Квантовые двигатели (или массивы квантовых приводов, англ. Quantum drive или Quantum drive array) ― основной тип двигательных установок в различных космических видах транспорта (космических кораблях, станциях, шаттлах и т.п.), используемого для межзвёздных путешествий. Изобретение квантовых двигателей является краеугольным камнем в развитии цивилизаций и началом новой эры в их истории.
История[]
Современный квантовый двигатель развился из более простой технологии квантового реактора (quantum reactor) 2400-х годов, которая отличалась одним квантовым приводом и немного другим строением:
- "Да, технология квантовых ускорителей шагнула далеко вперёд."
- ― Джон ЛаМарр
― John LaMarr
Описание[]
Квантовые двигатели являются warp-двигателями, которые мощным излучением искривляют пространство, расширяя его позади и сжимая впереди. Таким образом, они создают пузырь Алькубьерре, ― замкнутое искривлённое пространство, внутри которого находится корабль. По сути, именно пузырь движется в пространстве со скоростью, превышающей скорость света, т.к. кусок пространства массой не обладает, а значит, не имеет ограничения на скорость. А корабль в процессе движения пузыря остаётся в нём неподвижным.[1]
Сверхсветовая скорость пространственного пузыря получила наименование «квантовой» (quantum speed), а сам пузырь ― «квантовым пространством» соответственно (quantum space). Выражение «квантовый привод» (quantum drive) может обозначать не только часть двигателя, но и сам процесс движения на квантовой скорости.
Двигатель может летать и на обычной скорости, без искривления пространства. Такую скорость называют «досветовой» (sublight). Мощность двигателя позволяет вплотную приблизиться к скорости света без пузыря Алькубьерре, когда в дело вступают релятивистские эффекты из общей теории относительности, ― корабль сжимается вдоль направления движения, а время на борту резко замедляется и за минуты внутри снаружи проходят века. К счастью, корпуса союзных кораблей достаточно крепкие, чтобы выдержать сжатие и повышенное радиоактивное излучение космоса.
Строение[]
Квантовый двигатель состоит из нескольких квантовых приводов (как правило, двух или трёх), и колец, идущих от них и замыкающихся вокруг корабля внутри корпуса.[2] Кольца пересекаются в передней части корабля и расходятся в задней на квантовые приводы, что обеспечивает ориентацию сжатия пространства. Каждый привод имеет по паре фазовых индукторов для сжатия и расширения соответственно.
Энергию для полётов обеспечивает квантовый реактор, который сжигает топливо и светится синеватым светом. Криллы же используют разделённый квантовый двигатель (split-quantum drive) с квантовым реактором, заметно менее эффективным союзного, потому что он работает на ином топливе, называемом «двигательной плазмой» (drive plasma), придающей крилльским кораблям характерный зелёный оттенок, о которой точно ничего не известно.[3]
Корабль управляет любым приводом своего квантового двигателя через навигационную матрицу. Информация, вводимая штурманом, передаётся массивом через навигационные реле, которые дают пилоту контроль над курсом следования.
Кроме того, квантовый двигатель содержит фотонный коллектор неизвестного назначения, который инженерам приходится периодически очищать.
Топливо[]
- Основная статья: Дисоний
Символы стека обработки дисония, показывающие магнитную конфигурацию каждого резервуара с ним.[4]
Квантовый двигатель работает на реакторе, перерабатывающем новооткрытый трансурановый элемент дисоний, который подаётся в него через специальные резервуары. На «Орвилле» их 4. Как правило, любой корабль защищён от дисония регуляторами защитной оболочки, которые надёжно удерживают дисоний с помощью магнетизма от физического контакта между кораблём и топливом.
Когда дисоний готов к использованию в двигателе, он обрабатывается в специальных установках, где нагревается и ионизируется перед впрыском в квантовые приводы корабля (или квантовые кольца).[4]
Технические характеристики[]
Современный двигатель способен производить около квадриллиона независимых вычислений каждую миллисекунду в обычном режиме работы.
Максимальная квантовая скорость двигателя «Орвилла» составляла 10 световых лет в час. Очевидно, другие квантовые двигатели отличаются своей мощностью, но о них точно ничего не сказано. Известно лишь, что двигатели кайлонских сфер превосходили по мощности таковые у кораблей Союза и криллов. Размер союзных двигателей влияет на их скорость, ― чем больше квантовый реактор и/или квантовых приводов, тем она выше, как выше и мощность.
Энергии, производимой двигателем, помимо движения хватает на, как минимум, системы жизнеобеспечения корабля, на котором он установлен.
Квантовые двигатели могут работать не менее, чем в 3-мерном пространстве, поскольку путешествие через 2-мерное пространство выбило бы квантовый двигатель из строя.
Производство[]
Научный консультант и главный продюсер Андре Борманис (André Bormanis) обрисовал сценаристам, как могут быть возможны путешествия со скоростью, превышающей скорость света, что пространство-время, вероятно, возникает как синергетическое свойство процессов на квантовом уровне между частицами (свойство, которое имеет система частиц, не имеют частицы по отдельности). Следуя примеру Борманиса, метод перемещения «Орвилла» включал квантовую запутанность, и по этой причине создатель сериала Сет Макфарлейн (Seth MacFarlane) решил назвать двигатель "квантовым".[5]
Борманис впервые рассказал о специфике квантового привода 20 сентября 2017 года, через 10 дней после премьеры шоу:
- "У нас есть устройство движения быстрее света, которое мы называем «квантовым приводом», которая отлична от варп-двигателя (идея состоит в том, что пространство на самом глубоком уровне квантовано, как энергетические уровни в атомах, и если когда-нибудь мы поймём, как это работает, мы сможем манипулировать структурой пространства для перемещения быстрее света)."
- ― Андре Борманис[6]
― André Bormanis
Позже он объяснил, что принципы квантового привода основаны на двигателе Алькубьерре, который создаёт поле с плотностью энергии ниже, чем у вакуума с использованием материала с отрицательной массой.[7]
Андре решил, что в качестве источника энергии квантовый двигатель будет использовать вымышленный трансурановый элемент дисоний, состоящий из протонов, нейтронов и "оболочки из отрицательной материи" (a shell of negative matter) в его ядре, которая помогает сделать его стабильным:
- "В нашем ядре квантового двигателя мы высвобождаем и манипулируем этой материей с отрицательной массой, позволяя кораблю входить и путешествовать через «квантовое пространство», область более высоких измерений, которая экспоненциально сокращает расстояние, необходимое для перемещения между звёздными системами."
- ― Андре Борманис[4]
― André Bormanis
Интересные факты[]
- Андре Борманис написал своего рода физический путеводитель, на который могут ссылаться авторы сериала. В нём излагается теоретическая наука, лежащая в основе квантового двигателя корабля.
- Идея двигателя, основанного на пузыре Алькубьерре, отнююдь не нова. И, как правило, подразумевается во многих фантастических фильмах, мультфильмах, сериалах и мультсериалах. Например, тот же «Звёздный путь» (Star Trek) использовал аналогичную теорию, за исключением нескольких незначительных отличий.
Примечания[]
- ↑ https://trekmovie.com/2017/08/31/6-takeaways-from-a-set-visit-to-the-orville/
- ↑ https://planetaryunionnetwork.podbean.com/e/the-orville-fan-podcast-w-the-visual-effects-team/
- ↑ https://www.syfy.com/syfywire/emmy-contender-how-the-orvilles-vfx-team-fought-a-space-battle-and-seth-macfarlane-broke-a?__source=Blastr_Vayner_syfy_Twitter&utm_source=twitter&utm_medium=social&utm_campaign=emmycontenderspacebattle&utm_term=organic&utm_content=link_ad
- ↑ 4,0 4,1 4,2 https://twitter.com/TomCostantino/status/1182756040724496384
- ↑ https://planetaryunionnetwork.podbean.com/e/the-orville-fan-podcast-thinksgiving-episode-w-andre-bormanis/
- ↑ https://www.outerplaces.com/science/item/16774-orville-interview-andre-bormanis
- ↑ https://www.youtube.com/watch?v=v8Xi58N5ddQ