Чаша небес

Сможет ли Чаша научить Землю прорывным технологиям планетоформирования? Если да, то уже ради одного этого стоит задержаться здесь. Редвинг принудил себя пролистать остаток стопки сообщений. Обновления для бортовых ИИ, рекомендации по аппаратному обеспечению, рецепты модификации тех или иных систем. Большей частью эта информация поступала с других кораблей флота. «Искательнице солнц» тоже было чем поделиться с кораблями-коллегами. Он был уверен, что информация о Чаше произведет подлинный фурор. Такого там наверняка еще не слыхивали.

Он, Редвинг, капитан звездолета внутри исполинского артефакта, движимого звездой. Звезда – ее Струя – была двигателем колоссальной структуры. Принцип тот же, что и на «Искательнице солнц»: термоядерное горение.

Чаша – это такой же корабль. Корабль-звезда.

Кто же его капитан?

Благодарности

Мы консультировались по научным и литературным вопросам с очень многими помощниками. Особую благодарность мы хотели бы выразить Эрику Максу Фрэнсису, Джо Миллеру и Джоан Слончевски, которые внимательно прочитали рукопись и высказали много ценных замечаний.

Дон Дэвис, Марк Мартин, Джо Миллер и Джеймс Бенфорд помогали решать технические вопросы.

И что бы мы делали без Олафа Стэплдона и Фримена Дайсона? Вы были первыми, ребята.

Термины Птиценарода

ТрансЯзык

Давние Анналы

Позднейшие Захватчики

Выставка Миров

Подсознание

Сервы

Строители

Астрономы

Астронавты (разновидность Астрономов)

Адаптация

Приложение

Конрад Сташевски

Расчет эффективности прямого и оно точного двигателя для случая протон-борной термоядерной реакции

«Искательницу солнц» разгоняет ионный прямоточный двигатель, который иногда называют еще таранным струйным двигателем (ramjet drive). Первым такой способ перемещения в космосе предложил великий американский физик Роберт Буссард в 1960 г. [45] Двигатель быстро приобрел популярность у фантастов: его широко использует Ларри Нивен в сольных и совместных работах из мегацикла Известный Космос (Known Space), куда относится и знаменитая пенталогия о Мире-Кольце, а также роман Мир вне времени (A World Out of Time), главный герой которого обучается пилотированию корабля с таким двигателем; Вернор Виндж, у которого скорость распространения информации во вселенной Зон Мысли (Zones of Thought) зависит от региона космоса, считает метод Буссарда вершиной космической технологии Медленной Зоны и озвучивает это мнение устами Равны Бергсндот в романе Дети небес (The Children of the Sky).

45

R. Bussard, Galactic Matter and Interstellar Flight, Astronautica Acta, 6, pp. 179–194.

Расчет предельной эффективности ионной ловушки (ramscoop) основан на законе сохранения импульса: на каждый захваченный атом межзвездного газа звездолет теряет некоторый момент импульса, который надлежит компенсировать, минимизируя потери кинетической энергии уловленных атомов.

Хотя в Чаше Небес движущей силой корабля названа реакция анейтронного термоядерного горения (протон-борная), кажется, что на самом деле скоростные показатели «Искательницы солнц» соответствуют более эффективной, протон-протонной реакции. Причина такого расхождения остается неясной. Будем надеяться, что в последующих изданиях романа этот досадный ляп (как и некоторые другие, отмеченные мной в переводе) будет исправлен. Берегите свой экземпляр Чаши Небес: как знать, не обретет ли он столь же коллекционный статус, что и первое издание Мира-Кольца, где волею Ларри Нивена Земля вращается в сторону, обратную действительной?..

Пренебрежем для простоты в дальнейших расчетах потерей энергии в виде нейтрино и будем считать, что позитроны аннигилируют с электронами, превращаясь в гамма-излучение.

Запишем уравнение протон-борного анейтронного горения в виде

где символом ? обозначено ядро гелия-4. Энерговыделение происходит за счет дефекта массы

Пусть «Искательница солнц» движется со скоростью v. В системе отсчета, связанной с кораблем, при захвате ловушкой и переносе в камеру горения атома водорода и атома бора-11 (этот компонент, очевидно, приходится везти с собой) теряется момент импульса

Теоретически достижимый для продуктов реакции момент импульса рассчитывается из релятивистского соотношения энергии, импульса и массы:

Теоретическая предельная скорость в единицах скорости света c получается приравниванием двух моментов импульса для ситуации, когда потеря момента импульса при захвате сырья компенсируется моментом импульса, передаваемым трем ?-частицам в каждом акте термоядерного горения.

Отсюда после несложных вычислений получаем

Аналогично показывается, что для протон-протонной реакции с катализом по CNO-циклу и суммарным энерговыходом 26.7 МэВ теоретическая эффективность двигателя

В общем виде для реакции

где символом обозначен i-й реагент, а символом – j-й продукт реакции,

предельная эффективность составит

где массы при суммировании берутся с коэффициентами, соответствующими уравнению реакции.

Не следует думать, что продуктом-выхлопом термоядерного горения в двигателе Буссарда могут быть только ядра гелия-4. Например, в реакции протона с ядром азота-15 получается ядро углерода-12 и ядро гелия-4, а энерговыделение составляет 5 МэВ. При более сложных предположениях допускается, что имитация звездного CNO-цикла непрямого синтеза гелия-4 из протонов все же позволит значительно повысить эффективность двигателя Буссарда, доведя показатель v/c до 0.85, а может быть, и до 0.99, но пока что осуществление этой реакции наталкивается на значительные трудности технологического характера, общие для всех проектов управляемого термоядерного синтеза.