Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Схема звездного двигателя класса C - в масштабе - построенного вокруг звезды, похожей на Солнце. Он состоит из частичного роя Дайсона, состоящего из 5 колец Дайсона солнечных коллекторов (компонент класса B), и большого статитного двигателя Шкадова (компонент класса A). Перспектива снизу системы эклиптики на расстоянии ~ 2.8 а.е. . Направление ускорения системы определяется вектором, который проходит от центра звезды через центр двигателя Шкадова, который парит над северным полюсом звезды (относительно эклиптики) на расстоянии 1 а.е.

Звездные двигатели - это класс гипотетических мегаструктур, которые используют излучение звезды для создания полезной энергии. Эту концепцию представили Бадеску и Кэткарт. [1] Некоторые варианты используют эту энергию для создания тяги и, таким образом, ускорения звезды и всего, что вращается вокруг нее, в заданном направлении. [2] [3] Создание такой системы сделало бы ее строителей цивилизацией Типа II в масштабе Кардашева .

Классы [ править ]

Были определены три класса звездных двигателей: [1]

Класс А (двигатель Шкадова) [ править ]

Одним из простейших примеров звездного двигателя является двигатель Шкадова (названный в честь доктора Леонида Шкадова, который первым его предложил) или звездный двигатель класса А. [4] Такой двигатель представляет собой звездную двигательную установку, состоящую из огромного зеркала / светового паруса - на самом деле массивного типа солнечного статита, достаточно большого, чтобы его можно было классифицировать как мегаструктуру , - который уравновешивает гравитационное притяжение к звезде и давление излучения от звезды. Поскольку радиационное давление звезды теперь было бы асимметричнымто есть больше излучения излучается в одном направлении по сравнению с другим, «избыточное» давление излучения действует как суммарная тяга , ускоряя звезду в направлении парящего статита. Такая тяга и ускорение были бы очень небольшими, но такая система могла бы оставаться стабильной в течение тысячелетий. Любая планетная система, прикрепленная к звезде, будет «увлечена» своей родительской звездой. Для звезды, такой как Солнце , со светимостью 3,85 × 10 26 Вт и массой 1,99 × 10 30 кг , общая тяга, создаваемая отражением половины солнечной энергии, будет 1,28 × 10 18 Н. По прошествии одного миллиона лет это даст сообщенную скорость 20 м / с со смещением от исходного положения на 0,03 световых года . Через миллиард лет скорость составит 20 км / с, а смещение - 34 000 световых лет, что составляет чуть более трети предполагаемой ширины галактики Млечный Путь .

Класс B [ править ]

Класса B звездный двигатель является Дайсон сферой -of в зависимости от того варианта построенного вокруг звезды, которая использует разницу температур между звездой и межзвездной средой для извлечения полезной энергии из системы, возможно , с использованием тепловых двигателей или фотогальванические ячеек. В отличие от двигателя Шкадова, такая система не является движителем.

Класс C [ править ]

Класс C звездный двигатель, такие как двигатель Бадески-Каткарта, [1] сочетает в себе два других классах, используя оба пропульсивную аспекты двигателя малой тяги Шкад и энергогенерирующих аспекты двигателя класса B.

Дайсон оболочка с внутренней поверхностью , частично покрытым зеркалом бы одним воплощением такой системы (хотя она страдает от тех же проблем стабилизации , как не-пропульсивной оболочка), как это было бы Дайсон рой с большим statite зеркалом (см изображение выше). Вариант пузыря Дайсона уже является двигателем Шкадова (при условии, что расположение статитовых компонентов асимметрично); добавление к компонентам возможности извлечения энергии кажется почти тривиальным расширением.

Подруливающее устройство Каплана [ править ]

Астроном Мэтью Э. Каплан из Иллинойского государственного университета предложил тип звездного двигатель , который использует концентрированный звездную энергию для возбуждения определенных областей внешней поверхности звезды и создавать лучи солнечного ветра для сбора с помощью мульти- Bussard ПВРД сборки, производства направлено плазма для стабилизации орбиты, а струи кислорода-14 толкают звезду. Используя элементарные расчеты, предполагающие максимальную эффективность, Каплан оценивает, что двигатель Бассара будет использовать 10 15 граммов солнечного материала в секунду для создания максимального ускорения 10 -9 м / с 2 , что дает скорость 200 км / с через 5 миллионов лет. и расстояние 10 парсековболее 1 миллиона лет. Хотя теоретически двигатель Бюссара мог бы работать в течение 100 миллионов лет с учетом скорости потери массы Солнца, Каплан считает, что 10 миллионов лет достаточно для предотвращения столкновения звезд. [5] Его предложение было заказано немецким образовательным YouTube- каналом Kurzgesagt . [6]

Звездные двигатели в художественной литературе [ править ]

В научно-фантастическом романе Олафа Стэплдона « Звездный создатель » 1937 года некоторые развитые галактические цивилизации пытаются использовать звездные двигатели для перемещения своих планетных систем по всей галактике , чтобы физически контактировать с другими развитыми галактическими цивилизациями. Однако оказывается, что звезды - это формы жизни со своим собственным сознанием , и их сознание чрезвычайно расстроено тем, что с ними происходит, потому что это нарушает канон галактического балетного танца. звезды чувствуют себя частью и что звезды считают своим главным фокусом и самым священным ритуалом в своей жизни. Итак, те звезды, окружающие цивилизации которых пытаются заставить их двигаться в другом направлении, мстят, совершая самоубийство, взрываясь как сверхновые , таким образом разрушая сопутствующие им миры. Это инициирует Войну звезд и миров , продолжающуюся миллионы лет, которая становится поворотным событием в истории галактики. Война заканчивается только тогда, когда галактические цивилизации выясняют, как телепатически общаться со звездами, и заключают перемирие. [7]

В романе Стивена Бакстера « Многообразие: космос » есть двигатель Шкадова, построенный вокруг нейтронной звезды, которой суждено столкнуться с другой нейтронной звездой; намерение состоит в том, чтобы отложить столкновение, чтобы галактическая цивилизация не была уничтожена.

Роман Чаша Небес на Ларри Нивен и Бенфорд описывает форму шара Мегаструктуре , который использует магнитные поля , чтобы вызвать его звезда испускает плазменную струю, которая перемещает звезду сопровождающееся мегаструктуры. [8]

В фильме « Мстители: Война бесконечности» в кинематографической вселенной Marvel есть серия сцен, которые происходят в Нидавеллире, звездном двигателе, используемом в качестве оружейной кузницы.

См. Также [ править ]

  • Сферы Дайсона в массовой культуре

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Бадеску, Виорел; Кэткарт, Ричард Б. (2000). «Звездные двигатели для Кардашевской цивилизации II типа» . Журнал Британского межпланетного общества . 53 : 297–306. Bibcode : 2000JBIS ... 53..297B .
  2. ^ Бадеску, Виорел; Кэткарт, Ричард Б. (февраль 2006 г.). «Использование звездных двигателей классов A и C для управления движением Солнца в галактике». Acta Astronautica . 58 (3): 119–129. Bibcode : 2006AcAau..58..119B . DOI : 10.1016 / j.actaastro.2005.09.005 .
  3. ^ Бадеску, Виорел; Кэткарт, Ричард Б. (2006). «Глава 12: Звездные двигатели и контролируемое движение Солнца». Макро-инженерия: вызов будущего . Библиотека водных наук и технологий. 54 . С. 251–280. DOI : 10.1007 / 1-4020-4604-9_12 . ISBN 978-1-4020-3739-9.
  4. ↑ Шкадов, Леонид (10–17 октября 1987 г.). «Возможность управления движением Солнечной системы в Галактике». Материалы 38-го Международного астронавтического конгресса IAF . 38-й Международный астронавтический конгресс МАК 1987 г. Брайтон, Англия: Международная астронавтическая федерация. С. 1–8. Bibcode : 1987brig.iafcR .... S .
  5. ^ Каплан, Мэтью (17 декабря 2019). «Звездные двигатели: соображения дизайна для максимального ускорения» . Acta Astronautica . 165 : 96–104. Bibcode : 2019AcAau.165 ... 96C . DOI : 10.1016 / j.actaastro.2019.08.027 . Архивировано из оригинала 23 декабря 2019 года . Проверено 22 декабря 2019 года . Альтернативный URL
  6. ^ «Как избежать сверхновой звезды - звездные двигатели» . YouTube . Kurzgesagt. 22 декабря 2019 . Проверено 22 декабря 2019 года .
  7. Перейти ↑ Stapledon, Olaf (1937). «11: Звезды и паразиты». Star Maker . Метуэн.
  8. Перейти ↑ Niven, Larry (2012). Чаша Небес . Tor Books .
Ресурсы библиотеки о
Stellar Engine
  • Ресурсы в вашей библиотеке
  • Ресурсы в других библиотеках
  • Звездный двигатель (статья на сайте Энциклопедии астробиологии, астрономии и космических полетов)
  • Солнечные путешествия ( Астрономия сегодня , раздел исследований)
  • Шкадов Л.М. (10–17 октября 1987 г.). Возможность управления движением Солнечной системы в галактике . 38-й Конгресс Международной астронавтической федерации . Брайтон, Великобритания. Bibcode : 1987brig.iafcR .... S . Документ IAA-87-613.