|
Hvězdná loď třídy Galaxy
Impulsní pohon Základní konstrukce impulsního pohonu užívaného Spojenou federací planet a většinou ostatních významných sil v kvadrantu Alfa i Beta, zůstává více méně stále stejná již téměř sto let. Impulsní pohon se skládá ze čtyř hlavní součástí:
Palivový tank obsahující reaktanty užívané pohonem Hvězdná flotila užívá jednoduché deuteriové palivo - je méně účinné nežli mix deuterium/tritium, ale samotné deuterium lze daleko snadněji produkovat a ovládat než tritium Při použití jednoho typu paliva lze odstranit jinak nezbytnou druhou palivovou nádrž a ovládací systémy nutné k manipulaci s oběma nádržemi. Jakmile palivo opustí tanky, je snížena jeho teplota tak, že se vytvoří pelety (kuličky) pevného deuteriového ledu proměnlivé velikosti. Tyto jsou vystřelovány do reaktoru, kde jsou pomocí sady fúzních iniciátorů vzníceny, zatímco je magnetické pole udržuje na místě. Atomy deuteria se sloučí dohromady podle rovnice. Ta udává kolik je potřeba přeměnit hmoty v energii pro teoretickou maximální účinnost, která je 0.08533%. V praxi není této účinnosti pohonu nikdy zcela dosaženo. Fúzní reaktor Standardní impulsní fúzní reaktor užívaný na hvězdných lodích třídy Galaxy je koule, která má v průměru šest metrů, tvořená disperzním zesíleným hafniem excelinidu. Reaktory mohou být dohromady propojeny. Každým z nich prochází plazma, která pak putuje do dalšího reaktoru v kaskádovém tvaru. Každý z osmi impulsních motorů na hvězdné lodi třídy Galaxy má tři fúzní reaktory spojené dohromady tímto způsobem. Jakmile se deuterium úspěšně roztaví, vytvořený plazmový tok prochází dalším hlavním komponentem - podprostorovou hnací cívkou. Podprostorové hnací cívky Podle Einsteinovy fyziky, která platí pro objekty s rychlostí nižší jak warp, je prakticky nemožné, aby jednoduchá fúzní raketa dodala dostačující energii k akceleraci kosmického plavidla na rychlost blízkou rychlosti světla - požadavky na množství paliva by se rapidně zvýšily a velká většina lodi by musela být věnována právě k uskladnění paliva. Cívky umožňují vyhnout se této situaci generováním sub - warp cochranova pole kolem lodi, snižujícím její efektivní hmotu, aby mohlo dojít k posílení akcelerace. Současný výkon impulsního letu je proto závislý nejen na specifikacích fúzních reaktorů, ale také na kapacitě hnacích cívek. Jedny z nejrychlejší lodí z hlediska výkonu impulsního pohonu byly upravené (refit) lodě třídy Constitution. Tato loď byla schopná dosáhnout 'plného impulsu' (25% rychlosti světla) v rámci sekund. Na druhém konci stojí mnohem pozdější třída lodí Ambassador navržená k dosažení daleko pomalejší akcelerace s rychlostí 10,000 ms-2, což dostačuje k dosažení 'plného impulsu' do 125 minut. Výpusťový port Jakmile plasmové tok projde přes soubor hnacích cívek, dostane se k výpusťovému portu a je vyvržen do prostoru. Pokud cívky nejsou v provozu, impulsní pohon se chová jako jednoduchá newtonovská chemická raketa s výkonnem tísickrát menším než je její normální schopnost. V tomto případě je výpusťový systém navržen ke směrování tlaku z motoru tak, aby umožnil správný odtok mimořádného množství spáleného paliva nebo poskytl snížení tlaku v případě zvýšené činnost pohonu.
Dilatace času Při rychlostech, které jsou jen zlomkem rychlosti světla, ovlivňuje časová dilatace posádku hvězdné lodi. Když loď cestuje blízko rychlosti světla, tento efekt se může stát velmi významným. Například při 92% rychlosti světla, která je maximální rychlostí hvězdné lodi třídy Galaxy, připadá více než 2.5 dnů pro nehybného pozorovatele oproti jednomu dni, který uplyne členovi posádky lodě. Aby mohly být tyto efekty udrženy pod 3.5% časových rozdílů, Federace dlouhodobě uložila zákaz impulsního letu nad rychlostí 0.25 rychlosti světla - takzvaného "plného impulsu" - na všech normálních misích. Toto omezení neplatí během bojových operací, kdy efekty časové dilatace mohou mít extrémně nepříznivé účinky na loď v těchto podmínkách - posádka může nalézt sama sebe v situacích, kdy jejich časová reakce bude velmi redukovaná ve srovnání s nepřítelem kvůli rozdílným rychlostem mezi nimi. Vysoce relativistické rychlosti jsou proto obecně na hvězdných lodích zrušeny. Ranné vesmírné lodi musely mít namontovány takzvané "retrorakety" za účelem zpomalení lodi, když se přibližovaly ke svému cíly nebo používaly otočení svého plavidla do opačného směru a zpomalení hlavními motory. Jednou z dalších výhod hnacích cívek v impulsním pohonu je, že tento těžkopádný způsob pohybu je odstraněn. Hnací cívka v podstatě umožňuje lodi redukovat její hmotu postupně a dovoluje tak - relativně - malým množství kinetické energie dosáhnout velké rychlosti. Jakmile je cívka vyprázdněna, loď se rychle vrací ke do své normální hmotnosti. Kinetická energie zůstává konstantní. Rychlost je tak obrovsky snížena bez jakékoliv nutnosti použití pohonu motoru. Teoreticky by mohla cívka být použita k samostatnému pohonu jednoduchým regulováním hmoty lodi ta, až by rychlost dosáhla požadované úrovně. Ve skutečnosti to není tak jednoduché. Cívka nemůže být plynule posilována a oslabována jak by bylo potřeba, ale je spíše vyprazdňována a opětovně plněna tokem plasmy, která jí protéká během normální činnosti impulsního pohonu. Díky tomu není možné snižovat a zvyšovat hmotu tak jak by bylo potřeba. Překonání tohoto limitu je svatým grálem konstruktérů impulsního pohonu po více jak století, ale dosud nebyl učiněn žádný významný pokrok.
|
