Часть 2. Полезная нагрузка
12 июля 2021 г., 23:45
В данной главе мы рассмотрим то, что корабль с собой везет, а именно: груз, Валькирии, пассажиры и аватары.
Начнем с груза. Согласно лору полезная нагрузка составляет 350 тонн [1]. Так же добавим сверху структуру, которая прикрепляет грузовые контейнеры к кораблю, для чего посмотрим на распределение веса, характерный для кораблей НАСА [2] и добавим 21,7% массы. И того выходит 447 тонн.
Второй пункт — это два шаттла Валькирия. Тут лучшее, что удалось найти, это экстраполяция нынешних аппаратов. Валькирия имеет размеры 80,03/101,73/8 метра [3], Спейс Шаттл — 37,237/23,79/6,3 и массу 78 тонн [4], Буран — 36,4/24/6,3 и 62 тонны [5]. Предполагая, что плотность примерно такая-же, можно дать оценку массы от 734 до 910 тонн. Так как выстраиваемая модель опускает многие детали, например масса бортовой электроники или системы позиционирования, берем верхний предел.
Дальше идет «живой» груз, и тут есть две цифры. Одна указывает на 100 [1] пассажиров, а другая на 200. [6][7]. Наиболее вероятная причина кроется в том, что лор Аватара имеет как минимум две редакции. Так некоторые существа не встречаются в фильме, хотя они были в ранних версиях проекта и в кодексе. Также можно посмотреть на сам корабль в книге и фильме. Различия маленькие, но есть. Для данного разбора возьмём более крупную цифру.
Согласно вики[1], пассажиров замораживают в жидком азоте. Других подтверждений этому не нашел, но другой факт — однозначный канон. Кристаллам льда не дают образоваться при помощи СВЧ излучения[8]. И тут может быть такая ситуация, что подогрев может начать кипятить жидкий азот. Было сделано предположение, что СВЧ включают только в моменты заморозки и разморозки. Во время хранения пассажиров внутриклеточная вода находится в состоянии аморфного льда [9]. При температуре ниже 77 К азот становиться жидким, а при 70 К возможно получение водяного «стекла» без кристаллов. Проблема в том, что при нагреве до температуры 130 К такой лед кристаллизуется с потенциально печальными последствиями для клеток.
Получается следующий сценарий. Валькирия доставляет на борт жидкий азот, после чего партию пассажиров усыпляют и готовят к заморозке. В процессе заморозки через криокамеру прокачивается азот, чтобы не смотря на СВЧ, он обладал нужной для образования аморфного льда температурой. Когда тело несчастного остывает ниже 70 К, СВЧ и подачу «свежего» азота отключают, после чего криокамера, как термос, хранит человека в жидком азоте. Даже если капсулу изолировать от остального корабля при помощи вакуум (идеальный теплоизолятор), скорее всего потребуется дополнительное принудительное охлаждение камеры ибо неизбежно будут физические соединения и ИК излучение. Разморозка происходит аналогично заморозке, с включенной СВЧ размораживают людей. А выполнивший свою роль азот можно просто выбросить за борт.
Теперь по самой установке. Согласно данным НАСА спящему человеку для сна нужно примерно 2,69 м^3 (коробка 2,06/1,06/1,23 м)[10]. Плотность жидкого азота составляет 808 кг/м^3 итого на одного пассажира нужно до 2170 кг азота. Еще столько же выделим на саму установку и того на пассажиров выходит 868 тонн (к сожалению, способа для подсчета массы оборудования не нашел). Дальше вопрос компоновки. Была взята фотография звездолета и его размеры [7], и получено, что пассажирская секция имеет длину 85,7 метров. В фильме видно как минимум 2 ряда двойных капсул, так же в фильме видно, что каждая двойная камера расположена отдельно. Они не представляют собой цельный моноблок, так что ширину камер можно удвоить и получить 2,46 метров. И того длина криоотсека составляет максимум 200 / 4 * 2,46 = 123 метра. Не влезает. Тогда вставляем еще один отсек, который идет параллельно. Выходит упаковка пассажиров в 8 рядов по 61,5 метров каждый.
Последний груз — это будущие аватары. Объем баков для их выращивания дан лором [11] и составляет 6350 литров. Как и с криокамерами, ради учета массы оборудования умножаем массу содержимого на два. Возник вопрос количества баков на борту. Если отталкиваться от дизайна комнаты среды обитания [12], то за один заход можно доставить два бака. Итого выходит 25,4 тонны. Так же можно учесть, что человеку в среднем нужно 0,62 сухих питательных веществ в день [13], а На’Ви в среднем весят 200 кг. Возьмём среднюю массу человека, как 80 кг, и произведем перерасчет. Так же учтем, что у нас два аватара, которые в начале пути являются клеткой или десятками клеток, а перелет занимает 4,95 лет или 1810 дней. Из предположения, что потребности будущих авторов растут линейно, выходит 2 * (0,62 * (200 / 80) * 1810 / 2) = 2810 кг.
Итого. На самом деле меня сильно удивили расходы полезной нагрузки на аватаров. Столько же «съедят» 6 человек. Также стало понятно, ну или было обосновано, использование криокапсул в виде отдельных блоков. Благодаря этому на каждого человека, что «не смог» улететь в Солнечную Систему приходится 4 дополнительных тонны анабтаниума.
