО не разрешает и не запрещает такие явления, да и на вопросы, связанные с time paradox, нет однозначно трактуемых ответов. Тем более даже теоретически нет возможности придумать, как эту хрень открыть и (самое главное) сделать стабильной. Потребуются дикие, просто дикие запасы энергии, это при том, что, несмотря на весь матан, энергия на нашей планете добывается по старинке — сжиганием сотен все же в большей степени угля, а термоядерная энергия хорошо работает в теории, а вот на практике из затруднений главная — выгода от продаж сотен нефти. К тому же, неясно чем стабилизировать червоточину, которая, того гляди, схлопнется быстрее чем яйцеголовые смогут вообще туда сунуть научные приборы или отправить в один конец полезный груз. Единственное, что её стабилизирует — экзотическая материя с отрицательной плотностью, в нашей вселенной известна лишь одна хрень с такими свойствами — тёмная энергия, которая есть само пространство и то, на огромных масштабах. Но даже если червоточину получится создать, это вызовет изумлённого песца, потому что через нее посредством сил гравитации начнут действовать друг на друга планеты, звезды и целые галактики, что приведет к изменению их положения, а это чревато. Кроме этого есть еще много парадоксов, если хотите, можете погуглить.

Так что, несмотря на заманчивость идеи, ученые пока не нашли ни одного способа сделать червоточину, как и ни одной подходящей природной хрени (черные дыры — отдельный разговор), но можно быть уверенным, что если ты, читатель, будешь учить матан и работать на коллайдере, то с вероятностью выше нуля ты соорудишь свою собственную дыру и поведёшь человечество в новые дали. Или выпилишь, один хрен.

Принципиальную возможность того, что гиперскоростной привод для космического корабля можно создать, опираясь на явления, вытекающие из общей теории относительности и теории струн, доказал Мигель Алькубьерре в 1994 году. Позднее его идеи развили сумрачные пиндостанские ученые Джеральд Кливер и Ричард Обоуси из университета Бэйлора в Техасе. Правда, это не такой варп, как мы его понимаем… Хотя, если вы фанат Стар-Трека, то вы обнаружите сходство разработок Алькубьерре (который заинтересовался этой темой именно после просмотра сериала) и Обоуси с тем, что было в сериале.
Вкратце, Warp Drive создаёт вокруг корабля замкнутый пузырь с отдельным «куском» пространства-времени, позади же него привод заставляет пространство-время расширяться, а впереди — сжиматься. Это приводит к перемещению пузыря вперёд со скоростью, которая может быть выше скорости света. При этом условие, что скорость света физически нельзя превысить, — выполняется. Луч, находящийся вблизи корабля с включённым приводом (то есть внутри пузыря), точно так же улетит вперёд, как и в обычной ситуации. Однако сам пузырь с изолированным куском пространства сможет прибыть к какой-нибудь удалённой звезде намного раньше, чем туда доберётся свет, стартовавший с Земли одновременно с Warp-кораблём. Чтобы поместить корабль в такой пузырь, требуется экзотическая отрицательная энергия (кстати, позарез нужная физикам и для создания машины времени).

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector