Gwiezdne wojny: część VI - Powrót Jedi (25 maja 1983)

„Skok w nadprzestrzen”

„Skok w nadprzestrzeń”

Skok w nadprzestrzeń czyli napęd czasoprzestrzenny

W filmie cały moduł skoku w nadprzestrzeń składa się z

kilku etapów:1. Zajecie pozycji,2. Przejście na współrzędne

szturmowe,3. Wyłączenie pola grawitacyjnego,4. Start skoku w nadprzestrzeń

Główną przeszkodą w szybkim podboju kosmosu są nieubłagane prawa fizyki. Ze Szczególnej Teorii Względności Einsteina wiemy, że żaden materialny obiekt nie może poruszać się w przestrzeni szybciej, niż wynosi prędkość światła, czyli 300 000 km/s. W filmie statek kosmiczny z taką prędkością się poruszał!

Przeanalizujmy teraz kilka rodzajów współczesnych napędów po to, by

zobaczyć, z jakimi prędkościami mogą się poruszać statki

• Napęd czasoprzestrzenny• Żagiel magnetyczny• Napęd jądrowy• Napęd chemiczny• Napęd fotonowy• Napęd termojądrowy• Silniki VASIMR

Napęd czasoprzestrzenny

Według niektórych fizyków możliwe jest podróżowanie "na skróty". Wychodzą oni z założenia, że jeśli nie można pokonać czasu podróży, należy zmienić odległość dzielącą Ziemian od innych obiektów kosmicznych.

Żagiel magnetyczny• wykorzystuje dynamiczne ciśnienie wiatru

słonecznego, plazmy płynącej od Słońca,• żagiel magnetyczny wykorzystuje

nadprzewodniki do wytworzenia silnego pola magnetycznego i odbijania wiatru słonecznego

• maksymalna prędkość - 500 km/s (tyle co wiatr słoneczny), praktyczna - około połowa z tego,

Żagiel magnetyczny

Napęd jądrowy• prędkość wylotowa max 5 km/s ze względu

na entalpię - ilość energii na jedn. masy (13 MJ/kg dla chemicznego),

• dla napędu jądrowego entalpia równa 82 miliony MJ/kg - 6 mln razy więcej,

• w teorii prędkość równa 2 razy pierwiastek z entalpii, czyli: 5,1 km/s oraz 12 800 km/s,

• Występuje tu problem paliwa, którego potrzeba kilka ton

Orion (British Interplanetary Society)

Napęd chemiczny• Prędkość

10 km/s2 j. a./rok

• Czas podróży – minimum 7700 lat• Ograniczenie przemiany materii

załogi- komory kriogeniczne

Napęd chemiczny - wahadłowiec

Napęd fotonowy• Napęd Fotonowy (PLT - Photonic Laser

Thruster), czyli laserowy napęd fotonowy, uważany dotychczas za niemożliwy do stworzenia

• Powodem, dla którego uważano stworzenie tego napędu za niemożliwe, było to, że fotony z powodu braku masy spoczynkowej i ładunku elektrycznego i nie mogły być użyte jako materiał, który mógłby zostać wypchnięty i dzięki sile odrzutu napędzać statek kosmiczny.

Napęd termojądrowy• prędkości: D-D - 20 400 km/s - 6,8% p. ś., D-3He - 26 400 km/s - 8,8% p. ś.,• paliwo łatwiej osiągalne, • mniejsze rozmiary - nie trzeba masy

krytycznej, • współcześnie - ładunek jądrowy, by

ścisnąć i ogrzać dużą część paliwa termojądrowego aż do osiągnięcia zapłonu termojądrowego,

Napęd termojądrowy

Fuzyjna pułapka magnetyczna

Silniki VASIMR Osiągi badawczych silników Vasimr są nadzwyczaj dobre wykres obok pokazuje zależność ciągu od prędkości wylotowej paliwa wodorowego i ilości zużywanego paliwa dla silnika zasilanego mocą 20MW, silnik ma sprawność 50-60%. Na niebiesko mamy podaną ilość wodoru w gramach na sekundę jaka wydostaje się z dyszy, na czerwono mamy ciąg silnika wyrażony w Newtonach, czyli mniej więcej 10N = 1kg, i na czarno prędkość wylotowa wodoru w km/s.

Podsumowując• Nie wykonano jeszcze takiego promu,

statku kosmicznego, który osiągnąłby prędkość światła, nawet nie zbliżono się do tego wyniku

• Niemoc naukowców wynika z jakże prostych praw fizyki, które uniemożliwiają wykonanie tego

WykonałPrzy pomocy internetu

Radosław Mordaka, kl. II TAZespół Szkół Ponadgimnazjalnych nr 21 w Łodzi