Impulse Drive: Sub-lightspeed in Star Trek

Trekkies pomohli definovať sci-fi vesmír, spolu s technológiou, ktorú Star Trek séria, knihy a filmy sľubné. Jednou z najvyhľadávanejších technológií z týchto prehliadok je internet osnovná jazda. Tento pohonný systém sa používa na vesmírnych lodiach mnohých druhov v Trekiverse, aby sa dostal cez galaxie v neuveriteľne krátkych časoch (mesiace alebo roky v porovnaní so storočiami by to trvalo „iba“ rýchlosť svetla). Neexistuje však vždy dôvod na použitie osnovná jazdaa tak niekedy aj lode v Star Trek použiť impulz výkon ísť rýchlosťou podsvietenia.

Prieskumné misie dnes využívajú vesmírne chemické rakety. Tieto rakety však majú niekoľko nevýhod. Vyžadujú veľké množstvo pohonnej látky (palivo) a sú vo všeobecnosti veľmi veľké a ťažké. Impulzné motory, ako tie, ktoré sú zobrazené na hviezdnej lodi enterprise, zvoliť trochu odlišný prístup na urýchlenie kozmickej lode. Namiesto toho, aby použili chemické reakcie na pohyb vesmírom, používajú na dodávku energie do motorov jadrový reaktor (alebo niečo podobné).

Táto elektrina údajne poháňa veľké elektromagnety, ktoré využívajú energiu uloženú na poliach na pohon lode alebo viac pravdepodobne prehriatej plazmy, ktorá je potom kolimovaná silnými magnetickými poľami a vypláva zadnú časť plavidla, aby ju urýchlila odovzdal. Znie to veľmi komplexne a je. Je to skutočne možné, ale nie so súčasnou technológiou.

Impulzné motory predstavujú v skutočnosti krok vpred od súčasných chemicky poháňaných rakiet. Nejazdia rýchlejšie ako rýchlosť svetla, ale sú rýchlejšie ako čokoľvek, čo dnes máme. Pravdepodobne je to len otázka času, kým niekto príde na to, ako ich postaviť a nasadiť.

Mohli by sme jedného dňa mať impulzné motory?

Dobrá správa o „jedného dňa“ je, že základným predpokladom impulzného pohonu je vedecky zdravé. Je však potrebné zvážiť niekoľko problémov. Vo filmoch môžu hviezdne lode používať svoje impulzné motory na zrýchlenie na značnú časť rýchlosti svetla. Na dosiahnutie týchto rýchlostí musí byť energia generovaná impulznými motormi významná. To je obrovská prekážka. V súčasnosti sa zdá, že ani s jadrovou energiou nie je pravdepodobné, že by sme mohli vyrobiť dostatočný prúd na napájanie takýchto pohonov, najmä pre také veľké lode. To je jeden problém, ktorý treba prekonať.

Prehliadky tiež často zobrazujú impulzné motory používané v planétovej atmosfére a v hmlovinách, v oblakoch plynu a prachu. Každá konštrukcia impulzných pohonov sa však spolieha na ich prevádzku vo vákuu. Hneď ako hviezdna loď vstúpi do oblasti s vysokou hustotou častíc (ako je atmosféra alebo oblak plynu a prachu), motory sa stanú zbytočnými. Takže, pokiaľ sa niečo nezmení (a vy nemôžete zmeniť zákony fyziky, kapitán!), Impulzné jednotky zostávajú v oblasti sci-fi.

Impulzné disky znejú celkom dobre, však? Existuje ich niekoľko problémov s ich použitím, ako je uvedené v sci-fi. Jeden je dilatácia času: Kedykoľvek plavidlo cestuje relativistickou rýchlosťou, vznikajú obavy z dilatácie času. Konkrétne, ako zostane časová os konzistentná, keď plavidlo cestuje rýchlosťou blízkou svetlu? Bohužiaľ, neexistuje žiadny spôsob, ako to vyriešiť. To je dôvod, prečo sú impulzné motory vo vede sci-fi často obmedzené na asi 25% rýchlosť svetla kde by relativistické účinky boli minimálne.

Ďalšou výzvou pre tieto motory je ich prevádzka. Sú najúčinnejšie vo vákuu, ale často ich vidíme v Trek, keď vstupujú do atmosféry alebo bičujú oblaky plynu a prachu nazývané hmloviny. Motory, ako sa v súčasnosti predstavuje, by v takýchto prostrediach nevyhovovali, takže je to ďalší problém, ktorý by sa musel vyriešiť.

Nie všetko sa však stratí. Iónové pohony, ktoré používajú veľmi podobné koncepty ako technológia impulzných pohonov, sa už roky používajú na palube kozmických lodí. Kvôli ich vysokej spotrebe energie však nie sú veľmi efektívne pri zrýchľovaní plavidiel. V skutočnosti sa tieto motory používajú iba ako primárne pohonné systémy na medziplanetárnom plavidle. To znamená, že iba sondy, ktoré cestujú na iné planéty, budú mať iónové motory. Napríklad na kozmickej lodi Dawn je iónový pohon, ktorý bol zameraný na trpasličiu planétu Ceres.

Pretože iónové pohony potrebujú na prevádzku iba malé množstvo pohonnej látky, ich motory pracujú nepretržite. Takže zatiaľ čo chemická raketa môže byť rýchlejšia na to, aby sa plavidlo dostalo na rýchlosť, rýchlo dôjde palivo. Nie tak veľa s iónovým pohonom (alebo budúcimi impulznými pohonmi). Iónový pohon urýchli plavidlo na dni, mesiace a roky. Umožňuje kozmickej lodi dosiahnuť vyššiu najvyššiu rýchlosť, a to je dôležité pre trekking cez slnečnú sústavu.

Stále to nie je impulzný motor. Technológia iónového pohonu je určite aplikáciou technológie impulzného pohonu, ale nezodpovedá ľahko dostupnej schopnosti zrýchlenia motorov zobrazených na Star Trek a ďalšie médiá.

Budúci cestujúci do vesmíru môžu začať využívať niečo ešte sľubnejšie: technológiu plazmového pohonu. Tieto motory používajú elektrinu na prehriatie plazmy a potom ju vysunú zo zadnej časti motora pomocou silných magnetických polí. Majú určitú podobnosť s iónovými pohonmi v tom, že používajú taký malý hnací plyn, že sú schopné prevádzky po dlhú dobu, najmä v porovnaní s tradičnými chemickými raketami.

Sú však oveľa silnejšie. Dokázali by poháňať plavidlo takou rýchlosťou, aby raketa s plazmovým pohonom (používajúca technológiu, ktorá je dnes k dispozícii) mohla dostať plavidlo na Mars za niečo za mesiac. Porovnajte tento čin s takmer šiestimi mesiacmi, čo by vyžadovalo tradične poháňané plavidlo.

Je to tak? Star Trek úrovne inžinierstva? Nie úplne. Je to však určite krok správnym smerom.

Aj keď ešte nemusíme mať futuristické jazdy, mohli by sa stať. S ďalším rozvojom, kto vie? Možno impulzné jazdy, aké sú zobrazené vo filmoch, budú jedného dňa realitou.

Upravené a aktualizované používateľom Carolyn Collins Petersen.