- Интересно о космонавтике
В прошлой статье мы обсуждали чисто "механическую" проблему околосветовых скоростей. Спасибо всем, кто поделился своими соображениями и комментариями!
Ссылка на предыдущую статью об околосветовой скорости здесь >>
Одно из главных беспокойств, высказываемых некоторыми авторами, заключалось в том, что при таких скоростях звездолет будет бомбардирован даже простыми атомами межзвездной среды, которые из-за релятивитскких эффектов будут иметь огромную энергию в "относительном" движении. И эта энергия вся будет превращаться в тепло. Которое потребует мощного охлаждения обшивки.
Однако в комментариях высказано было и то, что масса самого корабля возрастет кратно при приближении к скорости света, а, значит, вещество обшивки потребует существенно большей энергии для своего нагрева. И ситуация будет далеко не такой страшной, как кажется.
В этой статье я хочу сказать о том, как просто "положить конец" этим переживаниям. Если интересно, в путь!
Итак, полное замедление атомов возможно при столкновении с "тупым" концом звездолета. Тогда же получаем максимум разогревающей энергии. Но если нос сделать заостренным, то в идеале мы будем иметь такую картину:
То есть атомы смогут отскакивать от обшивки абсолютно упруго. Конечно, это приближенная картина. Здесь мы допускаем, что столкновение атомов межзвездной среды со звездолетом похоже на столкновению частиц с неподвижной поверхностью, когда они летят под углом к ней.
Если мы введем оси ОХ и ОУ, то можно будет разложить скорость атома на две составляющих - скорость по касательной к поверхности и скорость перпендикулярно поверхности:
При этом "игрековая" скорость будет равна скорости, умноженной на синус альфа. Делая угол малым, получаем десяти и более-кратное уменьшение Vy.
Даже если мы представим, что упругого столкновения не произойдет и атом после удара полетит вдоль обшивки, параллельно вектору Vx, то в тепловую энергию перейдет лишь часть энергии движения.
Возьмем результаты расчетов из этой статьи: https://zen.yandex.ru/media/k_mechtam/mechta-o-skorosti-sveta-prevratiatsia-li-astronavty-v-plazmu-na-okolosvetovyh-skorostiah-chto-voobsce-proizoidet-61900f249a5df961765e82be
И получим для вышеназванного случая следующую энергию, которую будет нужно рассеивать в секунду для угла "альфа" в 5 градусов (угол конуса 10 градусов):
Здесь "7" - релятивистский коэффициент увеличения массы при достижении 0,99 скорости света. И мы получили мощность поступающей извне энергии в размере 56 кВт. Это крайне малая величина для корабля, массой в десятки тонн. А если учесть, что и его масса увеличится кратно из-за релятивистских эффектов, как мы писали выше, то беспокоиться практически не о чем.
Остается один вопрос. Скорость света, все-таки, крайне мала для межзвездных путешествий. Желательно найти возможность ее превысить. Тогда путешествия по Галактике станут более реальными.
Проверьте, все ли мои выводы правильны?
О каких вариантах преодоления барьера скорости света вы слышали?
Делитесь, пожалуйста, в комментариях. И до встречи!