Nouvo espas kondui - rèv ak reyalite
Yon kondwi "flach", "hyperdrive", yo rele tou yon "deformation" apre seri televizyon Star Trek la, se syans fiksyon, pa vre? Li sanble petèt, men NASA ap travay sou li de tout fason. Dènyèman, gen rapò sou yon etid ajans entèn sou posibilite pou itilize kalite transmisyon sa a. Se konsa, sa ki vrèman pase ak sa yo kondui altènatif nan tan kap vini an?
Pou kòmanse, li dwe klarifye ke NASA pa bati yon motè ki rive nan ak. Nan etid sa a, Doktè Harold White, yon fizisyen pwopilsyon ki gen eksperyans nan Enstiti Espas Enfini, eseye rezoud paradoks grav nan sa ki petèt modèl teyorik ki pi popilè pou vwayaj pi vit pase limyè, ke yo rele tou Alcubier Drive (1).
1. Vizyalizasyon pliye espas-tan alantou bato a chèn - Alcubierre
Modèl la, premye pwopoze pa teyorik fizisyen Miguel Alcubierre, se ki konsistan avèk teyori Einstein a. Sa a travay nan yon fason ki sanble ak trik nap ak asyèt ki byen koni. KA a se sou nap spatio-temporal la, actuator a kouray rale twal la nan nap la anba tèt li, ak KA a nan bat je twouve tèt li nan yon nouvo kote an relasyon ak twal la. Alcubière te dekri espas-tan kòm agrandi sou yon bò nan bato a ak kontra sou lòt la, grasa an pati nan itilizasyon enèji negatif. Li sipoze kreye yon pòch sèten nan espas-tan, nan ki veso espasyèl la ka opere deyò limit yo nan fizik li te ye nan nou. Konsèp enèji negatif ekzotik, men.
Pwoblèm lan se pa sèlman nan enèji negatif, men tou, nan lefèt ke direksyon mouvman veso espasyèl la nan modèl sa a se abitrè lè w ap itilize aparèy propulsion a, li pa ka kontwole. Sa a se kote Doktè White la mansyone pi wo a vini nan, pwopoze yon paradigm diferan. Olye de veso espasyèl estasyonè pa aktive motè Alcubierre nan yon pozisyon kanpe, chèchè a pwopoze "yon veso espasyèl k ap dekole soti nan Latè ak mete vitès inisyal la nan limyè, ak Lè sa a, kòmanse yon jaden chèn." "Momantòm jaden an aji tankou yon faktè eskalè sou vitès inisyal la, sa ki lakòz yon vitès aparan ki pi wo," White te ekri. Kidonk, yo pral detèmine direksyon vòl la anvan "so ipèspas la". Nan rezònman li, li ofri tou yon metòd pou diminye bezwen enèji.
Blan fini agiman li pa sijere sa Kondwi Alcubière li te kapab okòmansman itilize intern san yo pa jete nan espas entèstelè lajè. Menm sou pi piti balans sa yo, li ta deja yon bagay. Nan moman sa a li pran apeprè twa jou rive nan Lalin nan ak nan konfigirasyon ki pi bon sou 6-8 mwa nan Mas. Sa a se sa nou jwenn nan sistèm pwopilsyon ki baze sou melanje idwojèn likid ak oksijèn epi boule yo nan wokèt. Pou kèk moun, sa n ap itilize kounye a se pa yon kondwi, men menm yon beki. Pakonsekan rechèch la pou altènativ.
Yon pedal pou pouse tèt ou lwen linivè a
Lòt moun k ap chèche a se yon pwofesè fizik pran retrèt ki gen 80 an. Jim Woodwardki te vini ak lide pou sèvi ak prensip Mach pou pouse veso espasyèl yo. Tout matyè nan Linivè se byen konekte, ak mas yon kò se pa karakteristik entèn li, men se yon konsekans lòt pati li yo. Dapre prensip la Mach, inèsi nan matyè (rezistans ak akselerasyon) pa swiv nan pwopriyete yo entèn nan matyè, men se yon mezi nan entèraksyon li yo ak linivè a tout antye. Inèsi li rive sèlman paske gen kèk matyè ki rete nan linivè a. Prensip sa a te fòmile kòm yon ipotèz pa fizisyen an Ostralyen ak filozòf nan XNUMXyèm syèk la. Ernst Mach. Sa a te youn nan enspirasyon Albert Einstein pou teyori jeneral relativite li (GRT), men li te fini kontredi li.
forè li kreye yon minè pou NASA sistèm kondwi pwototip (2) ke li menm li rele MEGA Drive. Yo pa bezwen gaz, jis yon rezèv konstan nan elektrisite. Bagay ki pi enpòtan nan layout sa a disk piezoelektrikki an menm tan chanje mas yo ak eta enèji yo anba aksyon an nan enèji apwovizyone, ki lakòz akselerasyon. Li baze sou akselerasyon dousman, men sou yon peryòd trè long. Woodward te di ke yon veso espasyèl MEGA ki mache ak pisans te kapab evantyèlman rive nan yon vitès ki toupre vitès limyè a, avèk yon rezèv elektrisite fiks nan yon raktor nikleyè abò pou plizyè deseni.
2. Youn nan pwototip MEGA Drive yo
Ekip li a itilize nan pwototip yon pil kristal piezoelektrik ak elektwòd sandwich ant yo, aji kòm kondansateur. Lè yo aplike yon vòltaj nan pil ki genyen ant elektwòd yo nan materyèl piezoelectric la, se yon jaden elektrik altène pwodwi. Sa lakòz yon chanjman nan dansite enèji, fluctuations nan enèji. Kristal piezoelectric se aparèy elektwomekanik, ki vle di ke lè yo aplike yon vòltaj, yo mekanikman elaji ak kontra depann sou siy nan vòltaj la. Dapre Woodward, sa lakòz yon akselerasyon akòz chanjman nan dimansyon yo nan chemine a akòz efè elektwomekanik, pandan y ap an menm tan an lakòz akselerasyon ki nesesè nan kote aparèy la ki sitiye nan yon gwo. jaden gravitasyonèl. Trick la isit la, chèchè yo di, ap resevwa vibrasyon yo enèji ak vibrasyon mekanik yo dwe byen senkronize, ki mande pou itilize nan de frekans, premye ak dezyèm Harmony, ak dezyèm Harmony sa a dwe kreye yon sekans.
Nan tès eksperimantal, dapre piblikasyon an, pwototip la jere yo kreye 20 micronewtons nan poussée. Pa anpil, kidonk syantis yo pale sou itilizasyon anpil nan "motè" sa yo sou yon sèl bato.
Travay Woodward sou li MEGA kondwi te pase pou plis pase trant ane. An 2017, li te resevwa finansman nan pwogram Innovative Advanced Concepts NASA. Yon fwa yo finanse, Woodward ak patnè li yo menm devlope konsèp louvri veso espasyèl non SSI lambdaki gen yon etalaj de dè santèn de MEGA disk. Plis dènyèman, dènye pwototip transmisyon MEGA a te pwodwi siyifikativman plis poussée pase tout pwototip anvan li yo. Koulye a, gen plan yo voye yon pwototip nan òbit.
Sepandan, lòt chèchè yo ensèten sou pwojè sa a. Mike McDonald, yon enjenyè aéronautique nan Naval Research Laboratory nan Maryland, te di Wired magazin ke chans pou li travay yo te mens.
Ionik ak nukleol
Mach kondwikote ekip prof. Woodward refere a pwojè ki pa estanda epi li toujou konsidere kòm ekzotik. Gen lòt lide plis "endikap" pou akselerasyon dousman. veso espasyèl pou gwo vitès. Premyèman, akimilatè ion (3). Yon seri de sistèm sa yo twò piti simonte jaden gravitasyonèl Latè a, se sa ki, yo dekole. Sepandan, nan espas, motè a ion ka rive nan vitès ke pa gen okenn fize chimik ka reyalize. fize chimik ka rive nan yon maksimòm de 64 km / h. Pwosè iyon yo estime pou pouse bato jiska senk fwa vitès yo. Anplis de sa, motè ion yo gen yon efikasite gaz nan 000 pousan, pandan y ap fize chimik yo gen sèlman 90 pousan.
3. Satelit ak motè ion
Ion propulseur yo te itilize nan misyon NASA pou ane, incl. AT Gwo twou san fon espas 1, se sa ki, nan etid astewoyid 9969 Braille ak komèt Borelli, nan misyon Dawn ki te rive nan Vesta ak Ceres. Propulsè Ion yo potansyèlman pwomèt pou vwayaj entèstelè, men yo gen limit tou. Propulsè Ion mande pou elektrisite. Selil solè yo ka itilize sèlman nan respè sa a nan pati ki pi pre nan sistèm solè an. Pou plis ekspedisyon, lòt sous yo bezwen, ki pi komen nan yo se réacteurs nikleyè.
Se konsa nou te rive motè nikleyèki pi pwisan pase tib iyon altènatif nan fize chimik nan espas. Malgre ke nan sans strik, tankou yon lide tankou, pou egzanp, pwopilsyon tèmik nikleyè (NTP) se toujou yon sibstans chimik ki sanble ak idwojèn likid. Enèji fisyon ki te pwodwi nan raktor a te chofe gaz la nan yon fòm gaz epi yo te ekspilse atravè yon bouch ki sanble ak fize tradisyonèl yo. Kondwi sa yo ta fè li posib pou jwenn de fwa plis poussée. Lè sa a vle di ke tan vwayaj la pral mwatye, ki, pwobableman, pèsonn pa pral neglije.
Natirèlman, si vitès ak tan se pa yon pwoblèm, ki ka a nan touris oswa menm rekreyasyon espas nan tan kap vini an, Lè sa a, nou ta dwe konsidere solisyon pwopilsyon altènatif tankou vwal solè. Dènyèman, yo rele yon konplo konsa Lightsail 2 (4) te teste nan òbit pa yon òganizasyon ki rele Planetary Society. Li di ke repetisyon yo enspire.
Se konsa, moun ki konnen si sa a se pa youn nan fason yo solid pou kèk vwayaj espas. Van solè a, kontrèman ak enèji negatif oswa prensip la Mach, se yon bagay etabli nan egzistans ak nan aksyon, ki se poukisa vwal cosmic yo sanble pi reyèl pase rèv nan "superluminosity".
