Hvězdný motor - Stellar engine
Hvězdné motory jsou hypotetickou třídou megastruktury které využívají záření hvězdy k vytvoření využitelné energie. Koncept představili Badescu a Cathcart.[1] Některé varianty využívají tuto energii k vytvoření tahu, a tedy k urychlení a hvězda a cokoli, co to obíhá, daným směrem.[2][3] Vytvoření takového systému by z jeho stavitelů udělalo civilizaci typu II na Kardaševova stupnice.
Třídy
Byly definovány tři třídy hvězdných motorů:[1]
Třída A (Shkadov propeler)
Jedním z nejjednodušších příkladů hvězdného motoru je Shkadov propeler (pojmenováno po Dr. Leonid Shkadov kdo to poprvé navrhl), nebo a Třída A hvězdný motor.[4] Takový motor je hvězdný pohonný systém, skládající se z obrovského zrcadla /lehká plachta —Skutečně masivní typ sluneční energie statit dostatečně velký na to, aby jej bylo možné klasifikovat jako a megastruktura —Který by vyrovnal gravitační přitažlivost k a radiační tlak daleko od hvězdy. Protože radiační tlak hvězdy by nyní byl asymetrické, tj. více záření je emitováno v jednom směru ve srovnání s druhým, „nadměrný“ radiační tlak působí jako síť tah, zrychlující hvězdu ve směru vznášející se statity. Takový tah a zrychlení by byly velmi mírný, ale takový systém by mohl být stabilní po tisíciletí. Žádný planetární systém připojený k hvězdě by byl „tažen“ svou mateřskou hvězdou. Pro hvězdu, jako je slunce, se svítivostí 3,85 × 1026 Ž a hmotnost 1,99 × 1030 kg, celkový tah produkovaný odrazem poloviny slunečního výkonu by byl 1,28 × 1018 N. Po období jednoho milionu let by to poskytlo předanou rychlost 20 m / s, s posunem z původní polohy 0,03 světelné roky. Po jedné miliardě let by rychlost byla 20 km / s a výtlak 34 000 světelných let, což je něco přes třetinu odhadované šířky mléčná dráha galaxie.
Třída B
A Třída B hvězdný motor je a Dysonova koule —Z kterékoli varianty — postavené kolem hvězdy, která využívá rozdíl teplot mezi hvězdou a mezihvězdné médium extrahovat použitelnou energii ze systému, případně pomocí tepelné motory nebo fotovoltaické buňky. Na rozdíl od houfnice Shkadov není takový systém pohonný.
Třída C.
A Třída C. hvězdný motor, jako je motor Badescu-Cathcart,[1] kombinuje dvě další třídy a využívá jak hnací aspekty škadovského propulzu, tak energetické aspekty motoru třídy B.
A Dysonova skořápka s vnitřním povrchem částečně zakrytým zrcadlem by byla jednou ztělesněním takového systému (i když trpí stejnými stabilizačními problémy jako nepohonná skořápka), jako by byla Dysonův roj s velkým statit zrcadlo (viz obrázek výše). A Dysonova bublina varianta je již skadovským propelerem (za předpokladu, že uspořádání komponent statitu je asymetrické); přidání schopnosti extrahovat energii ke komponentám se zdá být téměř triviální rozšíření.
Caplanův propeler
Astronom Matthew E. Caplan z Illinois State University navrhl typ hvězdného motoru, který využívá koncentrovanou hvězdnou energii k excitování určitých oblastí vnějšího povrchu hvězdy a vytváření paprsků solární bouře pro sběr multi-Bussard ramjet sestava, produkující směrovanou plazmu ke stabilizaci své oběžné dráhy, a trysky kyslík-14 tlačit hvězdu. Pomocí základních výpočtů, které předpokládají maximální účinnost, Caplan odhaduje, že by Bussardův motor používal 1015 gramů za sekundu solárního materiálu k dosažení maximálního zrychlení 10−9 slečna2, čímž se po 5 milionech let podaří dosáhnout rychlosti 200 km / s a vzdálenost 10 parsecs více než 1 milion let. Zatímco teoreticky by Bussardův motor pracoval 100 milionů let vzhledem k míře úbytku hmotnosti Slunce, Caplan považuje 10 milionů let za dostatečných pro zabránění hvězdným kolizím.[5] Jeho návrh si nechalo vypracovat německé školství Youtube kanál Kurzgesagt.[6]
Hvězdné motory v beletrii
v Olaf Stapledon rok 1937 sci-fi román Star Maker Některé pokročilé galaktické civilizace se pokoušejí použít hvězdné motory k pohonu svých planetární systémy přes galaxie za účelem fyzického kontaktu s dalšími vyspělými galaktickými civilizacemi. Ukázalo se však, že hvězdy jsou formy života s vědomí jejich vlastní a jejich vědomí je extrémně rozrušené tím, že se jim to stalo, protože to porušuje kánon galaktické baletní tanec hvězdy cítí, že jsou jejich součástí a které hvězdy cítí jako primární zaměření a nejposvátnější rituál jejich života. Takže ty hvězdy, jejichž okolní civilizace se je pokoušejí přinutit k pohybu jiným směrem, se mstí sebevraždou tím, že explodují jako supernovy, čímž zničili jejich doprovodné světy. Tím se iniciuje Válka hvězd a světů, trvající miliony let, která se stala klíčovou událostí v historii galaxie. Válka končí, až když galaktické civilizace přijdou na to, jak na to telepaticky komunikovat s hvězdami a sjednat příměří.[7]
Román Rozdělovač: Vesmír podle Stephen Baxter má kolem lodi neutronové hvězdy, která je předurčena ke srážce s jinou neutronovou hvězdou, škadovský propeler; záměrem je zdržet srážku, aby galaktická civilizace nebyla zničena.
Román Mísa nebeská podle Larry Niven a Gregory Benford popisuje megastrukturu ve tvaru mísy, která využívá magnetická pole k tomu, aby její hvězda emitovala plazmový paprsek, který pohybuje hvězdou za doprovodu megastruktury.[8]
Film Avengers: Infinity War v Filmový vesmír Marvel má sérii scén, které se odehrávají v Nidavelliru, hvězdném motoru používaném jako kovárna zbraní.
Viz také
Reference
- ^ A b C Badescu, Viorel; Cathcart, Richard B. (2000). „Hvězdné motory pro Kardaševovu civilizaci typu II“. Journal of the British Interplanetary Society. 53: 297–306. Bibcode:2000JBIS ... 53..297B.
- ^ Badescu, Viorel; Cathcart, Richard B. (únor 2006). "Použití hvězdných motorů třídy A a C k řízení pohybu Slunce v galaxii". Acta Astronautica. 58 (3): 119–129. Bibcode:2006AcAau..58..119B. doi:10.1016 / j.actaastro.2005.09.005.
- ^ Badescu, Viorel; Cathcart, Richard B. (2006). „Kapitola 12: Hvězdné motory a řízený pohyb Slunce“. Makroinženýrství: výzva pro budoucnost. Knihovna vodních věd a technologií. 54. str. 251–280. doi:10.1007/1-4020-4604-9_12. ISBN 978-1-4020-3739-9.
- ^ Shkadov, Leonid (10. – 17. Října 1987). "Možnost ovládání pohybu sluneční soustavy v Galaxii". Sborník 38. mezinárodního astronautického kongresu IAF. 38. mezinárodní astronautický kongres IAC 1987. Brighton, Anglie: Mezinárodní astronautická federace. s. 1–8. Bibcode:1987brig.iafcR .... S.
- ^ Caplan, Matthew (17. prosince 2019). „Hvězdné motory: Konstrukční úvahy pro maximalizaci zrychlení“. Acta Astronautica. 165: 96–104. Bibcode:2019AcAau.165 ... 96C. doi:10.1016 / j.actaastro.2019.08.027. Archivovány od originál 23. prosince 2019. Citováno 22. prosince 2019. Alternativní URL
- ^ „Jak uniknout super novině - hvězdné motory“. Youtube. Kurzgesagt. 22. prosince 2019. Citováno 22. prosince 2019.
- ^ Stapledon, Olaf (1937). „11: Hvězdy a škůdci“. Star Maker. Methuen.
- ^ Niven, Larry (2012). Mísa nebeská. Tor Books.
Prostředky knihovny o Hvězdný motor |
- Hvězdný motor (článek na webu Encyclopedia of Astrobiology, Astronomy and Spaceflight)
- Solární cestování (Astronomie dnes, Průzkumná sekce)
- Shkadov, L. M. (10. – 17. Října 1987). Možnost ovládání pohybu sluneční soustavy v galaxii. 38. Sjezd Mezinárodní astronautická federace. Brighton, Velká Británie. Bibcode:1987brig.iafcR .... S. Papír IAA-87-613.