Скачковый двигатель
Теория
В качестве фантастического допущения, объясняющего как работают гиперпространственные скачки, используется следующая не слишком физически строгая, зато наглядная модель:
Представьте себе пространство как слабонатянутую резиновую пленку. Если мы туда положим массивный шарик - звезду или планету, то пространство прогнется, и образуется гравитационный колодец. Будем считать, что глубина этого колодца - это гравитационный потенциал. (что в общем соответствует этой модели, поскольку потенциальная энергия в равномерном поле, где находится наша резиновая модель) прямо пропорциональна разности высот.
Проколов пространство, наш скачковый корабль, начинает перемещаться параллельно ему (то есть не меняя своей потенциальной энергии) до тех пор пока не наткнется на пространство, искривленное другим астрономическим объектом. Там он выходит в обычное пространство.
Скорость перемещения корабля в гиперпространстве очень велика, т.е. скачок практически мгновенен. Выйдя из скачка корабль сохраняет и потенциальную и кинетическую энергию, то есть имеет ту же самую скорость, которую он имел в точке отправления. А вот объект, около которого он вышел, скорее всего имеет заметную (от единиц до полутора сотен км/с) скорость относительно того объекта, около которого мы стартовали.
Таким образом, для того, чтобы произвести скачок, надо оказаться на линии, соединяющей центры двух звезд - той, рядом с которой мы находимся, и той, к которой хотим попасть.
Точность, с которой надо попасть в на эту прямую, составляет не более нескольких угловых секунд, что связано с некоторыми макроскопическими квантовыми эффектами имеющими место в гиперпространстве. Т.е. корабль в момент скачка имеет свойства волны, которая распрсотраняется расширяющимся фронтом, пока не зацепится хоть какой-то частью этого фронта за пространство. Тогда она в этой точке схлопывается.
Поскольку этот эффект не ограничивается тремя измерениями, а распространяется и на то измерение, расстояние в котором соответствует искривелнности пространства, этот эффект накладывает ограничения на предельное расстояние скачка. Но оно заведомо больше 50 световых лет.
Скачковая зона
Уйти в скачок тем легче, чем сильнее искривлено пространство. По хорошему счету мерой кривизны пространства стоило бы считать не гравипотенциал, а производную ускорения свободного падения по расстоянию от центра звезды, но при этом геометрия пространства получается менее интересной.
Поэтому будем считать что возможность ухода в скачок определяется величиной гравитационного потенциала, который мы определим как работу против сил тяготения, которую надо совершить для увода единичной массы из данной точки в бесконечность, куда-то в межгалактическое пространство.
| Место в пространстве | Потенциал ГДж/кг |
|---|---|
| Граница фотосферы Солнца | 170,8 |
| 1 млн. км от Солнца | 78,4 |
| Орбита Меркурия | 2,25 |
| Поверхность Земли | 0,95 |
| Граница атмосферы Юпитера(экватор) | 1,45 |
| Граница фотосферы Арктура (min) | 7,45 |
| 1 млн км от Арктура (min) | 7,03 |
| Граница фотосферы Арктура (max) | 12,1 |
| 1 млн км от Арктура (max) | 11,6 |
| Граница фотосферы Бетельгейзе | 4,06 |
| Граница фотосферы HD 40307 | 200 |
Таким образом, для того, чтобы можно было летать в систему Арктура нам нужны двигатели, позволяющие уходить в скачок при гравитационном потенциале не более 7ГДж/кг, если верна нижнаяя оценка его массы, и около 10, если верна верхняя.
При этом мы видим, что планеты-гиганты в качестве искривителей пространства нас совершенно не спасают. А вот навигационным препятствием оказаться могут, так как выйти из скачка где-то внутри ядра из металлического водорода, имея скорость в полсотни километров в секунду относительно этого водорода, приятного мало.
Ограничение на размеры
Из каких-то достаточно принципиальных соображений (авторский произвол называется) индукторы скачкового двигателя должны быть разнесены на расстояние не менее 100 метров. Поэтому корабли с сухой массой меньше 1000 тонн обычно скачковым двигателем не оборудуются.
Продолжительность скачка
Для самого корабля скачок происходит мгновенно. Для наблюдателя в любой из конечных точек он занимает некоторое небольшое время, достаточно для того чтобы если по прибытии немедленно скакнуть обратно, не случился бы эффект тахионного антителефона и мы не вернулись в точку отправления раньше отправления. То есть этот эффект зависит от относительной скорости звезды отправления и звезды прибытия.
История
Принцип прокола пространства был теоретически выведен Карлом Ангстремом в 2071 году. Тут же был разработан план проверочного эксперимента, для которого, правда, требовались индукторы размещенны в вершинах тетраэдра со стометровым ребром, и гравитационный потенциал не ниже 150ГДж/кг.
Поскольку в этот период шло активное освоение Солнечной Системы, он сумел заинтересовать Упсальский университет, в котором работал, организацией комплексной астрономической и гравифизической экспедиции на возможно близкое расстояние к Солнцу и зафрахтовать для этой цели частный космический корабль, принадлежавший капитану Игорю Венёву. Капитан с самого начала знал о возможных последствиях успешного эксперимента и вывел корабль в точку между центром Солнца и α Центавра A.
Эксперимент оказался удачным и таким образом состоялось первое межзвездное путешествие человечества. Дата этого путешествия является началом отсчета толиманского календаря