ساعدت Trekkies في تحديد عالم الخيال العلمي ، جنبًا إلى جنب مع التكنولوجيا التي ستار تريك سلسلة وكتب وأفلام وعد. واحدة من أكثر التقنيات المرغوبة من تلك العروض هي محرك الاعوجاج. يستخدم نظام الدفع هذا على سفن الفضاء للعديد من الأنواع في Trekiverse للعبور المجرة في أوقات قصيرة بشكل مثير للدهشة (أشهر أو سنوات مقارنة بالقرون التي ستستغرقها "فقط" سرعة الضوء). ومع ذلك ، لا يوجد دائمًا سبب للاستخدام محرك الاعوجاجوهكذا في بعض الأحيان السفن في ستار تريك استخدام الدافع القدرة على السير بسرعة دون الضوء.
ما هو الدافع الدافع؟
تستخدم البعثات الاستكشافية اليوم الصواريخ الكيميائية للتنقل عبر الفضاء. ومع ذلك ، فإن هذه الصواريخ لها عدة عيوب. إنها تتطلب كميات هائلة من الوقود (الوقود) وهي بشكل عام كبيرة جدًا وثقيلة. محركات الدفع ، مثل تلك التي صورت على وجودها في المركبة الفضائية مشروع - مغامرة، اتخاذ نهج مختلف قليلاً لتسريع المركبة الفضائية. بدلاً من استخدام التفاعلات الكيميائية للتنقل عبر الفضاء ، يستخدمون مفاعلًا نوويًا (أو ما شابه ذلك) لتزويد المحركات بالكهرباء.
يفترض أن الكهرباء تشغل مغناطيسات كهربائية كبيرة تستخدم الطاقة المخزنة في الحقول لدفع السفينة أو أكثر على الأرجح ، البلازما شديدة الحرارة التي يتم بعد ذلك موازنتها بمجالات مغناطيسية قوية وبصق الجزء الخلفي من المركبة لتسريعها إلى الأمام. كل شيء يبدو معقدًا للغاية ، وهو كذلك. إنه في الواقع قادر على فعل ذلك ، ولكن ليس مع التكنولوجيا الحالية.
بشكل فعال ، تمثل محركات الدفع خطوة إلى الأمام من الصواريخ الحالية التي تعمل بالطاقة الكيميائية. إنهم لا يذهبون بشكل أسرع من سرعة الضوء، لكنها أسرع من أي شيء لدينا اليوم. ربما تكون هذه مسألة وقت فقط قبل أن يكتشف شخص ما كيفية إنشائها ونشرها.
هل يمكن أن نمتلك محركات الدفع يوما ما؟
الخبر السار عن "يومًا ما" هو أن الفرضية الأساسية وراء الدافع الدافع يكون سليم علميا. ومع ذلك ، هناك بعض القضايا للنظر فيها. في الأفلام ، تستطيع سفن الفضاء استخدام محركاتها الدافعة لتسريعها إلى جزء كبير من سرعة الضوء. من أجل تحقيق هذه السرعات ، يجب أن تكون الطاقة المولدة من المحركات الدافعة كبيرة. هذه عقبة ضخمة. في الوقت الحالي ، حتى مع الطاقة النووية ، يبدو من غير المحتمل أن ننتج تيارًا كافيًا لتشغيل مثل هذه المحركات ، خاصة بالنسبة لهذه السفن الكبيرة. لذا ، فهذه مشكلة يجب التغلب عليها.
أيضًا ، غالبًا ما تُظهر العروض محركات الدفع المستخدمة في الأجواء الكوكبية وفي السدم وسحب الغاز والغبار. ومع ذلك ، يعتمد كل تصميم لمحركات تشبه النبضات على تشغيلها في فراغ. بمجرد دخول المركبة الفضائية إلى منطقة ذات كثافة جسيمات عالية (مثل الغلاف الجوي أو سحابة من الغاز والغبار) ، ستصبح المحركات عديمة الفائدة. لذا ، ما لم يتغير شيء ما (وتغيروا قوانين الفيزياء ، الكابتن!) ، تظل محركات الدفع في عالم الخيال العلمي.
التحديات التقنية لمحركات الدفع
الدافع يقود الصوت جيد ، أليس كذلك؟ حسنًا ، هناك مشكلتان في استخدامهما كما هو موضح في الخيال العلمي. واحد هو تمدد الزمن: في أي وقت تسافر فيه مركبة بسرعات نسبية ، تنشأ مخاوف من تمدد الوقت. وبالتحديد ، كيف يظل الخط الزمني ثابتًا عندما تسافر المركبة بسرعات قريبة من الضوء؟ لسوء الحظ ، لا توجد طريقة حول هذا. هذا هو السبب في محركات الدفع في كثير من الأحيان محدودة في الخيال العلمي لحوالي 25 ٪ من سرعة الضوء حيث ستكون التأثيرات النسبية ضئيلة.
والتحدي الآخر لهذه المحركات هو حيث تعمل. إنهم أكثر فعالية في الفراغ ، لكننا غالبًا ما نراهم في Trek وهم يدخلون إلى الغلاف الجوي أو يخترقون من خلال سحب من الغاز والغبار تسمى السدم. المحركات كما يتصور حاليًا لن تعمل جيدًا في مثل هذه البيئات ، لذا فهذه مشكلة أخرى يجب حلها.
محركات ايون
ومع ذلك ، لم نفقد كل شيء. محركات أيون ، التي تستخدم مفاهيم متشابهة جدًا لتقنية الدفع الدافعة كانت مستخدمة على متن المركبات الفضائية لسنوات. ومع ذلك ، نظرًا لاستخدامها العالي للطاقة ، فهي ليست فعالة في تسريع الحرف بكفاءة عالية. في الواقع ، يتم استخدام هذه المحركات فقط كنظم دفع أساسية على متن طائرة بين الكواكب. وهذا يعني أن المجسات التي ستسافر إلى كواكب أخرى هي فقط التي ستحمل محركات أيونية. هناك محرك أيوني على متن مركبة الفضاء دون ، على سبيل المثال ، يستهدف الكوكب القزم سيريس.
نظرًا لأن محركات الأيونات تحتاج فقط إلى كمية صغيرة من الوقود الدافع للعمل ، فإن محركاتها تعمل بشكل مستمر. لذا ، في حين أن الصاروخ الكيميائي قد يكون أسرع في الحصول على طائرة بسرعة ، إلا أن الوقود ينفد بسرعة. ليس كثيرا مع محرك أيون (أو محركات الدفع المستقبلية). تسريع محرك الأيونات طائرة لأيام وشهور وسنوات. إنها تسمح لسفينة الفضاء بالوصول إلى سرعة قصوى أكبر ، وهذا أمر مهم للرحلات عبر النظام الشمسي.
لا يزال ليس محرك دافع. تكنولوجيا محرك أيون هي بالتأكيد تطبيق لتقنية الدفع ، لكنها فشلت في مطابقة قدرة التسارع المتاحة بسهولة للمحركات المصورة في ستار تريك ووسائط أخرى.
محركات البلازما
يمكن للمسافرين في الفضاء في المستقبل استخدام شيء أكثر واعدة: تقنية محرك البلازما. تستخدم هذه المحركات الكهرباء لارتفاع درجة حرارة البلازما ثم إخراجها من الجزء الخلفي للمحرك باستخدام مجالات مغناطيسية قوية. إنها تشبه إلى حد ما محركات الأقراص الأيونية في أنها تستخدم القليل من الوقود الدافع لدرجة أنها قادرة على العمل لفترات طويلة من الزمن ، خاصة بالنسبة للصواريخ الكيميائية التقليدية.
ومع ذلك ، فهي أقوى بكثير. سيكون بمقدورهم دفع المركبة بمعدل عالٍ لدرجة أن صاروخًا يعمل بالبلازما (باستخدام التكنولوجيا المتاحة اليوم) يمكن أن يحصل على مركبة إلى المريخ في أكثر من شهر بقليل. قارن هذا الإنجاز إلى ما يقرب من ستة أشهر التي ستستغرقها طائرة تعمل بالطاقة التقليدية.
فعلا ستار تريك مستويات الهندسة؟ ليس تماما. لكنها بالتأكيد خطوة في الاتجاه الصحيح.
في حين أنه قد لا يكون لدينا محركات مستقبلية حتى الآن ، فقد تحدث. مع المزيد من التطوير ، من يدري؟ ربما تكون الدافع الدافع مثل تلك التي تم تصويرها في الأفلام حقيقة واقعة.
تم التعديل والتحديث بواسطة كارولين كولينز بيترسن.