Cepгe[й]р (sergeyr) wrote,
Cepгe[й]р
sergeyr

Categories:

Типы двигла для МКК (нормальная физика) - тип X, "бассард"

Выше я описал огромные и, возможно, на практике просто непреодолимые проблемы, возникающие даже у наиболее идеальных (из не-тирьямпампационных) двигателей, стоит только поставить задачу быстрого межзвездного путешествия. Главные из этих проблем, кратко повторюсь, следующие: во-первых - это необходимость тратить огромные энергии (кои надо откуда-то брать в полете), и во-вторых - это необходимость _выдерживать_ эту растрату энергии (не разрушаться от побочных эффектов).
Простая логика подсказывает и прямое идеальное решение этих проблем: нужно, чтобы двигатель получал энергию из попутной ("подножной") массы, межзвездной газопылевой среды, одновременно и избавляясь от проблем необходимого огромного запаса топлива, и смягчая требования к плотности энергии (если не нужно сжигать запасы топлива как можно "резче", чтобы использовать их крайне ограниченные возможности с максимальной эффективностью, если вместо этого корабль получает торетически неограниченные запасы топлива, то можно и позволить себе сжигать это вещество не столь бурно, и при этом открывается возможость щадить системы самого корабля, уберегать их от слишком мощных, концентрированных нагрузок).

Впервые такую схему предложил Роберт Бассард, и уже полвека инженеры и фантасты называют подобные проекты двигателями Бассарда. Описательное название - прямоточный или таранно-черпальный термоядерный реактивный двигатель.


Схема эта сталкивается с множеством проблем, часть из коих, возможно, принципиально неразрешима.

1. Межзвездное вещество - довольно инертная штука, сложно заставить его выдавать энергию.
В частности, изначальная идея Бассарда - простая термоядерная реакция такого же типа, на коей светятся обычные звезды - просто неосуществима, поскольку этот тип реакций очень низкоинтенсивный (звезды горячи не за счет высокой интенсивности этой реакции, а за счет огромных объемов, в коих эта реакция идет). В объемах корабля эта реакция будет едва теплиться, и ее с трудом хватит на одни только вспомогательные механизмы.

2. Межзвездное вещество для этих целей нужно сгребать с огромных объемов пространства, поскольку его плотность ничтожна. Единственный не-тирьямпампационный способ - собирать магнитным полем, предварительно "обстреляв" вещество по курсу ионизирующим лазером. Мощность магнитного поля и ионизирующего лазера должны быть очень нехилыми. Полезную нагрузку и управляющие структуры скорее всего придется экранировать от собственного чудовищного магнитного поля корабля.

3. С ростом скорости растет и "таранное" сопротивление этой самой среды, так что при попытке забора в реактор основание собирающей воронки будет испытывать такие же нагрузки, как и сопло, а корабль окажется ограничен в скорости пределом Бассарда, т.е. скоростью немногим выше 10% световой.

Какие тут напрашиваются решения?

I. Брать с собой запас катализатора реакций; лучше всего - антиматерию (правда, пока-что не очень ясно как антиматерию в таких условиях - и в нужных количествах - хранить). Это несколько портит всю идею, но вселенная вообще неидеальна.

II. Использовать не один крупный бассард, а флотилию более мелких - это увеличит площадь захвата "подножного корма" и одновременно снизит требования к ширине угла его захвата. Высокочувствительные к манитным полям грузы и системы лучше толкать далеко перед собой лазером (на парусе - см. соотв. пост), а не экранировать массивными конструкциями. Можно попробовать совместить толкающий лазер с ионизирующим.

III. Не использвать традиционный внутренний реактор - сжигать вместо этого вещество вне корабля, просто на пролете. Т.е. конус собираемого вещества должен фокусироваться уже за кормой, тормозиться он ничем не должен, а энергию реакции должен передавать не столько за счет зеркального ("твердого") отражения, сколько за счет плавного перенаправления потока тем же магнитным полем (тороидальным, например). Можно использовать аналог эффекта пращи, насколько это возможно с магнитными полями вместо гравитационных.

В конечном итоге смутно вырисовывается образ чего-то более-менее реализуемого, только получается этот образ совершенно неклассическим: вместо могучего огромного звездолета получается многослойный "рассеянный пирог" из маленьких и по большей части автоматических платформ, действующих совместно в интересах одного или нескольких наиболее ценных и уязвимых своих "собратьев". Первым слоем могут, например, двигаться небольшие платформы, задачей которых будет лишь обнаружение опасных метеоритов и передача данных о них назад, "основным силам". Второй слой - предназначен для сшибания таких метеоритов с пути наиболее крупных и уязвимых платформ (это должен делать отдельный слой, чтобы у этой системы было достаточно времени на реакцию). Далее - несколько центральных грузовых и управляющих платформ (несколько - чтобы первый же "залетный дятел" не обессмыслил всю армаду). И, наконец, за ними - самый массивный слой из множества бассардов с лазерными излучателями (обеспечивающими "подталкивание" всех предыдущих - парусных - платформ, а также желательно и ионизацию межзвездного вещества). Наконец, на первом этапе путешествия позади остаются начальные разгонные платформы, придавшие бассардам нужную им минимальную начальную скорость.
Такой сложносоставной проект вбирает в себя все возможные преимущества разных "кусочно-идеальных" схем, и остается при этом системой достаточно гибкой, масштабируемой и устойчивой к выходу из строя отдельных элементов. Энергию для разгона эта схема в основном берет из межзвездного вещества, а надежность обеспечивает многократным дублированием взрывоопасных модифицированных бассардов и использованием световых парусов для наиболее важных и уязвимых из своих элементов. Небольшие размеры каждой отдельной платформы также облегчают задачи охлаждения и сбора топлива, и, думаю, также облегчат сборку и отладку (вместо попытки строить нечто огромное, цельное, уникальное, и при том непонятно как его испытывать - можно просто наладить конвеер по сборке небольших платформ, испытывать их первые образцы и вносить необходимые изменения в образцы серийные; такая постройка должна обойтись попросту дешевле).

Задача резко упрощается, если нам нужен только тормозной двигатель - для таких двигателей можно обойтись без запасов катализатора и большинства остальных сложностей, т.к. инерция межзвездной среды теперь работает на нас, а не против нас. Эта упрощенная схема (в простейшем варианте - т.н. "парашют Бассарда") вполне годится для торможения зондов и кораблей, запущенных фотонными и разгонно-парусными двигателями.
Tags: космос, фантастика
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 1 comment