Trekkies pomohly definovat sci-fi vesmír, spolu s technologií, kterou Star Trek série, knihy a filmy slibují. Jednou z nejvyhledávanějších technologií těchto výstav je warp drive. Tento pohonný systém se používá na kosmických lodích mnoha druhů v Trekiverse, aby se dostal přes galaxie v úžasně krátkých časech (měsíce nebo roky ve srovnání se staletími, které by trvalo „pouze“ rychlost světla). Ne vždy však existuje důvod k použití warp drivea tak někdy lodě ve Star Treku použít impuls síla jít rychlostí podsvícení.
Co je to Impulse Drive?
Průzkumné mise dnes používají pro cestování vesmírem chemické rakety. Tyto rakety však mají několik nedostatků. Vyžadují obrovské množství paliva (paliva) a jsou obvykle velmi velká a těžká. Impulzní motory, jako ty, které jsou zobrazeny na hvězdné lodi Podnik, použijte trochu odlišný přístup k urychlení kosmické lodi. Místo toho, aby pomocí chemických reakcí pohybovaly vesmírem, používají jaderný reaktor (nebo něco podobného) k dodávce elektřiny do motorů.
Tato elektřina údajně pohání velké elektromagnety, které využívají energii uloženou v polích k pohonu lodi nebo více pravděpodobně přehřátá plazma, která je pak kolimována silnými magnetickými poli a vyplivává zadní část plavidla, aby ji urychlila vpřed. Všechno to zní velmi složitě a je. Je to vlastně proveditelné, ale ne se současnou technologií.
Impulsní motory představují ve skutečnosti krok vpřed od současných chemicky poháněných raket. Nejezdí rychleji než rychlost světla, ale jsou rychlejší než cokoli, co dnes máme. Pravděpodobně je jen otázkou času, než někdo přijde na to, jak je postavit a nasadit.
Mohli bychom někdy mít impulsní motory?
Dobrou zprávou o „jednou“ je to, že základní předpoklad impulzní jízdy je vědecky zdravý. Je však třeba zvážit některé problémy. Ve filmech jsou hvězdné lodě schopny použít své impulzní motory ke zrychlení na významný zlomek rychlosti světla. K dosažení těchto otáček musí být výkon generovaný impulzními motory významný. To je obrovská překážka. V současné době se zdá, že ani v případě jaderné energie není pravděpodobné, že bychom mohli vyrobit dostatečný proud k napájení takových pohonů, zejména pro takové velké lodě. To je jeden problém, který je třeba překonat.
Přehlídky také často zobrazují impulzní motory používané v planetárních atmosférách a v mlhovinách, v oblacích plynu a prachu. Každý návrh impulsních pohonů se však spoléhá na jejich provoz ve vakuu. Jakmile hvězdná loď vstoupí do oblasti s vysokou hustotou částic (jako je atmosféra nebo oblak plynu a prachu), motory se stanou zbytečnými. Takže, pokud se něco nezmění (a vy nemůžete změnit zákony fyziky, kapitáne!), Impulzní pohony zůstávají v oblasti sci-fi.
Technické výzvy impulsních pohonů
Impulzní pohony zní celkem dobře, že? Existuje několik problémů s jejich použitím, jak je uvedeno ve sci-fi. Jeden je časová dilatace: Kdykoli plavidlo cestuje relativistickou rychlostí, vznikají obavy z dilatace času. Konkrétně, jak zůstane časová osa konzistentní, když plavidlo jede rychlostí blízkou světlu? Bohužel, neexistuje žádný způsob, jak to obejít. Proto jsou impulsní motory ve sci-fi často omezeny na asi 25% rychlost světla kde by relativistické účinky byly minimální.
Další výzvou pro takové motory je jejich provoz. Nejúčinnější jsou ve vakuu, ale často je vidíme v Trek, když vstupují do atmosféry nebo bičují skrz mraky plynu a prachu zvané mlhoviny. Motory, jak jsou dnes představeny, by v takových prostředích nevedly dobře, takže je to další problém, který by musel být vyřešen.
Iontové pohony
Ne všechno se však ztratí. Iontové pohony, které používají velmi podobné koncepty jako technologie impulsních pohonů, se používají na palubě kosmických lodí po léta. Vzhledem k jejich vysoké spotřebě energie však nejsou efektivní při zrychlování plavidel velmi efektivně. Ve skutečnosti se tyto motory používají pouze jako primární pohonné systémy na meziplanetárním plavidle. To znamená, že pouze sondy cestující na jiné planety nesou iontové motory. Například na kosmické lodi Dawn je iontový pohon, který mířil na trpasličí planetu Ceres.
Protože iontové pohony potřebují k provozu jen malé množství pohonné hmoty, jejich motory pracují nepřetržitě. Takže, zatímco chemická raketa může být rychlejší, než se plavidlo dostane do rychlosti, rychle dojde palivo. Ne tak s iontovým pohonem (nebo budoucími impulzními pohony). Iontový pohon urychlí plavidlo dny, měsíce a roky. Umožňuje kosmické lodi dosáhnout vyšší maximální rychlosti, což je důležité pro pěší turistiku po sluneční soustavě.
Stále to není impulzní motor. Technologie iontového pohonu je určitě aplikací technologie impulsního pohonu, ale nedokáže se shodovat s snadno dostupnou akcelerační schopností motorů znázorněných na Star Trek a další média.
Plazmové motory
Budoucí cestující do vesmíru mohou začít používat něco ještě slibnějšího: technologie plazmového pohonu. Tyto motory využívají elektřinu k přehřátí plazmy a poté ji vytlačují ze zadní části motoru pomocí výkonných magnetických polí. Oni nesou nějakou podobnost k iontovým pohonům v tom oni používají tak malou hnací látku že oni jsou schopní pracovat po dlouhou dobu, obzvláště příbuzný s tradičními chemickými raketami.
Jsou však mnohem silnější. Byli by schopni pohánět plavidlo takovou rychlostí, že raketa s plazmovým pohonem (používající technologii, která je dnes k dispozici) by mohla dostat plavidlo na Mars za něco málo přes měsíc. Porovnejte tento čin s téměř šesti měsíci, že by to vyžadovalo tradičně poháněné plavidlo.
Je to tak? Star Trek úrovně inženýrství? Ne tak docela. Je to však určitě krok správným směrem.
I když možná ještě nemáme futuristické jednotky, mohou se stát. S dalším vývojem, kdo ví? Možná impulsní pohony jako ty, které jsou zobrazeny ve filmech, budou jednoho dne realitou.
Upraveno a aktualizováno uživatelem Carolyn Collins Petersen.