О покушении на Гитлера см. Операция Валькирия.
Валькирия теоретический космический аппарат разработан Чарльз Пеллегрино и Джим Пауэлл (физика в Брукхейвенской национальной лаборатории ). Теоретически «Валькирия» способна ускоряться до 92% скорости света и затем замедляться, перенося небольшую человеческую команду в другую звездную систему. [1]
Дизайн
Высокая производительность Valkyrie объясняется ее инновационным дизайном. Вместо твердого космического корабля с ракетой в задней части, Валькирия больше похожа на поезд канатной дороги , с помещениями для экипажа, топливными баками, радиационной защитой и другими жизненно важными компонентами, которые протягиваются между передними и задними двигателями на длинных тросах. Это значительно снижает массу корабля, поскольку больше не требуются тяжелые элементы конструкции и радиационная защита. Это значительное преимущество, потому что в ракете на каждый лишний килограмм полезной нагрузки (сухой массы) потребуется соответствующее дополнительное количество пороха или топлива.
Модуль экипажа «Валькирии» будет тянуться на 10 километров позади двигателя. Небольшой вольфрамовый экран толщиной 20 см будет висеть в 100 метрах за двигателем, чтобы защитить прицепной модуль экипажа от вредного излучения. [2] Топливный бак может быть размещен между модулем экипажа и двигателем, чтобы еще больше защитить его. В задней части корабля будет второй двигатель, который будет использовать для замедления. Перед торможением двигатель и бак, в котором находится подача топлива, можно выбросить за борт, чтобы снизить расход топлива. [1] Система тросов требует, чтобы элементы корабля перемещались «вверх» или «вниз» по тросам в зависимости от направления полета.
Двигатели
Первоначально двигатель «Валькирии» должен был работать, используя небольшое количество антивещества, чтобы инициировать чрезвычайно энергичную реакцию термоядерного синтеза. Магнитная катушка улавливает продукты этой реакции, выбрасывая их со скоростью 12-20% от скорости света (35 000-60 000 км / с). Когда космический корабль приближается к 20% скорости света, в двигатели поступает больше антивещества, пока оно не переключится на аннигиляцию чистого вещества и антивещества. [2] Он будет использовать этот режим для ускорения оставшейся части пути до 0,92 c. По оценке Пеллегрино, кораблю потребуется 100 тонн вещества и антивещества, чтобы достичь 0,1-0,2 градуса, с неопределенным избытком вещества, чтобы гарантировать эффективное использование антивещества. Чтобы достичь скорости 0,92 с и затем замедлить, Валькирии потребуется соотношение масс 22 (или 2200 тонн топлива для 100-тонного космического корабля). [1]
На таких высоких скоростях обломки будут представлять серьезную опасность. Во время ускорения Валькирия использует устройство, которое сочетает в себе функции защиты от частиц и радиатора жидких капель . Отработанное тепло сбрасывается в жидкие капли, которые выбрасываются перед кораблем. По мере того, как корабль ускоряется, капли (теперь холодные) эффективно падают обратно в корабль, поэтому система самовоспроизводится. Во время замедления корабль будет защищен ультратонкими зонтичными щитами, дополненными пылезащитным экраном, возможно, сделанным путем измельчения кусков выброшенной первой ступени. [1]
Критика
Основная проблема осуществимости Valkyrie [ необходима цитата ] (или любого привода пучка антивещества) заключается в его требованиях количества топлива на основе антивещества, измеряемого в тоннах. Антивещество не может быть произведено с эффективностью более 50% (то есть для производства одного грамма антивещества требуется вдвое больше энергии, чем вы получили бы от уничтожения этого грамма с граммом вещества). Поскольку полкилограмма антивещества даст 9 × 10 16 Дж, если аннигилировать с таким же количеством вещества [3], это быстро добавляет огромные потребности в энергии для его производства. Для производства 50 тонн антивещества Валькирии потребуется 1,8 × 10 22 Дж. Это такое же количество энергии, которое сейчас использует весь человеческий род примерно за сорок лет.
Это может быть решено путем создания действительно огромной электростанции для завода по производству антивещества, вероятно, в форме огромного массива солнечных панелей с общей площадью в миллионы квадратных километров или множества термоядерных реакторов . В качестве альтернативы гибридный привод антивещества-синтеза, который Valkyrie использует для ускорения до 0,2 ° C , потребует гораздо меньше антивещества и, при скорости истечения 30–60 000 км · с −1 , все еще весьма выгодно отличается от двигателей конкурентов, таких как импульс инерционного удержания привод, используемый Project Daedalus или Project Orion . Легкая конструкция «Валькирии» также может применяться в самых разных космических аппаратах.
При использовании тросов между элементами корабля и двигателями отсутствует жесткость. Без активного ускорения или тяги для натягивания и выпрямления тросов малейший дисбаланс, избыточное усилие или перемещение элементов корабля в различные конфигурации полета создают опасность столкновения между элементами корабля и двигателями. Поскольку длительный космический полет на межзвездных скоростях вызывает эрозию из-за столкновения с частицами, газом, пылью и микрометеоритами, тросы буквально являются спасательными тросами. [4] [5] Изменение курса или разворот корабля требует перестановки или выравнивания всех элементов корабля и, предположительно, при этом расходуется больше топлива.
Поскольку радиаторы жидких капель (LDR) развертываются с другой стороны движителя и основного корпуса, капли и коллекторы подвергаются воздействию другой половины тепловой энергии гамма-излучения от аннигиляции антивещества. Если общая площадь коллекторов больше, чем радиационная защита, LDR будет служить для охлаждения самого себя, а не защиты основных компонентов корабля. [6]
Мелочи
Смотрите также
Рекомендации
- ^ a b c d "Звездолет" Валькирия Антиматерия " . Атомные ракеты: медленнее света . 19 декабря 2009 г.
- ^ а б "Космический корабль" Валькирия - следующий гигантский скачок "? . Отредактированный путеводитель . BBC . 8 августа 2006 г.
- ^ «Эквивалентность массы и энергии» . Стэнфордская энциклопедия философии . 12 сентября 2001 г.
- ^ Космические привязное: Критерии проектирования НАСА Технический меморандум 108537, июль, 1997
- ^ Туда и обратно: Руководство непрофессионала по сверхнадежности для межзвездных миссий, архивировано 8 мая 2014 г. на Wayback Machine Генри Гарретт, 30 июля 2012 г.
- ^ Андерсон, Руперт В. (28 марта 2015 г.). Космический компендиум: межзвездное путешествие . ISBN 9781329022027.
- ^ «Технология космических кораблей в« Аватаре »- это конструкция ракеты на антивеществе Валькирии» . nextbigfuture.com. 26 января 2010 г.