Импулсни погон: Подосветљење у Стар Трек-у

Путописи су помогли да се дефинише свемир научне фантастике, заједно са технологијом која Звездане стазе серија, књиге и филмови обећавају. Једна од најтраженијих технологија са тих емисија је варп погон. Тај се погонски систем користи на свемирским бродовима многих врста у Трекиверсеу да би се прошло преко њих галаксије у невероватно кратким временима (месецима или годинама у поређењу са вековима које би им требале "само" брзина светлости). Међутим, не постоји увек разлог за употребу варп погон, и тако, понекад бродови у Стар Трек-у користи импулс моћ да иде под светлошћу.

Данас истраживачке мисије користе хемијске ракете за путовање кроз свемир. Међутим, те ракете имају неколико недостатака. Захтевају огромне количине погонског горива (горива) и углавном су велике и тешке. Импулсни мотори, попут оних за које је приказано да постоје на свемирском броду Ентерприсе, узети мало другачији приступ да убрзате свемирску летјелицу. Уместо да се хемијским реакцијама користе за кретање кроз свемир, користе нуклеарни реактор (или нешто слично) за снабдевање моторима електричном енергијом.

Та електрична енергија наводно покреће велике електромагнете који користе енергију сачувану у пољима да би покренули брод или, још више вероватно, плазма прегријавања који се затим колиматирају јаким магнетским пољем и испљуне стражњи дио пловила да би га убрзао напред. Све звучи врло сложено, и јесте. Заправо је то у могућности, али не са тренутном технологијом.

Ефективно, импулсни мотори представљају корак напред од тренутних ракета на хемијски погон. Не иду брже него брзина светлости, али они су бржи од свега што данас имамо. Вероватно је само питање времена када неко смисли како да их изгради и примени.

Да ли бисмо могли једног дана имати импулсе за моторе?

Добра вест о „једном дану“ је да је основна претпоставка импулса је научно здраво. Међутим, постоје нека питања која треба узети у обзир. У филмовима, звездани бродови могу да користе своје импулсе да би убрзали до значајног дела светлости. Да би се постигле те брзине, снага коју генеришу импулсни мотори мора бити значајна. То је велика препрека. Тренутно, чак и уз нуклеарну енергију, изгледа мало вероватно да бисмо могли произвести довољно струје за напајање таквих погона, посебно за тако велике бродове. То је један проблем који треба превазићи.

Такође, емисије често приказују импулсе мотора који се користе у планетарним атмосферама и у маглицама, облацима гаса и прашине. Међутим, сваки дизајн импулса налик импулсу ослања се на њихов рад у вакууму. Чим би звездански брод ушао у подручје високе густине честица (попут атмосфере или облака гаса и прашине), мотори би постали бескорисни. Дакле, уколико се нешто не промени (а ви не промените законе о „физици“, капетане!), Импулсни погони остају у царству научне фантастике.

Импулсни погони звуче прилично добро, зар не? Па, постоји неколико проблема са њиховом употребом који су истакнути у научној фантастици. Један је временска дилатација: Сваки пут када пловило путује релативистичким брзинама, појављују се забринутости за ширење времена. Наиме, како временска трака остаје досљедна када пловило путује при готово брзини? На жалост, нема начина да се то заобиђе. Зато су импулсни мотори у научној фантастици често ограничени на око 25% брзина светлости где би релативистички ефекти били минимални.

Други изазов за такве моторе је место где раде. Најефикасније су у вакууму, али често их видимо у Треку док улазе у атмосферу или пролазе кроз облаке гаса и прашине зване маглице. Мотори како се тренутно замисли не би се добро снашли у таквим окружењима, тако да је то још једно питање које би требало решити.

Нису, међутим, све изгубљене. Ионски погони, који користе врло сличне концепте за технологију импулса, користе се на свемирским бродовима већ годинама. Међутим, због велике употребе енергије, нису ефикасни у убрзавању пловила врло ефикасно. У ствари, ови мотори се користе само као примарни погонски системи на међупланетарном пловилу. То значи да би само сонде које путују на друге планете носиле јонске моторе. На пример, постоји ионска вожња на свемирској летелици Давн, која је циљала на патуљасту планету Церес.

Пошто је ионским погонима потребна само мала количина погонског средства за рад, њихови мотори раде континуирано. Дакле, иако је хемијска ракета можда бржа у брзини брода до брзине, брзо му понестане горива. Не толико са јонским погоном (или будућим импулсним погонима). Погон јона ће убрзати занат данима, месецима и годинама. Омогућује свемирском броду да постигне већу максималну брзину, а то је важно за планинарење по Сунчевом систему.

То још увек није импулсни мотор. Ионска технологија погона је свакако примена импулзне погонске технологије, али не успева да се подудара са лако доступним способностима убрзавања мотора приказаних у Звездане стазе и други медији.

Будући свемирски путници могу се користити нечим још обећавајућим: технологијом плазма погона. Ови мотори користе електричну енергију за прегријавање плазме, а затим га избацују са стражње стране мотора користећи моћна магнетна поља. Имају сличност са јонским погонима по томе што користе тако мало погонског горива да су у могућности да раде дугим временским периодима, посебно у односу на традиционалне хемијске ракете.

Међутим, они су много моћнији. Они би могли да покрећу летелицу тако великом брзином да би ракета са погоном на плазму (користећи данас доступну технологију) могла да доплови до Марса за нешто више од месец дана. Упоредите овај подвиг са скоро шест месеци колико би требао занат који се традиционално покреће.

Ја седим Звездане стазе нивои инжењерства? Не баш. Али то је дефинитивно корак у правом смеру.

Иако можда још немамо футуристичке погоне, они би се могли догодити. Ко даље зна, са даљим развојем? Можда ће импулсни погони попут оних приказаних у филмовима једног дана бити стварност.

Уредио и ажурирао Царолин Цоллинс Петерсен.