 |
|
Алексей Левин Участники BPP представили несколько весьма впечатляющих, но, как легко догадаться, чрезвычайно непрактичных проектов. Среди них было предложение разгонять корабль с помощью гипотетического поля тяготения, закрученного, как магнитное поле (так называемое гравитационное поле с ненулевым ротором).
Наука невозможного иногда умудряется получить государственную поддержку. Всего десять лет назад, в 2002 году, руководство NASA прекратило финансировать научно-конструкторскую программу Breakthrough Propulsion Physics (BPP), нацеленную на разработку принципиальной основы двигателей для межзвездных космических кораблей. За шесть лет своего существования этот проект изъял из карманов налогоплательщиков $1,2 млн. Отрицательная масса Поскольку для диаметрального привода (Diametric Drive) традиционные материалы непригодны, разработчики предложили использовать для него материю с отрицательной массой. Изготовленный из такой материи блок нужно было установить на корме звездолета. По мысли изобретателей, он создавал бы антитяготение, отталкиваясь от корабля и придавая ему противоположно направленное ускорение. Особая прелесть этой идеи заключается в том, что звездолет разгоняется без всякой затраты энергии (а для торможения антигравитирующий блок надлежит просто передвинуть с кормы на нос). Защитники проекта признавали, что подобная система не слишком устойчива, но полагали, что ее можно усовершенствовать. К сожалению, частиц с негативной массой не существует в природе — во всяком случае, науке о них ничего не известно. Полевые приводы Все двигатели, которые исследовались в программе Breakthrough Propulsion Physics (BPP), можно условно разделить на две большие группы. Гипотетические полевые приводы, создающие силу тяги не за счет столкновений с окружающими частицами, а при взаимодействии вещества и полей (чаще всего гравитационного). Этот подход более многообещающий, но он гораздо дальше от практического воплощения. Не говоря уже о том, что в некоторых случаях расположения генератора поля на самом звездолете возникает схема «вытягивания себя из болота за волосы», противоречащая закону сохранения импульса. В некоторых случаях могут также возникать проблемы с законом сохранения энергии и переходом в неинерциальные системы отсчета. Диаметральный привод (Diametric Drive) Создает локальный градиент гравитационного поля с помощью диаметрально противоположных источников поля, то есть положительной и отрицательной точечных масс, помещенных рядом (на рисунке показан график скалярного потенциала гравитационного поля). Этот привод не нарушает законов сохранения
Переменная гравитация Однако были предложения и покруче. В частности, обсуждалась возможность оснащения звездолета совсем уж фантастическими генераторами переменного гравитационного поля, способными локально изменять постоянную тяготения G перед кораблем и позади него. Этот проект смещающего привода (Bias Drive) обещал разогнать звездолет за счет разницы гравитационных потенциалов между носом и кормой. Поскольку в эйнштейновской общей теории относительности величина G не может меняться от точки к точке (иначе она не была бы константой!), сторонники этого проекта апеллировали к конкурирующей теории гравитации, предложенной вначале 1960-х годов американскими физиками Робертом Дике и Карлом Брансом. В их теории фигурирует отсутствующее у Эйнштейна скалярное поле, превращающее G в переменный параметр, зависящий от пространственных координат. В проекте Bias Drive не было никаких указаний на предмет того, как построить генератор переменной гравитации, но это уже детали. Парус Казимира Примерно из той же оперы и проект дифференциального паруса (Differential Sail), предлагающий разогнать звездолет за счет разности давлений, обусловленной вакуумными флуктуациями. В отличие от скалярного поля из теории Дике–Бранса, этот эффект (предсказанный голландским физиком Хендриком Казимиром и носящий его имя) совершенно реален и подтвержден экспериментально. Авторы проекта предложили снизить давление вакуума перед кораблем и увеличить позади него — опять-таки без указаний, как этого добиться на практике. Космические паруса Двигают звездолет с помощью взаимодействия с какими-либо частицами — фотонами, космическими лучами или солнечным ветром, которые при столкновении с парусом передают ему свой импульс.
Дифференциальный парус (Differential Sail) Работает за счет разницы в свойствах поверхностей: одна сторона полностью поглощает падающие на нее фотоны, а вторая отражает. Даже при облучении со всех сторон будет возникать сила тяги Собственно, в самой идее нет ничего особо фантастического, и сам по себе этот принцип вполне реализуем на практике — вспомните тот же солнечный парус. Вся хитрость в том, что для солнечного паруса обязательно нужен «попутный ветер», а нам нужен движитель, который работает в условиях «космического штиля». Сверхсветовой привод Среди детищ программы BPP наибольшую известность получил проект привода Алкубьерре (Alcubierre Drive). Он базировался на вполне серьезных теоретических результатах мексиканского физика-теоретика Мигеля Алкубьерре Мойа, работавшего тогда в Университете Уэльса, а сейчас возглавляющего Институт ядерных исследований Национального автономного университета Мексики. В 1994 году он опубликовал работу с описанием возможности перемещения со сверхсветовой скоростью, которая не противоречит специальной теории относительности. Для этого область обычного евклидова пространства с находящимся в ней звездолетом нужно окружить пузырем сильно искривленного пространства с особой геометрией. По одну сторону пузыря пространство-время будет расширяться, по другую — сжиматься. В результате пузырь вместе со своим содержимым сможет в принципе разогнаться до сколь угодно большой скорости и даже превзойти скорость света. Стоит напомнить, что сверхсветовое расширение пространства — самое обычное дело в космологии (см. статью о космологических горизонтах «Заглянуть за горизонт», «ПМ» №10, 2012), и оно вполне совместимо с постулатами специальной теории относительности. В частности, по отношению к кораблю свет во внутрипузырном евклидовом пространстве будет распространяться со своей нормальной скоростью в вакууме, чуть меньшей 300 000 км/с, так что никаких парадоксов не возникнет. Хотя идея привода Алкубьерре и основана на вполне корректном решении уравнений ОТО, она, подобно прочим проектам программы BPP, не имеет инженерного воплощения. Для пространства с нужной метрикой опять-таки требуется материя с отрицательной массой, причем в непредставимо гигантских количествах, превышающих (естественно, по абсолютной величине) массу видимой части нашей Вселенной. К тому же экипаж корабля не смог бы контролировать поведение внешнего пузыря, поэтому такой звездолет оказался бы неуправляемым. В общем, возможное на бумаге оказалось неосуществимым на практике, что происходит не столь уж редко. Так что, увы, увидеть межзвездные двигатели в ближайшие пару сотен лет можно будет, вероятно, только в кино. |
http://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/431796/V_pogone_za_chudo_dvigatelem
|
|
Вступите в группу, и вы сможете просматривать изображения в полном размере
Это интересно
+1
|
|||
Последние откомментированные темы:
-
Ответы на детские вопросы про "Лунную Афёру"
(1)
kauperwud
,
28.02.2022
-
Космический корабль в несколько километров: все, что известно о новом проекте Китая
(2)
андрей1
,
27.02.2022
-
ЗАГАДКИ "ПАРАДОКСА ФЕРМИ" БОЛЬШЕ НЕТ?
(3)
donskarloss@gmail.com
,
27.02.2022
-
Марсианские реки
(1)
donskarloss@gmail.com
,
27.02.2022
-
Семь спорных причин считать, что на Земле существовали цивилизации до людей
(1)
donskarloss@gmail.com
,
24.02.2022
20250219134050