Безопорный двигатель
Безопорный двигатель или движитель (reactionless drive) — резинонаучное устройство, позволяющее получать тягу, ни от чего не отталкиваясь и ничего не отбрасывая назад, в нарушение закона сохранения импульса. Не бывает (хотя известно несколько феноменов, в том числе малоизученных, похожих на безопорное движение).
В чём разница между двигателем и движителем? Первый создаёт движение, второй преобразует. Например, ДВС — это двигатель, а колесо — движитель. А вот мотор-колесо — вполне себе двигатель. В контексте данной статьи рассматриваются оба понятия, но так как в мягкой НФ обычно не рассматриваются такие подробности, мы будем говорить о вундердевайсе как о двигателе (когда уточняют, что речь идёт именно о движителе — то, как правило, речь идёт о мошенническом проекте очередного инерцоида).
Почему он значим для писателей-фантастов? Потому что инопланетные блюдца должны уметь эффектно зависать над Нью-Йорком. Чем эффективнее реактивный двигатель расходует массу, тем выше должна быть скорость истечения струи. Теоретическим идеалом на данный момент является взрыволёт Орион, который взрывает под собой небольшой ядерный заряд и летит на получившейся ударной волне, или аналогичные факельные двигатели (солёная ракета Зубрина, термоядерный взрыволёт «Дедал»). Можно даже к звёздам лететь, за разумное время. Вот только, если вышеупомянутый Нью-Йорк окажется под выхлопом подобного Ориона, он не проживёт и минуты. Безопорный же двигатель удерживает все эти энергии внутри корабля, не выпуская всю эту разрушительную мощь наружу.
Неприятным последствием существования истинного безопорного двигателя является легкость создания с его помощью орудия экстерминатуса — релятивистского кинетического снаряда. Если факельный двигатель по совместительству является конвенциональным оружием типа пушки или лучемёта, то безопорный — куда более разрушительным кинетическим оружием для выноса целых планет. Если есть такой двигатель, то с его помощью проще простого разогнать болванку до околосветовой скорости и шарахнуть ей об планету (с фатальными последствиями для живущих на ней). Поэтому, если в продуманном сеттинге существует подлинный и ничем не ограниченный безопорный двигатель, то военные действия в нём сами собой превращаются в аналог Холодной войны с гарантированным взаимным уничтожением. Если вы как автор этого не хотите, придумайте какие-нибудь ограничения для своего безопорного двигателя. Например, можно сделать так, что он на самом деле не безопорный и отталкивается от какого-нибудь гравитационного поля планеты, соответсвенно, не действует в глубоком космосе (где могли бы разгоняться такие снаряды). Или способен давать очень небольшое ускорение, соответственно, разогнать с его помощью снаряд до околосвета — та ещё морока. Или введите, назло Эйнштейну, единственно верную систему отсчёта и объявите, что при превышении определённой скорости в этой системе отсчёта он выключается.
Что похоже на безопорный движитель
- Космические паруса — наиболее реалистичный вариант. Они отталкиваются от света или солнечного ветра, что позволяет не иметь на борту никакого топлива. Предоставляют очень маленькое ускорение и ограниченный выбор направлений для него (классический рефлективный солнечный парус является аналогом прямого паруса, то есть он умеет тянуть только фордевинд или бакштаг, а более хитровывернутый дифрактивный солнечный парус уже позволяет регулировать направление тяги, то есть это аналог косого паруса, который может и в галфвинд, и в бейдевинд). Альтернативный вариант — электромагнитные паруса, которые взаимодействуют с потоками заряженных частиц; с ними все сложнее, чем с солнечными, в теории из них можно собрать двигатель, который загребает космическую плазму и отталкивается от нее как от рабочего тела, что позволяет идти хоть левентик (дипольный двигатель Зубрина), но на практике овчинка выделки не стоит.
- Субварп-двигатель — вариант двигателя Алькубьерре, не превышающий скорость света. Обходит проблему кинетического снаряда тем, что не даёт настоящей скорости — он даёт «псевдо-скорость», не разгоняя корабля по-настоящему, а перемещая его вместе с пространством. Современные физики полагают, что субварп-двигатель более реален, чем сверхсветовой двигатель Алькубьерре.
- Реактивный двигатель Бассарда — вообще-то это нормальный реактивный двигатель, но массу он собирает себе сам из сверхразреженного межзвёздного газа.
- Фотонный двигатель — вместо реактивной массы выбрасывает фотоны (не имеющие массы покоя, но имеющие импульс). 100 % реален, но очень малоэффективен, даёт просто смешное ускорение при любых технически достижимых мощностях.
- Тёмный двигатель — аналог двигателя Бассарда, но только с более другими частицами, загребает и отбрасывает назад тёмную материю (если верна теория, что она представляет собой слабовзаимодействующие массивные частицы, пропитывающие собой всю Галактику). Не нарушает никаких законов физики, но есть одна проблемка — загребать и бросать тёмную материю можно только гравитацией, так что создание такого двигателя требует умения гнуть пространство, такого же, как и для варп-двигателя. Цивилизация, изобретшая варп-двигатель, получает тёмный двигатель в нагрузку. Правда, она уже в этом случае может построить куда более интересный субварп-двигатель…
- Тахионный двигатель — сказочный двигатель на основе уже благополучно опровергнутых физических теорий. Не бывает, кроме как в старой научной фантастике. Но формально он честный реактивный двигатель… просто скорость истечения реактивной струи выше скорости света, что позволяет получить удельный импульс, стремящийся к бесконечности. То есть, приблизиться к безопорному двигателю.
Что не может быть безопорным движителем
- Инерцоиды — механические устройства, создатели которых пытаются создать тягу перемещением деталей механизма. Давно и подробно изучены, доказано, что никаких неизвестных физических эффектов в инерцоидах не возникает, а по известным законам физики инерцоид — не двигатель, не движитель, а бесполезная игрушка.
- Электромагнитный двигатель (EM Drive) — экспериментальная установка, вокруг которой велось много споров. Высокоточные измерения в 2021 году подтвердили, что ранее вроде бы фиксируемый слабый импульс — результат погрешности предыдущих измерений, а тяги он не создаёт никакой.
Корабль-подлодка
В 1960-е была шумиха вокруг Нормана Дина и его инерцоида, который рекламировался как безопорный движитель. Кроме всего прочего, Дин утверждал, что его инерцоид можно поставить на подводную лодку, поднять её в космос, и получится дешёвый космический крейсер. Эту идею за ним подхватили некоторые фантасты, которые стали изображать космические корабли, переделанные из подводных лодок с безопорными двигателями.
Насколько это реально? В принципе, из обглоданного корпуса от подлодки, снабжённого совершенно новой начинкой, космический корабль сделать можно (при наличии сабжа статьи), но не нужно — подводная лодка строится из расчёта выдерживать колоссальное давление воды снаружи (1 атмосфера на каждые 10 метров глубины), с типовыми предельными глубинами погружения в 300—500 метров современных АПЛ это дает 30-50 атмосфер расчётного давления. Космический корабль же должен выдерживать давление атмосферы изнутри (при использовании обычного воздуха в принципе не может превышать 1 атмосферы). Налицо — чрезмерно (в 30-50 раз!) толстый прочный корпус, который будет лишь обузой в космическом пространстве. Если в космосе летать можно и в резиновом мяче/покрышке, и в герметичном объеме из фольги, то зачем вообще городить эти игры с подводными лодками? Космос — это океан, не иначе. Из действующей же, оснащённой подлодки космического корабля не получится никак: всё её оборудование рассчитано на существование забортной воды и в вакууме перестанет работать.
См. также
Примеры
Литература
- «Альянс-Союз» К. Черри — местные сверхсветовые двигатели могут работать ещё и как безопорные, и вдобавок давать мгновенную перемену скорости (третье резинонаучное допущение вдобавок к первым двум).
- «Вселенная Боба» Денниса Тейлора — двигатель «ВСПЛЕСК», одна из ключевых технологий цикла, сделавшая возможными межзвёздные перелёты на околосветовой скорости с постоянным ускорением в несколько G. Судя по довольно краткому описанию, представляет собой некую вариацию на тему субварп-двигателя, искажающего пространство перед кораблём, создавая виртуальную массу, на которую он «падает». По совместительству является безынерционным.
- «Последний астронавт» Дэвида Веллингтона — прилетевший в Солнечную систему объект использует для полёта электромагнитные поля, которые позволяют ему отталкиваться от звёздного ветра. Медленно, но эта пятидесятикилометровая штука никуда не спешит, проводя в пути многие тысячелетия.
- «Пришествие ночи» Питера Гамильтона — ещё одна вариация на тему субварпа. Живые корабли эденистов могут с помощью массивов энергоклеток влиять на cтруктуру пространства, либо открывая прыжковые ямы, либо создавая гравитационное поле, двигающее корабль при досветовом полёте. Пассажиры при этом не испытывают перегрузок, так что двигатель ещё и безынерционный.
- «Рифы космоса» Джека Уильямсона и Фредерика Пола — охота за секретом безопорного движителя составляет основу сюжета романа. У пространственников, они же рифокрысы (нечто вроде космических тюленей) нереактивная тяга является природной способностью организма, благодаря которой они могут обитать в открытом космосе. План Человека хочет использовать этот секрет, чтобы построить множество нереактивных кораблей для освоения вселенной. В конце книги секрет всё-таки раскрывается — по словам героя, дополнительная кинетическая энергия тела пространственника компенсируется рождением из вакуума новых атомов. В реальности это работать не будет даже чисто математически — автор путает закон сохранения энергии и закон сохранения импульса.
- «Сами боги» А. Азимова — приятным дополнением к открытию космонасоса (по сути — термоядерного реактора, работающего на сверхсжатом водороде, протекающем через микропортал в параллельную вселенную, где ядерное взаимодействие настолько слабее, чем в нашей, что она по сути представляет собой одну циклопическую и едва тлеющую звезду) стала возможность передавать в эту вселенную импульс, отталкиваясь от неё. Персонажи предполагают, что лет через десять-двадцать начнётся массовая постройка безопорных космолётов. Правда, пользоваться такими движками придётся с осторожностью — работа космонасоса вызывает «выравнивание» законов физики взаимодействующих вселенных, из-за чего наше Солнце может начать медленно остывать.
- «Свидание с Рамой» А. Кларка — инопланетный корабль, изначально принятый за астероид (и из-за этого получивший собственное название из индуистской мифологии) обладает таким двигателем. Наблюдая, как Рама лихо маневрирует вблизи Солнца (явно набирая энергию и материю из солнечной короны, но не используя реактивной тяги — и разгоняясь при этом до двух третей скорости света), один из героев бормочет: «Эх, прости-прощай, третий закон Ньютона!»
- «Удивительные путешествия на суше и на море, военные походы и весёлые приключения барона Мюнхгаузена, о которых он обычно рассказывает за бутылкой в кругу своих друзей» Р. Э. Распе и Г. А. Бюргера — сам барон, вытаскивающий себя за волосы из болота! Пример настолько хрестоматийный, что используется повсеместно как насмешка над идеей безопорного двигателя (в частности, над инерцоидами).
- «Хонор Харрингтон» Д. Вебера — безопорный импеллерный движитель — основа местных космических технологий и оружия. Представляет собой незакрытый «клин» из двух областей перенапряжённого гравитационного поля, сходящихся к корме, но не смыкающихся друг с другом, и создающие гравитационную волну, на которой корабль и летит. Поскольку градиент поля в плоскости клина очень велик (сотни тысяч g), сквозь них не проникают снаряды, а лучи в их области искривляются. В результате поразить корабль сквозь плоскость клина нельзя, и это обстоятельство активно используется в сражениях. Позже мезанцы придумывают «спайдер-драйв» — другой безопорный движок, дающий меньшее ускорение, чем импеллер, но невидимый для детекторов.
- Во время гиперпространственных перелётов используется «парус Варшавской» — по сути, тот же импеллер, но развёрнутый поперёк корпуса для взаимодействия с гравитационным потоком (в которых, собственно, местные корабли и летают между звёздами).
Кино
- Любая летающая тарелка инопланетян в любом фильме или мультфильме про стереотипных уфошников.
- «Звёздные войны. Эпизод II: Атака клонов» — солнечным парусом приводится в движение космический корабль графа Дуку: в финале фильма он использует это средство передвижения, чтобы сбежать с осаждённого республиканцами Геонозиса и добраться на Корусант, к своему повелителю. В фильме показано, как после выхода из атмосферы небольшой космический шлюп графа выпускает перед собой огромный парус из четырёх частей, который и используется для межзвёздной навигации. В Расширенной Вселенной упоминается, что это транспортное средство было построено с использованием технологий инсектоидов-геонозианцев и древней цивилизации Гри.
Телесериалы
- Firefly — маршевый двигатель кораблей типа «Светлячок». Он светится (отсюда название типа), но ничего не исторгает, но между тем разгоняет корабль.
Комиксы
- DC Comics — кольца Фонарей и кольца Легиона супергероев, помимо прочего, являются и безопорными двигателями.
- Schlock Mercenary — у галактической цивилизации 31-го века есть технологии управления гравитацией, так что корабли в сеттинге летают, перенаправляя гравитацию собственных сверхмассивных реакторов (заполненных нейтронием) так, чтобы создавать перед собой фиктивную точку притяжения. И да, здесь существуют (и активно используются всеми желающими) и релятивистские «пули», и космические торпеды, у которых реактор — это одновременно силовая установка, двигатель и боеголовка.
Настольные игры
- Warhammer 40,000 — эльдар используют на своих космических кораблях солнечные паруса. Точнее, так эти устройства неуклюже называют Адептус Механикус, отказываясь признавать, что понятия не имеют, что это такое и как работает — к классическим солнечным парусам космические двигатели эльдар имеют примерно такое же отношение, как компьютерный чип к кремневому копью: вроде бы и там, и там кремний, но есть ма-а-аленький нюанс… В общем, «солнечные паруса» космоэльфов каким-то образом могут поглощать солнечный и звёздный свет, преобразуя его энергию затем в кинетическую силу. Благодаря этому звездолёты эльдар не нуждаются в топливе, могут похвастаться непревзойдённой манёвренностью и скоростью, а ещё заодно их космические судна не фонят излучением от работающих плазменных движителей на пол-космоса, как у прочих мон-кей, что весьма благотворно сказывается на маскировке, которая весьма уважаема всеми длинноухими. Некоторые ушлые вольные торговцы, оценив преимущества солнечных парусов эльдар, не брезгуют устанавливать на разведывательные фрегаты своих флотов трофейные лопасти таких двигателей, снятые с подбитых кораблей космоэльфов, отчего людское судно начинает носится как ужаленное в известное место, при этом не тратя ни грамма столь ценного топлива. Главное, использовать такие инновации как можно дальше от бдительного ока Инквизиции и Адептус Механикус — за столь явное и нескрываемое нарушение имперских законов в отношении ксенотеха накажут по полной и от души.
- Ещё вольные торговцы научились использовать гравитационные паруса некоей древней вымершей ксенорасы. Имперские космические корабли слишком массивны, чтобы полностью полагаться на них в качестве основного двигателя, но зато гравипаруса, каким-то образом взаимодействую с гравитационными волнами, сильно улучшают манёвренность судна и немного увеличивают его скорость. Ещё один плюс заключается в том, что гравитационный парус привлекает гораздо меньше внимания, чем солнечные паруса эльдар — выглядит он как ряд похожих на лезвие стабилизаторов, расходящихся от носа космического корабля. Вполне можно перепутать с художественным украшением корпуса, которое популярно среди вольных торговцев выше всякой меры.
Видеоигры
- Mass Effect — экспериментальное ядро «Нормандии» с названием «Тантал» может создавать на некотором расстоянии от корабля гравитационную воронку, в которой он, образно говоря, «падает». Этот метод позволяет передвигаться без привычной реактивной тяги (и не испускает тепловой след, что немаловажно для корабля-разведчика) и с экономией топлива, но непригоден для быстрых манёвров, поэтому в бою не используется.
Прочее
- В конце нулевых некий Валерий Меньшиков, тогдашний директор «Российских космических систем», получил патент на безопорный движок, который журналисты ехидно окрестили «гравицапой» и который по сути являлся инерцоидом и очередным ремиксом на тему движителя Дина. Более того, он даже запустил его в космос на спутнике «Юбилейный»… Разумеется, в космосе движок показал строго нулевую тягу, а фейспальмить с криками «школьный учебник физики перечитайте, идиоты» с этой истории начали задолго до запуска.
 |
[ + ] Тропы космооперы
|
||||
|---|---|---|---|---|---|
|
|||||
| Внешние ссылки | |||
|---|---|---|---|
| |||