Napęd warp – nieosiągalny luksus czy prawdziwy środek transportu? Naukowcy z NASA: stworzenie silnika WARP jest teoretycznie wykonalne. Silnik warp NASA jest w fazie testów.

We wrześniu ubiegłego roku kilkuset naukowców, inżynierów i entuzjastów kosmosu zebrało się pod jednym dachem w hotelu Hyatt w centrum Houston. Powód spotkania - drugie spotkanie publiczne 100-letni statek kosmiczny. Agencja sama finansuje tę imprezę high-tech DARPA i jest prowadzony przez byłego astronautę Mae Jemison. Cel jest prosty: „urzeczywistnić loty ludzi poza nasze granice”. układ słoneczny do innej gwiazdy w ciągu następnych 100 lat.” Intrygancki? Czeka na Ciebie fascynująca historia.

Większość obecnych na konferencji zgadza się, że rozwój załogowej eksploracji kosmosu jest frustrująco powolny. Pomimo miliardów dolarów wydanych w ciągu ostatnich 20-30 lat agencje kosmiczne nie poczyniły znacznych postępów z punktu widzenia lat 60-tych. Z czego zresztą nie omieszkał skorzystać Elon Musk, zakładając własną agencję kosmiczną SpaceX. 100 Year Starship planuje przyspieszyć proces lotu do innej gwiazdy poprzez przyspieszenie rozwoju obiecujących technologii. Cóż, zapnijmy pasy.

Do najbardziej oczekiwanych prezentacji na konferencji należała „Warp Field Mechanics 102” zaprezentowana przez Harolda „Sonny’ego” White’a z NASA. Weteran agencji kosmicznej pracuje nad specjalnym programem napędowym w Johnson Space Center (JSC) niedaleko Hyatt. Wraz z sześcioosobowym zespołem White nakreślił niedawno cele NASA dotyczące przyszłości podróży kosmicznych. W nowej prezentacji było wiele: od wszelkiego rodzaju projektów lotniczych i udoskonalanych rakiet chemicznych po potężne silniki oparte na antymaterii i energii jądrowej. Jednak najciekawsze było to: napęd warpowy. Albo silnik warp. Nazwij to, jak chcesz, ale dla wielu osób warp to nadal warp – od fanów Star Trek po fanów Star Craft.

Rzućmy trochę światła: napęd warp może umożliwić podróżowanie szybciej niż światło. Powiesz oczywiście, że jest to niemożliwe, ponieważ jest sprzeczne ogólna teoria Teoria względności Einsteina. Biały uważa, że ​​nie. W ciągu półgodziny wyznaczonej na sympozjum mówił o fizyce potencjalnego napędu warp, używając takich pojęć jak Bąbelki Alcubierre’a I fluktuacje hiperwymiarowe. Zauważył również, że jego obliczenia teoretyczne utorowały drogę napędowi warp i rozpoczął testy fizyczne w swoim laboratorium NASA, które nazwał Orleworki.

Jak już zacząłeś podejrzewać, działający napęd warp stanie się słowem numer jeden w historii podróży kosmicznych. Nie tylko uda nam się zgodnie z planem dotrzeć na Marsa szybciej niż za półtora roku, ale także uda nam się wylecieć poza Układ Słoneczny, a może nawet wymienić źródło zasilania Voyagera. Podróż nowoczesnym statkiem kosmicznym do naszej najbliższej gwiazdy, Alfa Centauri, zajęłaby 75 000 lat. Ale według White'a, jeśli statek będzie wyposażony w napęd warp, wszystko zajmie dwa tygodnie.

W związku z zaprzestaniem operacji wahadłowców i rosnącą aktywnością segmentów prywatnych w zakresie lotów blisko Ziemi, NASA podaje, że skupi się na odważnych wyprawach w dalsze przestrzenie, znacznie dalej niż dość nudne kopanie Księżyca. Ale bez zasadniczo nowych silników takie wyprawy będą mało przydatne. Kilka dni po spotkaniu poświęconym 100-leciu statku kosmicznego szef NASA Charles Bolden powtórzył słowa White'a:

„Pewnego dnia będziemy chcieli osiągnąć prędkość warp. Chcemy poruszać się szybciej niż prędkość światła i nie zatrzymywać się na Marsie.”

Gwiezdny Trek

Fizyk Miguel Alcubierre opracował model napędu warp po obejrzeniu odcinka Star Trek.

Pierwsze użycie terminu „napęd warp” datuje się na rok 1966, kiedy Gene Roddenberry wypuścił Star Trek. Przez następne trzydzieści lat osnowa istniała jedynie jako jedna z najtrwalszych koncepcji science fiction. Ale pewnego dnia ten epizod przykuł uwagę fizyka Miguela Alcubierre’a. Następnie pracował w dziedzinie ogólnej teorii względności i zastanawiał się: czego potrzeba do stworzenia napędu warp? Swoją pracę opublikował w 1994 r.

Alcubierre wyobraził sobie bańkę w kosmosie. Na przodzie bańki czasoprzestrzeń kurczy się, natomiast za bańką czasoprzestrzeń rozszerza się (jak podczas Wielkiego Wybuchu). Osnowa będzie miała niewielki wpływ na statek, jak normalna fala, pomimo zamieszania na zewnątrz bańki. W zasadzie bańka warp może poruszać się tak szybko, jak chce: ograniczenie prędkości światła przewidywane przez teorię Einsteina wpływa tylko na czasoprzestrzeń, a nie na jej zniekształcenia. W bańce, jak przewidywał Alcubierre, czasoprzestrzeń pozostanie niezmieniona, a sami podróżnicy kosmiczni pozostaną bezpieczni i zdrowi.

Napęd Warp będzie mógł wysyłać podróżników nie tylko poza orbitę Ziemi, ale także poza cały Układ Słoneczny. Równania ogólnej teorii względności Einsteina są z jednej strony bardzo złożone – obliczają, w jaki sposób materia zagina czasoprzestrzeń – ale z drugiej strony są całkiem proste. Korzystając z nich, Alcubierre ustalił, jaki rozkład materii jest niezbędny do wytworzenia bańki osnowy. Problem w tym, że rozwiązanie ujawniło dziwną formę materii – negatywna energia.

W prymitywnym wyjaśnieniu grawitacja jest siłą przyciągania pomiędzy dwoma obiektami. Każdy przedmiot, niezależnie od swojej wielkości, przyciąga otaczającą go materię. W rozumieniu Einsteina siła ta jest zakrzywieniem czasoprzestrzeni. Energia ujemna jest jednak odpychającą grawitacją. Zamiast łączyć czasoprzestrzeń, negatywna energia ją rozłączy. Z grubsza mówiąc, do działania silnika Alcubierre’a potrzebna jest energia ujemna, która powoduje rozszerzenie czasoprzestrzeni za statkiem.

I chociaż nikt nigdy nie zmierzył energii ujemnej, mechanika kwantowa (dodajmy do listy paradoksów) przewiduje jej istnienie, co oznacza, że ​​naukowcom być może uda się ją wytworzyć w laboratorium. Jednym ze sposobów jego utworzenia byłoby Efekt Kazimierza: Dwie równoległe płytki przewodzące umieszczone wystarczająco blisko siebie powinny wytworzyć niewielką ilość energii ujemnej. Model Alcubierre’a zawalił się w momencie, gdy potrzebna była ogromna ilość energii ujemnej, znacznie większa, niż można było wytworzyć – zdaniem naukowców.

White twierdzi, że znalazł sposób na obejście tego ograniczenia. W symulacji komputerowej White zmienił siłę i geometrię pola osnowy. Okazuje się, że teoretycznie możliwe jest wytworzenie bańki osnowy przy użyciu milion razy mniej energii ujemnej, niż zakładał Alcubierre, a wystarczającej do statek kosmiczny mógłby sam go wyprodukować.

„Z niemożliwego wszystko stało się prawdopodobne”.

"Syn"

Harold „Sonny” White, inżynierNASAopracowywanie napędu warp w laboratoriumOrleworki.

Dalsza narracja prowadzona jest z perspektywy Constantina KakaesaPopSci.

Johnson Space Center znajduje się obok lagun, gdzie Houston ustępuje miejsca portowi Galveston. W powietrzu unosi się zapach kampusów, w których szkolą się przyszli astronauci. W dniu mojej wizyty White spotkał się ze mną w Budynku Piętnastym, niskim budynku z labiryntami korytarzy, biurami i laboratorium, które razem tworzą Eagleworks. Miał na sobie koszulkę polo z wyhaftowanym logo Eagleworks: orłem rozkładającym skrzydła nad futurystycznym statkiem kosmicznym.

White nie zaczynał swojej kariery w laboratorium ruchu. Studiował inżynierię mechaniczną i dołączył do agencji w 2004 roku w grupie robotyki jako wykonawca, którą obsługuje od 2000 roku. Ostatecznie przejął kontrolę nad ramieniem robotycznym na ISS podczas pracy nad doktoratem z fizyki plazmy. Dopiero w 2009 roku White rozpoczął studia nad silnikami, którymi interesował się od dawna, a jego praca w NASA nie stała się faktem.

„Syn to wyjątkowa osoba” – powiedział jego szef, John Applewhite, który stoi na czele działu systemów napędowych w Johnson Center. „Zdecydowanie jest wizjonerem, ale jest także inżynierem. Potrafi zamienić swoją wyobraźnię w użyteczny produkt techniczny.”

Po dołączeniu do grupy Applewhite White poprosił o pozwolenie na otwarcie własnego laboratorium poświęconego zaawansowanym silnikom. Wybrałem logo i zabrałem się do pracy.

White zabrał mnie do swojego biura, które dzieli z kolegą, który szuka wody na Księżycu (i najwyraźniej znalazł ją na Marsie), a następnie zabrał mnie do Eagleworks. W trakcie spaceru opowiedział mi o trudnościach związanych z otwarciem laboratorium, które opisał jako „długi i żmudny proces znajdowania zaawansowanych silników, które pomogą ludziom eksplorować kosmos”. Mówi lekko przeciągając, co jest efektem lat spędzonych na Południu, najpierw na studiach w Alabamie, a następnie 13 lat w Teksasie.

White pokazuje mi sprzęt i zwraca moją uwagę na jego centralny element – ​​kwantowo-próżniowy silnik plazmowy (QVA). Urządzenie wygląda jak duży czerwony aksamitny pączek z drutami ciasno owiniętymi wokół rdzenia. Jest to, obok napędu warp, jedno z dwóch głównych osiągnięć Eagleworks. Oczywiście tajne. Kiedy zapytałem o to urządzenie, White powiedział, że nie może zdradzić szczegółów, poza tym, że powiedział, że rozwój tej technologii potrwa dłużej niż stworzenie napędu warp. W raporcie opublikowanym przez NASA w 2011 roku stwierdzono, że wykorzystuje ona fluktuacje kwantowe pustej przestrzeni jako źródło paliwa (o czym najwyraźniej mówił Tesla), więc statek kosmiczny oparty na CVD nie potrzebowałby „benzyny”.

Eksperymenty White'a z warpem skupiały się w rogu pokoju. Laser helowo-neonowy zamontowany jest na małym stoliku za siatką z otworami, wraz z rozdzielaczem wiązki i czarno-białą kamerą CCD. To interferometr pola Warp White-Judy, nazwany na cześć samego White'a i Richarda Judy, emerytowanego pracownika Johnson Center, który pomógł White'owi analizować dane CCD. Połowa światła lasera przechodzi przez pierścień, eksperymentalne urządzenie White'a. Druga połowa nie. Jeśli pierścień nie zmieni się w żaden sposób, White zauważy to na podstawie danych CCD. Jeśli przestrzeń zostanie zniekształcona, wówczas „wzorzec interferencji będzie zupełnie inny”.

Kiedy urządzenie jest aktywowane, konfiguracja White'a działa tak, jak w filmie: laser świeci na czerwono, a dwie wiązki przecinają się jak laserowe miecze. Wewnątrz pierścienia znajdują się cztery kondensatory ceramiczne z tytanianu baru, które White ładuje napięciem do 23 000 woltów. Przez ostatnie półtora roku symulował ten eksperyment i według inżyniera „kondensatory zyskują ogromny potencjał energetyczny”.

Kiedy jednak zapytałem, w jaki sposób to wszystko wygeneruje ujemną energię niezbędną do zniekształcenia czasoprzestrzeni, odpowiedź White'a była wymijająca: „To działa w ten sposób... Mogę ci powiedzieć, co wiem. Nie mogę ci powiedzieć tego, czego nie mogę. Powołał się na umowę o zachowaniu poufności, więc szczegóły pozostały owiane tajemnicą. Zapytałem, z kim podpisał taką umowę, na co przyszła odpowiedź:

„Ludzie przychodzą i pytają o różne rzeczy. Po prostu nie mogę podać więcej szczegółów niż teraz”.

Napęd warpowy

White pracuje w cieniu rakiety Saturn V w Johnson Space Center (JSC).

Teoria podróży warp jest intuicyjna – zakrzywia czasoprzestrzeń i tworzy poruszającą się bańkę. Jednak w praktyce wiąże się to z kilkoma istotnymi przeszkodami. Nawet jeśli Whiteowi uda się znacznie zmniejszyć wymaganą ilość energii ujemnej, niż Alcubierre potrzebuje, nadal pozostanie jej znacznie więcej, niż naukowcy są w stanie wytworzyć. Tak twierdzi Lawrence Ford, fizyk teoretyczny z Tufts University, który w ciągu ostatnich 30 lat napisał dziesiątki artykułów na temat energii ujemnej. Ford i inni fizycy twierdzą, że istnieją fundamentalne ograniczenia fizyczne – nie tylko problemy inżynieryjne – określające, ile energii ujemnej można skoncentrować w jednym miejscu przez długi czas.

Innym problemem jest to, że aby stworzyć bańkę osnowy poruszającą się szybciej niż prędkość światła, naukowcy musieliby rozprowadzić ujemną energię wokół statku, w tym przed nim. White nie uważa tego za problem. Kiedy go o to zapytałem, odpowiedział dość ogólnikowo, twierdząc, że napęd warp zadziała, bo „wystarczy urządzenie, które wszystko stworzy”. niezbędne warunki" Ale stworzenie tych warunków przed statkiem będzie oznaczać rozkład ujemnej energii, która porusza się szybciej niż światło, co narusza ogólną teorię względności.

Wreszcie napęd warp jest problemem koncepcyjnym. Zgodnie z ogólną teorią względności podróżowanie z prędkością większą niż prędkość światła jest równoznaczne z poruszaniem się w czasie. Rozmawialiśmy już o tym, czy taka podróż jest w zasadzie możliwa. Mówiąc, że napęd warp jest możliwy, White zasadniczo mówi, że może stworzyć wehikuł czasu.

Wątpliwości rozprzestrzeniają się jak noc na ziemi.

„Nie sądzę, aby jakiekolwiek konwencjonalne rozumienie fizyki sugerowało, co chce zobaczyć w swoich eksperymentach” – mówi Ken Olum, fizyk z Tufts University, który wziął udział w spotkaniu statku kosmicznego z okazji 100-lecia 2011. Noah Graham, fizyk z Middlebury College, który na moją prośbę przeczytał dwie prace White'a, odpowiedział następującą uwagą:

„Nie widzę w tych artykułach niczego naukowego poza podsumowaniem starych prac”.

Sam Alcubierre, obecnie fizyk na Narodowym Uniwersytecie Autonomicznym Meksyku, również ma wątpliwości:

„Nawet jeśli siedzę na statku i mam negatywną energię, nie ma sposobu, aby dotrzeć tam, gdzie jej potrzebuję” – powiedział przez telefon. - „To świetny pomysł. Podoba mi się, bo sama to napisałam. Ma jednak wiele ograniczeń, z którymi spotykałem się przez lata i nie wiem, jak je obejść”.

Na lewo od głównej bramy Johnson Center znajduje się rakieta Saturn V przewrócona na bok. Wszystkie etapy są rozdzielone tak, aby można było podziwiać wnętrzności rakiety. Tylko jeden z wielu silników lotniskowca ma wielkość małego samochodu, a leżąca na boku rakieta jest o kilka metrów dłuższa niż boisko do piłki nożnej. To mówi wiele o złożoności podróży kosmicznych. Rakieta ma już czterdzieści lat, a czas, kiedy została wprowadzona na rynek i kiedy NASA była częścią wielkiego amerykańskiego marzenia o wysłaniu człowieka na Księżyc, już dawno minął. Dziś Johnson Space Center wygląda jak miejsce, w którym kiedyś gościła wielkość, ale zniknęła.

Przełom w rozwoju silników może zapoczątkować nową erę w JSC i NASA, która potrwa wiele lat i której końca nigdy nie zobaczymy. Wystrzelona w 2007 roku sonda Dawn bada pas asteroid napędzanych jonami. W 2010 roku Japończycy zaprezentowali Ikarusa, pierwszy projekt międzyplanetarnego żagla słonecznego, kolejną eksperymentalną opcję silnika. W 2016 roku ISS rozpocznie eksperymenty z VASIMR, systemem plazmowym o dużym ciągu. I choć systemy te będą pewnego dnia mogły transportować astronautów na Marsa, to z pewnością nie przedostaną się poza Układ Słoneczny. Dlatego White twierdzi, że NASA musi podejmować ryzykowne projekty.

Napęd Warp to prawdopodobnie najbardziej niesamowity projekt napędowy NASA. Najbystrzejsze umysły społeczności naukowej twierdzą, że White nie może tego zbudować. Eksperci twierdzą, że działa to wbrew prawom natury i fizyki. Mimo to NASA wspiera ten rozwój.

„To, co próbuje zrobić, nie wymaga dużych funduszy” – mówi Applewhite. Myślę, że kierownictwo jest bardzo zainteresowane jego dalszą pracą. Na razie to tylko teoria, ale jeśli stanie się rzeczywistością, zasady gry zmienią się radykalnie.

W styczniu White zmontował swój interferometr warp i zabrał go do nowej siedziby. Eagleworks przeniosło się do nowego domu, który jest większy i „odizolowany sejsmicznie” – zachwyca się White. Oznacza to, że jest chroniony przed wibracjami. Ale najlepsze w nowym laboratorium jest to, że NASA udostępniła White'owi przestrzeń, w której rozwijał się program Apollo, tę samą, która kiedyś zabrała Neila Armstronga i Buzza Aldrina na Księżyc.

I stał się tak niesamowitym przełomem, że wielu nadal nie wierzy, że Amerykanie wylądowali na Księżycu.

Napęd warpowy

Gwiezdny Trek (Gwiezdny Trek)
serial telewizyjny
Oryginalna seria - 80 odcinków
Serial animowany – 22 odcinki
Następna generacja – 178 odcinków
Deep Space 9 – 176 odcinków
Voyager – 172 odcinki
Przedsiębiorstwo - 98 odcinków
Kino
Star Trek: Film
Star Trek 2: Gniew Khana
Star Trek 3: W poszukiwaniu Spocka
Star Trek IV: Podróż do domu
Star Trek 5: Ostatnia granica
Star Trek 6: Nieodkryta kraina
Star Trek: Pokolenia
Star Trek: Pierwszy kontakt
Star Trek: Powstanie
Star Trek: W ciemność
Star Trek (XI)
Główne cywilizacje
Zjednoczonej Federacji Planet
Klingoni – Romulanie – Borg
Bajorani – Kardasjanie – Ferengi
Kaezony – Tholian – Tryle
Dominium – Breen – Hirogen
Xindi – Wulkanie – Q
Informacja
Postacie - Rasy - Język klingoński
Chronologia - Telepatia - Fizyka
Statki kosmiczne - Klasy statków kosmicznych
Powiązane produkty
Opowieści i książki
Zawody sportowe
Star Trek w Internecie
Lista gier komputerowych Star Trek
Gra karciana (CCG) - RPG
Składka
Wkład w kulturę - Trekkerzy

Napęd warpowy(Angielski) Napęd warpowy, silnik krzywizny) to zbiorowy, fantastyczny naukowo-teoretyczny obraz technologii lub zjawiska z fikcyjnego uniwersum Star Trek, który pozwala przedostać się z jednego punktu w przestrzeni do drugiego szybciej niż światło. Staje się to możliwe dzięki wygenerowaniu specjalnego pola krzywizny (pola warp), które otacza statek i zniekształca kontinuum czasoprzestrzenne przestrzeni kosmicznej, wprawiając go w ruch. Silnik krzywizny nie przyspiesza ciała fizycznego szybciej niż prędkość światła w zwykłej przestrzeni, ale wykorzystuje właściwości czasoprzestrzeni, aby poruszać się szybciej niż ma to miejsce w przypadku płaskiej fali elektromagnetycznej (światła) w próżni.

W serialu Star Trek

Technologia

Ogólnie rzecz biorąc, zasada napędów warp polega na wypaczaniu przestrzeni przed i za statkiem kosmicznym, umożliwiając mu poruszanie się szybciej niż prędkość światła. Przestrzeń „zagęszcza się” przed statkiem i „rozwija się” za nim. Jednocześnie sam statek znajduje się w swego rodzaju „bańce”, pozostając chronionym przed odkształceniami. Sam statek wewnątrz pola zniekształceń właściwie pozostaje w bezruchu: porusza się sama zniekształcona przestrzeń, w której się znajduje.

Korzystanie z napędów warp wymaga dużej ilości energii, dlatego systemy warp Zjednoczonej Federacji Planet zasilane są reakcją pomiędzy materią i antymaterią, oddzielonymi od siebie kryształami dylitu. W wyniku reakcji powstaje wysokoenergetyczna plazma zwana elektroplazmą. Elektroplazma kierowana jest specjalnymi rurociągami elektromagnetycznymi układu elektroplazmowego. układ elektroplazmowy, EPS) do iniektorów plazmy, które z kolei wytwarzają pole osnowy. Różne cywilizacje wykorzystują różne źródła energii, ale ogólnie proces jest podobny.

Pole wypaczenia, pole wypaczenia

Pole krzywizny składa się z wielu warstw. Warstwy te tworzą „pole podprzestrzenne”. To bardzo przypomina „miniwszechświat”, który jest oddzielony od normalnej przestrzeni. Ze względu na inne prawa panujące w tym miniwszechświecie, w porównaniu z normalną przestrzenią, miniwszechświat może poruszać się z prędkością superlekką. Im więcej warstw składa się z pola krzywizny, tym głębiej statek zanurza się w podprzestrzeń, tym dalej jest oddzielony od normalnej przestrzeni i tym większa jest prędkość. Aby osiągnąć wyższe prędkości, konieczne jest zwiększenie liczby warstw podwymiarowych. Tworzenie i utrzymanie kolejnej warstwy wymaga coraz więcej energii. Teoretyczna granica narzucona na działanie silnika warp nazywana jest granicą Eugene'a. Zgodnie z tym współczynnik odkształcenia wynoszący 10 nigdy nie może być, ponieważ w tym przypadku zużycie energii, a także prędkość stały się równe nieskończoności. Cały pozostały dostępny zakres prędkości jest skompresowany pomiędzy Warp 9 (9 warstw) i Warp 10 (nieskończona prędkość).

Statki klasy Intrepid zostały wyposażone w specjalne gondole o zmiennej geometrii, pozwalające im poruszać się z jeszcze większymi prędkościami bez powodowania szkody dla otaczającej przestrzeni i znajdujących się w niej obiektów. Na nowszych statkach kosmicznych Sovereign instalowane są gondole o bardziej zaawansowanej krzywiźnie, umożliwiające im poruszanie się z dużymi prędkościami bez zmiany geometrii.

Elementy systemu

• Pojemnik z antymaterią
• Induktor antymaterii
• Przekaźnik antymaterii
• Naboje dilitowe
• Elektroplazma
• Mechanizm zatrzymania awaryjnego
• Główna linia urządzenia chłodzącego
• Rurociąg magnetyczny
• Blok magnetyczny
• Gondole

Część silnika warp, kolektor wirowy z dodatkowymi systemami, jest zwykle umieszczona z przodu, a za nim znajduje się wtryskiwacz plazmowy, który skupia przepływ plazmy dokładnie w środku cewki warp i rzeczywistego rzędu cewek na całej pozostałej długości. De facto standardem wśród ras korzystających z silników warp jest użycie dwóch kapsuł warp po lewej i prawej stronie kadłuba statku.

• • Kolekcjonerzy Bussarda

Urządzenie zwykle umieszczane (na statkach Federacji) na przednim końcu gondoli warp i służy do pierwotnego gromadzenia gazu międzygwiazdowego (późniejsze sortowanie i przetwarzanie odbywa się za pomocą innych systemów). Kolektor jest zwykle włączany, gdy zapasy materii lub antymaterii w zbiornikach statku są prawie wyczerpane. Kolektor wirowy składa się z szeregu cewek wytwarzających pole magnetyczne, które niczym lejek wciąga gaz międzygwiazdowy.

• • Wtryskiwacz plazmowy
  • Cewka osnowy (cewka osnowy)

Toroid podzielony na kilka części, który po aktywacji przez przepływający strumień plazmy o wysokiej energii tworzy pole krzywizny. W gondoli warp znajduje się szereg cewek osnowy. Używając wtryskiwacza plazmy, statek może dostosować sekwencję aktywacji poszczególnych cewek warp podczas ruchu, umożliwiając statkowi manewrowanie z prędkością warp.

• Rdzeń zerowania
• Linia wstępnego chłodzenia
• Induktor
• Rurociąg plazmowy
• Intercooler plazmowy
  • Płyn do cięcia
• regulator plazmy
• Kanał przesyłu energii
• Sieć przesyłowa energii

Sieć dystrybucji energii używana na pokładach statków Federacji do zasilania wszystkich źródeł energii, jej działanie i dystrybucja energii ze źródeł do odbiorców jest kontrolowana przez oficera EPS ze swojego terminala. Energia przekazywana jest w kanale mocy poprzez duże prędkości cząstek plazmy. Istnieją dwa główne źródła zasilania: rdzeń warp i reaktory termojądrowe w silnikach impulsowych. Rdzeń zasila przede wszystkim gondole warp, tarcze i fazery oraz silniki impulsowe wszystkich pozostałych odbiorców.

• Cewka odzyskiwania kosmicznej matrycy
• Rurociąg plazmowy osnowy
• Rdzeń osnowy
  • Reaktor materii/antymaterii
  • Iniektor antymaterii
  • Płyta kryształowa dilitu
    • Kryształ Dilitu

Być może główny składnik krzywiznowego rdzenia, wewnątrz którego przepływy materii i antymaterii przekształcane są w przepływ elektroplazmy podczas kontrolowanego procesu anihilacji. Dilit to jedyny pierwiastek, o którym wiadomo, że jest obojętny na antymaterię pod wpływem pola elektromagnetycznego o wysokiej częstotliwości w zakresie megawatów. Skuteczność reakcji w krysztale zależy od jego jakości.

• • • Mechanizm połączenia kryształu
  • Wtryskiwacz materii
  • Kompozytor z matrycą Theta

Rozwój napędu warp

Każdy cywilizacja kosmiczna niezależnie opracował technologię warp różne czasy. Zatem, według ziemskiego kalendarza, Wolkanie mieli silniki warp w trzecim wieku. W 2151 roku przekroczyli prędkość równą siedmiu współczynnikom warp. W tym samym roku Klingonom udało się osiągnąć prędkość szóstą. Należy zauważyć, że sami Klingoni nie opracowali technologii warp - zostały „pożyczone” od Khur’ków, którzy kiedyś zdobyli ojczystą planetę Klingonów – Kronos (Chronos).

Zjednoczona Federacja Planet uznała powstanie napędu warp ważny etap i czynnikiem charakteryzującym rozwój społeczeństwa. Dyrektywy Gwiezdnej Floty zabraniają kontaktu z rasami obcych, dopóki nie wejdą one w erę technologii warp.

Technologia warp Federacji

Pierwszy lot Phoenixa

Na Ziemi napęd warp został stworzony przez naukowca Zeframa Cochrane’a wkrótce po zakończeniu III wojny światowej. Pomimo braku środków udało mu się przerobić rakietę kosmiczną Titan V do swoich eksperymentów.

Pierwszy lot testowy statku warp Phoenix odbył się 5 kwietnia 2063 roku i spowodował „pierwszy kontakt” – spotkanie Ziemian i Wolkanów.

Jednakże dalszy rozwój Technologia warp rozwijała się bardzo powoli (wynika to w dużej mierze ze stanowiska Wolkanów, którzy uważają ludzkość za nieprzygotowaną do eksploracji kosmosu) i dopiero 80 lat później, w latach czterdziestych XII wieku, nowy silnik stworzony przez inżyniera Henry'ego Archera był w stanie osiągnąć współczynnik warp 2. Wkrótce syn Henry, Jonathan Archer, przełamał barierę warp 2, osiągając prędkość warp 2,5.

Do 2151 roku technologia rozwinęła się tak bardzo, że ludzkość była gotowa pokonać barierę 5 czynników wypaczenia. Pierwszym statkiem wyposażonym w nowy silnik był statek kosmiczny Enterprise, który 9 lutego 2152 roku ustanowił nowy rekord prędkości.

W 2161 roku osiągnięto prędkość 7 i zaczęto instalować nowe silniki na statkach kosmicznych.

W latach czterdziestych XII wieku prędkość warp 6 stała się prędkością przelotową (maksymalna prędkość w tamtym czasie wynosiła warp 8).

Wyższe prędkości udało się osiągnąć jedynie dzięki interwencji innych cywilizacji. Tak więc w 2268 roku Kelvanowie wprowadzili zmiany w projekcie statku kosmicznego Enterprise, w wyniku czego był on w stanie osiągnąć prędkość warp 10. W tym samym roku, w wyniku sabotażu Losira, statek kosmiczny przyspieszył do warp 14,1.

W tym samym czasie na statkach kosmicznych zaczęto instalować nowe gondole, dzięki czemu prędkość warp 8 stała się powszechna („Star Trek: Film”). W latach 80. XXI wieku opracowano technologię transwarp, która miała umożliwiać poruszanie się z jeszcze większymi prędkościami, jednak niepowodzenie testów nowych silników zmusiło inżynierów do porzucenia ich praktycznego zastosowania.

Do czasu wprowadzenia klasy Galaxy w latach sześćdziesiątych XIII wieku postęp inżynierii umożliwił statkom kosmicznym podróżowanie z prędkością warp 9,6 w ciągu dwunastu lat.

W 2012 roku fizyk Harold White, który kieruje grupą badawczą Eagleworks w Advanced Propulsion Physics Laboratory w Lyndon Johnson Center NASA, przedstawił projekt stworzenia statku kosmicznego napędzanego warp. Według teoretycznych obliczeń kiedyś to zrobi prawdziwe ruchy w kosmosie szybciej niż prędkość światła, co umożliwi ludziom podróżowanie w czasie. Po licznych dysputach naukowych wszyscy zapomnieli o White'ie i jego projekcie. Ale ostatnio konferencja naukowa w Nowym Jorku, poświęcona rozwojowi w tej dziedzinie technologia kosmiczna fizyk dokonał prezentacji, wspominając w szczególności, że w jego laboratorium wdraża się już cudowny silnik, jednocześnie opracowując wszystkie brakujące technologie.

Wszyscy znają teorię Einsteina, że ​​prędkość światła w próżni jest wartością stałą i jest to prędkość graniczna ruchu cząstek i przenoszenia oddziaływań. Biorąc pod uwagę ogrom kosmicznych odległości i ograniczenia życia ludzkiego, eksploracja kosmosu staje się problemem nie do pokonania. Od wielu lat nie tylko pisarze science fiction, ale także światowej sławy naukowcy szukają możliwości obejścia teorii Einsteina. Okazało się jednak, że można poruszać się szybciej niż prędkość światła, nie wychodząc poza model Einsteina.

W 1994 roku meksykański fizyk teoretyczny Miguel Alcubierre zaproponował silnik oparty na technologii rozciągania przestrzeni. Naukowiec przyznał, że jego rozwój był inspirowany popularnym serialem science fiction Star Trek. Miał napęd warp, który pozwalał mu podróżować szybciej niż prędkość światła na krążowniku gwiezdnym Enterprise. Teoretyczna koncepcja fantastycznego urządzenia zbiegła się z rzeczywistą koncepcją silnika Alcubierre, który stał się sławny na całym świecie.

Pomysł jest stosunkowo prosty: przestrzeń kosmiczna otacza statek, podczas gdy sam statek pozostaje na swoim miejscu. Przestrzeń z przodu jest dociskana do statku, a to, co znajduje się z tyłu, jest odpychane z tą samą siłą. Zatem prędkość statku nie jest ograniczona: nie porusza się on sam, ale porusza się przestrzeń poddawana kompresji i dekompresji. Astronautom znajdującym się na statku będzie się wydawać, że nic się nie dzieje. Oznacza to, że zachowane są wszystkie postulaty teorii względności Einsteina.

Rozwój Alcubierre’a stał się z kolei głównym pomysłem na silnik White’a. Trzy lata temu naukowcom udało się w warunkach laboratoryjnych uzyskać pewne „pęcherzyki”, wewnątrz których zachodzą deformacje i zniekształcenia przestrzeni, co było podstawą działania nowej wersji silnika warp. Używając takiej „bańki”, możesz utworzyć tunel czasoprzestrzenny, przez który statek kosmiczny natychmiast poleci na dowolną odległość. W 2012 roku White i jego współpracownicy stworzyli instrument naukowy White-Juday Warp Field Interferometer, za pomocą którego odkryto „bąbelki” deformujące oś czasoprzestrzeni.

Ale jeśli w tamtym czasie naukowcy nie wiedzieli, jak wdrożyć ten rozwój w praktyce, teraz dzięki najnowsze technologie, zbliżają się do zamierzonego celu. Według White'a, bazując na obliczeniach matematycznych, jego statek będzie w stanie dotrzeć do Alfa Centauri już w ciągu zaledwie dwóch tygodni, licząc od momentu wystrzelenia z Ziemi.

Dziś naukowcy stworzyli już prototyp statku kosmicznego do podróżowania z prędkością światła – IXS Enterprise. Statek do podróży kosmicznych znajduje się pomiędzy dwoma pierścieniami, których celem jest utworzenie „bańki” deformującej czasoprzestrzeń. W rzeczywistości statek z zainstalowanym napędem warp nie będzie latał w przestrzeni kosmicznej szybciej niż światło. Podobnie jak w przypadku napędu Alcubierre, Wszechświat ten będzie poruszał się z prędkością światła wokół statku znajdującego się wewnątrz „bańki” – sztucznie utworzonego tunelu czasoprzestrzennego.

Nawiasem mówiąc, pomysł silnika warp nie powstał jako szalona fantazja fizyka, który stracił kontakt z rzeczywistością: pojawił się w procesie opracowywania całkowicie „ziemskich” silników jonowych i plazmowych. Nawiasem mówiąc, jest to główny cel laboratorium pod przewodnictwem White'a.

Dla NASA „twórcze eksperymenty” White’a, w tym silnik warp, są stosunkowo niedrogie – około 50 tysięcy dolarów, co przy całkowitym budżecie organizacji wynoszącym 18 miliardów dolarów rocznie jest kwotą nieznaczną. Ogólnie rzecz biorąc, NASA jest znacznie bardziej skupiona na bardziej realistycznych projektach - budowie nowej generacji statku kosmicznego Orion, pracy na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej i przygotowaniach do misji przechwycenia asteroidy.

Jednak kierownictwo NASA zapewniło grupie White'a zasoby techniczne oraz dodatkową kadrę specjalistów. Wyremontowano i udostępniono White'owi także laboratorium ze specjalną instalacją pneumatyczną całkowicie tłumiącą drgania sejsmiczne.

Zespół White'a pracuje obecnie nad wykryciem efektu zakrzywienia czasoprzestrzeni za pomocą interferometru pola Warp White-Juday. Urządzenie jest niezwykle czułe, wpływają na nie nawet kroki osób przechodzących w pobliżu laboratorium, dlatego naukowcy musieli przenieść się do nowego laboratorium. Oczywiste jest, że wdrożenie silnika warp jest jeszcze odległe, ale kłopoty się zaczęły!

„Nowe wyniki badań mojego zespołu sprawiają, że fantastyczny projekt napędu warp jest wiarygodny i wart dalszych badań” – mówi Warp, nie wdając się w szczegóły na temat bieżących innowacji.

Koncepcja napędu warp, kosmicznego silnika napędzanego zakrzywieniem czasoprzestrzeni, wywodząca się z science fiction, zwłaszcza Star Trek, została niedawno uznana przez niektórych mądrych i, być może trochę szalonych, za koncepcję „teoretycznie wykonalną i wartą dalszych badań”. Naukowcy z NASA. Co więcej, naukowcy ci poszli nieco dalej niż założenia i stworzyli w swoim laboratorium urządzenie naukowe, w ramach którego udało im się uzyskać, wprawdzie maleńkie, ale jednak „pęcherzyki” deformacji przestrzeni.

Zasada napędu warp, czyli silnika działającego na deformację przestrzeni, jest dość prosta. Według teorii Einsteina nic istniejącego we Wszechświecie nie może poruszać się szybciej niż prędkość światła. Ale wykorzystując sztucznie stworzone odkształcenie przestrzeni, rodzaj tunelu czasoprzestrzennego, można położyć linię prostą i skrót z jednego punktu przestrzeni do drugiego, niezależnie od odległości dzielącej te punkty.

Technika ta pozwala przynajmniej bohaterom Star Trek uniknąć wielu paradoksów, problemów i ograniczeń związanych z lataniem z prędkością lekką i prawie świetlną.

Według naukowców z NASA, aby latać szybciej niż prędkość światła, konieczne jest użycie pierścienia z jakiegoś egzotycznego materiału, aby stworzyć obszar deformacji przestrzeni, zamykając statek kosmiczny w osobnej „bańce” normalnej przestrzeni i w jakiś sposób sprawić, że cały Wszechświat porusza się szybciej niż prędkość światła. Choć może to zabrzmieć szalenie, jest to obejście teorii Einsteina i powinno zadziałać, a przynajmniej nie zostało jeszcze udowodnione, że nie powinno działać.

Z perspektywy statku kosmicznego w izolowanej bańce wyglądałoby to tak, jakby cała przestrzeń przed statkiem została skompresowana, a następnie rozszerzona za statkiem, niemal natychmiastowo przenosząc statek na niewyobrażalne odległości.

Chociaż powyżej opisano „ eksperyment myślowy„wydaje się dość proste, jego realizacja jest niezwykle złożonym problemem, ponieważ obejmuje tak podstawowe pojęcia, jak czas i przestrzeń, które są „tkaniną” Wszechświata. Implementacja zasady napędu warp może wymagać wynalezienia i stworzenia zupełnie niesamowitych rzeczy, takich jak energia ujemna i egzotyczne materiały, które w normalnych warunkach nie mogą istnieć, w przeciwnym razie wymagałoby to całego oceanu zwykłej energii.

Skoro już mowa o tej energii, fizycy wstępnie obliczyli, że poruszenie kilku atomów materii w opisany powyżej sposób będzie wymagało energii trzykrotnie większej niż energia zawarta w Słońcu. A poruszanie się statku kosmicznego będzie wymagało energii o kilka rzędów wielkości większej niż energia wytwarzana w całym Wszechświecie.

Niedawno podczas Sympozjum z okazji 100-lecia statku kosmicznego naukowiec z NASA Harold White przedstawił niektóre ze swoich badań, które sugerują, że napęd warp może nie być przegraną. Z jego punktu widzenia,

Statek kosmiczny w kształcie piłki do rugby można otoczyć pierścieniem egzotycznej substancji o absolutnie niesamowitych właściwościach. Wpływ tej substancji umożliwi realizację zasad napędu warp przy znacznie niższych kosztach energii niż podane powyżej.

„Nasze obliczenia matematyczne pokazują, że za pomocą napędu warp możemy dotrzeć do Alpha Centauri w ciągu dwóch tygodni od chwili wystrzelenia z Ziemi” – mówi White. „W tym przypadku czas zegara pokładowego statku kosmicznego nie będzie się różnił od czasu w naziemnym centrum kontroli. Całkowicie nie ma tu żadnych paradoksów czasowych, a przyspieszenie, z jakim będzie się poruszał statek kosmiczny, nie rozmazuje cienkiej warstwy załogi na grodziach.”

Korzystając z laboratoryjnego instrumentu naukowego, interferometru pola warpowego White-Juday, zaprojektowanego w celu potwierdzenia swoich podejrzeń, Harold White i jego współpracownicy byli w stanie stworzyć maleńkie „bąbelki” zakrzywienia czasoprzestrzeni.

Uzyskany stopień odkształcenia był bardzo mały, rzędu jednej milionowej procenta; to oczywiście nie wystarczy, aby przenieść nas do odległych gwiazd, ale jest to praktyczne potwierdzenie, że pewnego dnia stanie się to całkiem możliwe.