Trekkies segítettek meghatározni a tudományos fantasztikus univerzumot, valamint azt a technológiát, amelyet a Star Trek sorozat, könyv és film ígéret. A kiállítások egyik legkeresettebb technológiája a térhajtómű. Ezt a meghajtó rendszert sok faj űrhajóinál használják a Trekiverse - en, hogy átjuthassanak a galaxis meglepően rövid időkben (hónapok vagy évek, összehasonlítva az évszázadokkal, amire csak " a fény sebessége). A felhasználásnak azonban nem mindig van oka térhajtómű, és így néha a Star Trek hajói használja impulzust a teljesítmény alacsony fényviszonyok mellett történő haladáshoz.
Mi az Impulse Drive?
Manapság a felderítő missziók kémiai rakétákat használnak az űrutazáshoz. Ezeknek a rakétáknak azonban számos hátránya van. Nagy mennyiségű hajtóanyagot (üzemanyagot) igényelnek, és általában nagyon nagy és nehéz. Impulzusmotorok, mint amilyenek a csillaghajón léteznek Vállalkozás, az űrhajó felgyorsításához kissé eltérő megközelítést alkalmazzon. Ahelyett, hogy kémiai reakciókat hajtanak végre az űrben történő áthaladáshoz, nukleáris reaktort (vagy valami hasonlót) használnak a motorok villamosenergia-ellátására.
Ez az elektromosság állítólag nagy elektromágneseket hajt, amelyek a mezőkben tárolt energiát a hajó meghajtására használják, vagy még többet valószínűleg a túlmelegedő plazma, amelyet azután erős mágneses terek kollimizálnak, és kilépnek a jármű hátuljáról, hogy felgyorsítsák azt előre. Mindez nagyon összetettnek hangzik, és így van. Valójában képes, b ut nem a jelenlegi technológiával.
Valójában az impulzusmotorok előrelépést jelentenek a jelenlegi kémiai erővel működő rakétákhoz képest. Nem mennek gyorsabban mint a fény sebessége, de gyorsabbak, mint bármi más, ami ma van. Valószínűleg csak idő kérdése, mielőtt valaki kitalálja, hogyan lehet ezeket felépíteni és telepíteni.
Lehet, hogy van egy impulzusmotorunk?
A jó hír a "valamikor" kapcsán az, hogy az impulzusos hajtás alapvető feltétele jelentése tudományosan megalapozott. Van azonban néhány megfontolásra kerülő kérdés. A filmekben a csillaghajók képesek impulzusmotorjaikkal gyorsítani a fénysebesség jelentős hányadához. Ezen sebességek elérése érdekében az impulzusmotorok által generált teljesítménynek jelentősnek kell lennie. Ez egy hatalmas akadály. Jelenleg még nukleáris energiával sem tűnik valószínűnek, hogy elegendő áramot tudnánk előállítani az ilyen hajtások táplálására, különösen ilyen nagy hajók esetében. Szóval, ez az egyik legyőzendő probléma.
Ezenkívül a kiállítások gyakran ábrázolják a bolygó atmoszférájában és a ködökben, a gáz- és porfelhőkben használt impulzusmotorokat. Az impulzusszerű hajtások minden tervezése azonban a vákuumban történő működésükön múlik. Amint a csillaghajó belép a nagy részecske sűrűségű régióba (például légkör vagy gáz- és porfelhő), a motorok haszontalanná válnak. Tehát, hacsak valami nem változik (és nem tudjuk megváltoztatni a fizikai törvényeket, kapitány!), Akkor az impulzusvezérlés a tudományos fantasztika birodalmában marad.
Az impulzusos hajtások műszaki kihívásai
Az impulzusos meghajtók nagyon jól hangzik, igaz? Nos, van néhány probléma a felhasználásukkal, amint azt a tudományos fantasztikus cikk is vázolja. Az egyik időtágulás: Bármikor, amikor egy kézműves relativista sebességgel halad, aggodalmak merülnek fel az időbeli tágulás miatt. Nevezetesen, hogy az ütemterv mennyire konzisztens, ha a kézműves közel fénysebességgel halad? Sajnos erre nincs lehetőség. Ez az oka annak, hogy az impulzusmotorokat a tudományos fantasztikus művekben a betegek kb. 25% -ára korlátozzák fénysebesség ahol a relativista hatások minimálisak lennének.
Az ilyen motorok másik kihívása az, hogy működnek. Ezek a leghatékonyabbak vákuumban, de gyakran látjuk őket a Trek-ben, amikor belépnek a légkörbe, vagy ostorogva gáz- és porfelhőkön keresztül korbácsolnak. A jelenleg elképzelhető motorok nem működnének jól ilyen környezetben, tehát ez egy másik kérdés, amelyet meg kell oldani.
Ionmeghajtók
Nem mindent veszítünk el. Az ionos hajtások, amelyek nagyon hasonló fogalmakat használnak az impulzusos hajtástechnikára, évek óta vannak használatban az űrhajók fedélzetén. Nagy energiafelhasználásuk miatt azonban nem képesek nagyon hatékonyan gyorsítani a kézműveket. Valójában ezeket a motorokat csak egy bolygóközi hajó elsődleges meghajtó rendszereként használják. Ez azt jelenti, hogy csak más bolygókra utazó szondák szállítanak ionmotorokat. Például egy ionmeghajtó található a Dawn űrhajón, amely a törpe Ceres bolygót célozta meg.
Mivel az ionhajtásoknak csak kis mennyiségű hajtóanyagra van szükségük a működéshez, motorjuk folyamatosan működik. Tehát, bár egy kémiai rakéta gyorsabban képes felgyorsítani egy járművet, a tüzelőanyag gyorsan elfogy. Nem annyira ionmeghajtóval (vagy jövőbeli impulzusos meghajtókkal). Az ionhajtás napokon, hónapokon és éveken fogja felgyorsítani a kézműveket. Ez lehetővé teszi, hogy az űrhajó nagyobb sebességet érjen el, és ez fontos a Naprendszer átkelésénél.
Még mindig nem impulzusmotor. Az ionmeghajtó technológia minden bizonnyal az impulzusos hajtástechnika alkalmazása, de nem felel meg a motorok könnyen elérhető gyorsulási képességének. Star Trek és más médiumok.
Plazma motorok
A jövőbeli űrutazók valami még ígéretesebb dolgot használhatnak: a plazmameghajtó technológiát. Ezek a motorok villamos energiát használnak a plazma túlhevítéséhez, majd erőteljes mágneses terek segítségével vezik ki a motor hátuljából. Bizonyos hasonlóságot mutatnak az ionhajtókkal, mivel olyan kevés hajtóanyagot használnak, hogy hosszú ideig képesek működni, különösen a hagyományos vegyi rakétákhoz viszonyítva.
Ezek azonban sokkal erősebbek. Olyan nagy sebességgel tudnák meghajtani a vízi járművet, hogy egy plazmaüzemű rakéta (a mai technológiát használva) alig több mint egy hónap alatt eljuthat egy vízi járműre a Marsra. Hasonlítsuk össze ezt a feat a közel hat hónapig, ami egy hagyományosan motoros kézművesre lenne szükség.
Ez Star Trek a mérnöki szintek? Nem egészen. De ez határozottan egy lépés a helyes irányba.
Noha előfordulhat, hogy még nem rendelkezünk futurisztikus meghajtókkal, ezek megtörténhetnek. A továbbfejlesztés során ki tudja? Lehet, hogy a filmekben ábrázolt impulzusok egy nap valósággá válnak.
Szerkesztette és frissítette: Carolyn Collins Petersen.