Мы постоянно видим в научной фантастике - корабли, которые могут летать даже быстрее скорости света. Но ведь ничто не может превышать скорость света. Верно?
В мире "Звёздного Пути" высокотехнологичные корабли летают с помощью «импульсного двигателя». Этот двигатель позволяет им двигаться со скоростью, приближающейся к скорости света. Отважные члены экипажа перемещаются между планетами за считанные минуты.
Для нас это невообразимо. Чтобы добраться до Марса, с нашими технологиями потребуется не менее 7 месяцев. Миссия на красную планету и обратно займет как минимум год. Сегодня для человечества не может быть и речи о посещении нашей ближайшей звездной системы. Чтобы преодолеть расстояния в 4,37 световых лет до соседней системы "Альфа Центавра" потребуется 16 000 лет.
Импульсный двигатель из Звёздного Пути- это термоядерная ракета, работающая со специальным соплом. В результате реакции генерируется высокоэнергетическая плазма, она направляется из сопла в качестве выхлопа. Плазма проходит через магнитные катушки двигателя, что делает её еще более эффективной и обеспечивает большую тягу. Конечно, есть много деталей об импульсном двигателе, которые остаются вымышленными и не могут быть реализованы в реальности.
Единственная наиболее важная характеристика импульсного двигателя заключается в том, что он может двигать космический корабль со скоростью близкой к скорости света, позволяя членам экипажа перемещаться между планетами и звездными системами.
И это именно то, что сейчас пытаются построить два физика из Калифорнийского университета.
Их версия импульсного двигателя называется MEGA: Mach Effect Gravity Assist. Удивительная особенность этого двигателя заключается в том, что его цель - двигаться со скоростью примерно 40% от скорости света или даже больше без использования топлива. Топливо представляет собой смеси горючего и окислителей. Каждый космический корабль, который мы когда-либо спроектировали, использует топливо для путешествия по Вселенной. Сказать, что космический корабль может путешествовать без топлива, - все равно что сказать, что автомобиль будет путешествовать без бензина. Ответ, что неудивительно, - электричество.
Двигатель MEGA основан на принципе Маха, который утверждает, что далекие объекты во Вселенной частично ответственны за инерцию объектов вокруг нас.
Инерция - это тенденция объекта сопротивляться любым изменениям в его движении, то есть движущийся объект хочет оставаться в движении, а объект в состоянии покоя хочет оставаться в покое, если на него не действует другая сила.
Принцип Маха должен был стать частью теории относительности Эйнштейна, поскольку сам Эйнштейн поддерживал эту идею, но другие исследователи попытались опровергнуть принцип Маха с помощью математики. Это остается спорной идеей и по сей день, и именно это делает результаты двигателя MEGA такими впечатляющими.
Большая часть ученого сообщества считала, что нет никаких шансов, что этот двигатель будет работать. Однако два физика - Джим Вудворд и Хэл Ферн - смогли доказать обратное. Они смогли увеличить силу, создаваемую этим двигателем, в 1000 раз всего за 1 год.
Так как же создать двигатель MEGA?
В двигателе вместо топлива используется электричество, которое может генерироваться за счет солнечных панелей или ядерным реактором. Электрический ток проходит через стопку пьезоэлектрических кристаллов. Пьезоэлектрические кристаллы можно найти во всем, от мобильных телефонов до принтеров и динамиков. Когда через них проходит электрический ток, кристаллы вибрируют, расширяются и сжимаются. Физики установили, что вибрация происходят в основном в одном направлении, заставляя космический корабль двигаться вперед. Эти расширения и сжатия вызывают своего рода изгибы или колебания, которые перемещать космический корабль вперед. Космический корабль начнет медленно перемещаться в космосе, через несколько десятилетий он наберет достаточный импульс от этих небольших колебаний, чтобы двигаться со скоростью, близкой к скорости света.
Таким образом, секрет двигателя MEGA - это плавное постоянное ускорение с течением времени.
Поначалу движение вперед от прототипов было крайне незначительным. Слишком маленьким, чтобы увидеть невооруженным глазом. После реконфигурации, многолетней работы и двух отдельных грантов от НАСА, прототип команды теперь может производить видимую тягу. Он прошел путь от создания тяги всего в 5 микроньютон до более 100. Это не очень большая величина, но ее достаточно, чтобы показать, что в этих устройствах может быть что-то многообещающее. Космический корабль, использующий эту технологию, не будет полагаться только на один двигатель MEGA, а вместо этого будет использовать сотни или тысячи. Чтобы масштабировать этот двигатель, не нужно увеличивать его в размерах, нужно просто увеличить их количество.
НАСА сейчас финансирует независимые исследования двигателя MEGA. Тестирование в Военно-морской исследовательской лаборатории и в исследовательской компании Hathaway в Канаде покажет, могут ли результаты группы быть воспроизведены другими исследователями. Если результаты тестирования будут положительными, то следующим шагом будет отправка устройств в космос и их тестирование там. По словам Вудворда и Фирна - ученых, которые изобрели двигатель MEGA, - они близки к тому, чтобы создать прототип для испытаний в космосе.
Многие ученые ожидают, что двигатель MEGA потерпит неудачу. Некоторые десятилетиями искали способ опровергнуть интерпретацию принципа Маха и результаты команды. Однако никто до сих пор не смог дискредитировать эту работу после десятилетий исследований. Хотя важно отметить, что это довольно сложно - доказать или опровергнуть что-то столь экзотическое.
Тем не менее, важно тестировать даже самые нестандартные идеи. Если это не удастся, мы извлечем уроки из опыта и укрепим наши научные перспективы. Тем не менее, если это удастся, можно получить целую вселенную. Мало того, что наша точка зрения радикально изменится, мы найдем технологию, необходимую для превращения человечества в межзвездный вид.
#Космос #путешествия #скорость света #двигатель #исследования
