Космические технологии

Прежде чем обсуждать название, давайте разберем принцип работы, а главное — ЧТО ОНО ВООБЩЕ ТАКОЕ? Начнем издалека. Каким образом двигается корабль в космическом пространстве? Особенно далеко забегать не будем, всякие там варп-технологии — не сейчас. Итак. Корабль использует... двигатели? Логично. Двигателей различают несколько видов: # Маршевые — главные двигатели корабля, дающие основную тягу. Традиционно располагаются в задней части. # Маневровые — двигатели, позволяющие поворачивать корабль по трем осям, либо двигать его «вбок». # Реверсивные — так как часто приходится просто гасить скорость, иногда бывает проще установить двигатели, обратно-ориентированные маршевым. Может быть, есть еще какие-то виды, но не суть важно. Обострим внимание на маневровых. Как правило, их задачей является просто повернуть корабль, даже не меняя его линейной скорости. Их относительно просто ставить на челноках или небольших кораблях, но... что насчет гигантов? Чтобы повернуть, допустим, линкор, потребуется огромное количество топлива и очень мощные маневровые двигатели! Может быть, есть решение попроще? Вспомним третий закон Ньютона. Сила действия равна силе противодействия. Может быть, чтобы повернуть линкор, нам надо поворачивать... не линкор? Сейчас объясню, как это выглядит. Внутри корабля (в центре тяжести, я полагаю) располагается отдельный отсек, который представляет из себя сферу и некоторое число приводов. Если необходимо повернуть корабль, приводы начинают раскручивать сферу и... о чудо! Корабль тоже начинает поворачиваться, ведь — третий закон Ньютона! Теперь о мелочах. Во-первых, почему именно сфера? Это самый простой вопрос: потому что сферу можно вращать по всем трем осям, что позволяет поворачивать корабль в любую сторону. Во-вторых: корабль весит много тысяч тонн или даже больше? Сколько же должна весить сфера, чтобы ее вращение имело какой-то эффект? Да. Разумеется, сфера должна будет иметь очень большой вес, и чем больше, тем лучше. А второе — сфера будет вращаться очень быстро. Даже современные ДВС могут работать со скоростью 7-8 тысяч оборотов в секунду (хоть и недолго, хех), что уж говорить о технологиях будущего. Но здесь также возникает две проблемы: 1. Мы ограничены в пространстве. Нельзя делать сферу слишком большой, только чтобы увеличить ее вес. 2. Материал сферы имеет порог прочности. Если раскрутить сферу слишком сильно, ее просто разорвет центробежной силой. Начнем решать эти проблемы. 1. Что верно, то верно. Придется использовать самые тяжелые (и, желательно, при этом безопасные) материалы, а основной упор делать именно на работу приводов. 2. Что верно, то верно х2. Однако, снова обратимся к Ньютону: чем быстрее мы раскручиваем сферу, тем быстрее вращается корабль. Таким образом, мы можем просто поставить порог скорости, после которого раскручивание сферы дальше станет заблокировано, и будем довольствоваться тем, что есть. В конце концов, мы вращаем линкор, кто говорил, что он будет вращаться быстро? Следующий вопрос: представим ситуацию. Мы повернули корабль на 180 градусов. После этого еще на 90, после этого — еще на 180. Это значит, что мы будем раскручивать сферу все быстрее? Ответ: нет. Не забываем, что речь у нас идет именно о силе (сила действия равна силе противодействия). Это значит, что раскручивая сферу, мы не просто поворачиваем корабль на N градусов, а придаем ему угловую скорость. Чтобы после поворота остановить вращение корабля, нам будет необходимо остановить вращение Сферы. Таким образом, поворачивать корабль в одну и ту же сторону можно сколько угодно долго. Как насчет трения между приводами и Сферой? Они же будут стирать друг друга в пыль! Не стоит забывать, что мы находимся в состоянии невесомости. В процессе поворота, когда приводы не выполняют никакой работы, их можно «отделять» от сферы, а после «присоединять» обратно. Другое дело, если корабль при этом находится в ускорении, к примеру, работают маршевые двигатели. В таком случае, сферу можно удерживать контролируемым электромагнитным полем или... или просто при помощи узконаправленной искусственной гравитации (даже не сомневайтесь, она у нас уже есть). Если же приводы работают, и в этот момент корабль еще и начинает ускоряться, но, разумеется, Сфера будет оказывать давление на некоторые приводы и, тем самым, замедляться (то есть также еще и замедлять вращение корабля). Чтобы этого избежать, необходимо либо, снова же, воспользоваться компенсирующии средствами (гравитация, электромагнитное поле), либо подать на привод, находящийся под давлением, бòльшую мощность, чтобы компенсировать трение. Мы говорим о линкоре? О боевом корабле? Как насчет ударов, которые постоянно будут сопутствовать боям? Разве они не будут «расшатывать» сферу, выводить из строя приводы? Ответ на этот вопрос прост: читайте выше. Используем компенсирующие средства, и все будет хорошо. В конце концов, вряд ли попадание баллистического снаряда будет настолько непредсказуемым, что автоматика не успеет рассчитать необходимую компенсацию. Простой, казалось бы, вопрос: как работают эти ваши «приводы»? Вариантов здесь есть несколько. Самым простым решением казалось бы поставить механический «раскручиватель» — к примеру, каток, соединенный с электромеханическим преобразователем. Решение возможное, но важно учитывать, что... мы говорили о пороге прочности Сферы? Но ведь каток будет в разы меньше Сферы, а раскручиваться должен до такой же линейной скорости, значит, при меньшем радиусе, угловая скорость там будет в разы больше! Его же разорвет! В общем, возможное решение, просто тогда ограничение скорости надо будет ставить не на Сферу, а на материал катка. В принципе, зависит от материала... Другой вариант — использовать жидкость или газ под давлением. Видели видео, где ноутбук режут струей воды под давлением? Если такую струю пустить по касательной к Сфере, можно достичь огромных результатов! Разумеется, «отработавшую» жидкость или газ надо куда-то девать, поэтому делаем систему рециркуляции. Мощность привода теперь ограничена только мощностью насоса. Еще есть вариант использовать то же электромагнитное поле, но... Увы, в этой части физики я очень слаб и (простите меня за мое невежество) не уверен, что третий закон Ньютона соблюдается и здесь. Но если да (а почему бы, собственно, и нет), то это — еще один вариант. Последний вопрос на сегодня: что делать, если привод откажет? Ответим так: а что делать, если маневровый двигатель откажет? Хех. Впрочем, нормальный ответ у нас тоже есть: можно сделать некоторое количество «запасных» приводов, которые будут включаться в работу, если их предшественники выйдут из строя или достигнут предела износа. А теперь вариант, который подойдет обеим системам: маршевый двигатель, как правило, не один. При выходе из строя системы маневрирования (и наличии достаточного объема свободного пространства), можно «поиграть» тягой на разных двигателях, чтобы прекратить неконтролируемое вращение. А чтобы компенсировать излишнюю скорость в итоге, используем реверсивные двигатели (их-то Сфера Ньютона заменить все равно н может). В заключение скажем, что, разумеется, все части механизма «Сферы Ньютона» будут изнашиваться, и периодически их необходимо будет заменять во избежание «неприятных» ситуаций. Но, вообще-то, то же самое надо делать и с классическими маневровыми двигателями, так что идея вполне имеет право жить!