Гипердрайв

Гипердра́йв — (от фр. hyper — сверх, и англ. drive — двигатель), или гипер-двигатель — термин из научно-популярной фантастики, обычно означающий высокотехнологическое устройство в космическом корабле, предназначенное для передвижения со сверхсветовой скоростью (как правило, через гиперпространство). Особенно часто гипердвигатели встречаются в космоопере. В настоящий момент данная технология обсуждается некоторыми физиками-теоретиками для определения того, возможна ли она в принципе, и, если возможна, то какими свойствами она может обладать^[1].

Различные фантасты по-разному представляют передвижение через гиперпространство; у одних (например, у Айзека Азимова) он происходит моментально или почти моментально, в виде так называемого «гиперпрыжка», у других корабль может находиться в гиперпространстве несколько дней или даже недель. Находясь в гиперпространстве, корабль обычно полностью изолирован от остального мира и не имеет возможности как-либо связаться с объектами, находящимися за пределами гиперпространства. Иногда передвижение в гиперпространстве возможно только между фиксированными точками обычного пространства, как правило, тяготеющими к звёздным системам; в этом случае говорят о «гипертоннелях».Пример описания гипер-двигателя в одной компьютерной игре:"В результате исследований гиперпространственной технологии удалось получить абсолютно новый тип двигателя. Благодаря пространственно-временному изгибу в непосредственном окружении корабля пространство сжимается, таким образом быстрее преодолеваются далёкие расстояния."

Примеры гипердвигателей

Ниже перечислены некоторые научно-фантастические вселенные, в которых используются гипердвигатели.

• Звёздный десант Роберта Хайнлайна;
• Произведения Айзека Азимова (Гиператомный двигатель);
• Цикл романов «Освоенный космос» Ларри Нивена;
• Гиперион Дэна Симмонса;
• Сага о Форкосиганах Лоис МакМастер Буджолд;
• Линия грёз, Звёзды - холодные игрушки и Геном Сергея Лукьяненко;
• Звёздные войны Джорджа Лукаса;
• Вселенная, созданная в сериале «Вавилон-5»;
• Звёздный путь;
• Звездные врата (ЗВ1, Атлантида, Вселенная);
• Вселенная Homeworld;
• Вселенная Elite;
• Вселенная EVE Online;
• Вселенная Master of Orion;
• Вселенная Космических рейнджеров;
• Вселенная Galactic Civilizations;
• Вселенная Warhammer 40,000;
• Вселенная Mass Effect;
• Цикл романов «Экспансия: История Галактики» Андрея Ливадного;
• Игра «Sword of the Stars», где тарки используют «стандартный» гипердрайв, а люди и зуулы — туннельный.
• Трилогия А. Зорича и одноименная игра «Завтра война» (в романах также упоминается создание космических «субмарин» или «Х-крейсеров», совершающих «полупогружение» в гиперпространство, позволяющее при этом применять тактическое оружие в нормальном космосе;
• вторая часть («Мягкие зеркала») дилогии Сергея Павлова «Лунная радуга».
• Трилогия «Мир приливов» Дмитрия Градинара (а также одноимённая ММОРПГ [World of Tides])
• Космическая онлайн стратегия Ogame, где с помощью гиперпространственного двигателя сжимается пространство, увеличивая скорость передвижения космических кораблей.

В фильме «Звёздные войны»

Двигатель космического корабля и все его модули, позволяющие кораблю развивать сверхсветовую скорость и производить прыжок через гиперпространство. Большинству гипердрайвов требуется термоядерный реактор. По слухам, гипердрайв изобрела неизвестная раса откуда-то из-за пределов Галактики. Впервые пришельцы появились в системе Кореллии. Кореллиане изучили секрет гипердрайва и построили собственный двигатель. Спустя некоторое время они продали идею путешествия через пространство другим планетам. Сообщение между мирами стало неизмеримо проще, что и породило огромное сообщество, известное как Старая Республика.

В сериале «Звёздный путь»

Основная статья: варп-двигатель

Во вселенной «Звёздного пути» гипердвигатель называется варп-двигатель.

В сериале «Вавилон-5»

В сериале «Вавилон-5» устройство, позволяющее космическому кораблю передвигаться со сверхсветовой скоростью, называется «вортекс-генератор». Время нахождения в гиперпространстве в этой вселенной напрямую зависит от дальности перелета, однако, в любом случае, это путешествие несоизмеримо быстрее, чем без использования гиперпространства (хотя и может длиться стандартную неделю).

Необходимо отметить, что, для перемещения в гиперпространстве большинству кораблей вселенной этого научно-фантастического сериала необходимо воспользоваться специальным статичным устройством, сеть которых размещена в космосе — зоной перехода, так как мощностей большинства небольших кораблей основного количества рас оказывается недостаточно для активизации собственной зоны перехода. В то время, как самые развитые расы, такие, как Древние, способны устанавливать генераторы точки перехода даже на самых малых своих судах, для менее развитых рас установка таких генераторов возможна лишь на больших судах, большинство из которых являются государственными. Лишь недавно, по субъективному времени сериала, младшие расы (люди и Минбарцы) получили в свое распоряжение технологии, позволяющие устанавливать генераторы зоны перехода на относительно малых судах (таких, как «Белая звезда» или «Лиандра») — и то, это было добровольное раскрытие технологии Ворлоном.

Также важным дополнением является тот факт, что в этой вымышленной вселенной зоны перехода являются, в определенной мере, табуизированными для разрушения, так как данный акт ограничивает свободу всего сообщества разумных рас, и является актом вандализма.

В серии «Голоса во тьме», раскрывается что Межзвёздный союз наконец-то получил доступ к технологиям ворлонов. Новые «квантовые двигатели» позволяют кораблю перемещаться вдвое быстрее, но при этом новички квантовых переходов чувствуют сильный дискомфорт наподобие морской болезни. При постоянном использовании, дискомфорт исчезает.

В сериалах «Звёздные врата SG-1» и «Звёздные врата Атлантида»

Во вселенной «Звёздных врат» все известные расы используют вариант гипердвигателей, представляющий своеобразный гибрид варп-двигателя «Звёздного пути» и двигателя для движения в квантовом пространстве «Вавилона 5». (Типичный варп-драйв, очевидно использует корабль Судьба, но без принципиального ограничения скорости, характерного для «Звёздного пути», просто через гиперпространство корабли в «Звездных вратах» всегда способны летать на порядки быстрее чем на варп-драйве.) Уходя в гиперпространство и выходя из гиперпространства корабль создает гиперокно. Точного описания того каким образом создаётся гиперпространственное окно не было дано. Но способ открытия гиперокна в «Звёздных вратах» довольно похож на способ, используенмый Странниками в «Вавилоне 5» для входа в гиперпространство и выходы из него. Показательно и то, в «Звездных вратах» корабельные гипердвигатели всеже менее энергоемки чем вортекс-генераторы в «Вавилоне 5». И всеже для питания гипердвигателя в течение достаточно длительного времени требуется достаточно энергоемкий источник энергии. Например Земля и гоа’улдов устанавливают на свои корабли генераторы, работающие на элементе наквадах. Азгарды используют энергогенераторы работающие на нитрониуме. Древние и созданные ими асуранцы запитывают свои корабли от МНТ. О'Рай, возможно, используют сингулярные генераторы. В отличие от «Звёздного пути», «Звёздные врата» не имеют никаких ограничений на гиперперемещение. В отличие от «Вавилона 5» «Звёздные врата» не сталкиваются с трудностями как внутри- так и межгалактической навигации. Например, корабли расы Азгард могли перелетать из своей галактики в нашу за несколько секунд, а ранним кораблям гоа’улдов приходилось лететь целые годы до отдалённых систем. Главными ограничителями скорости и дальности полетов являются уровень используемых технологий: в том числе техническое совершенство гипердвиагтелей и систем навигации и энергоемкость корабельной энергосистемы.

Также, гипердвигатели могут перегрузится при слишком долгом использовании либо при превышении допустимых максимальных скоростей. Если гипердвигатели сгорают, корабль выбрасывается в нормальное пространство. При выходе из гиперпространства, кораблю необходимо погасить скорость тормозными двигателями. Если таковые повреждены, то корабль будет продолжать двигаться с огромной субсветовой скоростью. Таким образом погиб гоа’улд Апофис, когда его тормозные двигателя были выведены из строя, и его корабль полном ходу врезался в его же планету.

В сериалах, для обозначения гиперпространства также использовали слово «подпространство».

В финальной серии «Звёздных врат: Атлантида», доктор Радек Зеленка использует исследования, начатые Древними и продолженные доктором Родни МакКеем чтобы задействовать установленный на Атлантиде туннельный двигатель, позволяющий любому кораблю преодолевать огромные расстояния (из галактики Пегас в галактику Млечный Путь) за несколько секунд. Но расчёты, необходимые для создания червоточины, являются гораздо более сложными, чем расчёты для гиперпрыжка. При ошибке в расчётах корабль мгновенно гибнет. Тонельный двигатель использует уже иной способ движения — метод кротовой норы, — и гипердвигателем не является. Так как единственным кораблём, совершившим тонельный прыжок, является «Атлантида», то неизвестно требуются ли для этого звёздные врата на борту.

В сериале «Андромеда»

Во вселенной «Андромеды», все известные корабли используют метод межзвёздных перелётов под названием слипстрим (англ. slipstream — «зона завихрения»). Двигатель открывает дыру между нашим пространством и слипстримом, где законы физики работают по-другому. Путешествие из одной системы в другую может занять от нескольких минут до нескольких лет, в зависимости от опыта пилота и, самое главное, от его/её удачливости. Так как завихрения слипстрима невозможно предугадать математическим путём, то машины просто не в состоянии самостоятельно проходить через это пространство. Только органический мозг может с точностью до 80 % предугадать все необходимые завихрения. Были успешны случаи использования машинами «законсервированных» мозгов для имитации этого процесса, но живой мозг всё-таки гораздо лучше. Также были попытки цивилизаций получить полную карту слипстрима посредством засылания через него долгосрочных зондов. Это было успешно лишь частично. В отличие от других сериалов, слипстрим позволяет даже малейшим пилотируемым кораблям входить в это пространство с небольшими затратами энергии. Так как сверхсветовой связи нет в этой вселенной, то приходится полагаться на постоянно путешествующих курьеров. Эти же курьеры также улучшают слипстрим путешествия для всех, так как чем чаще используется определённый слип-маршрут, тем более он становится стабилен. То есть, часто используемые торговые пути действительно являются «протоптанными дорогами». Некоторые продвинутые расы могут даже «отрезать» отдельные системы от доступа через слипстрим, а обычные корабли не могут путешествовать быстрее 50 % скорости света (не объяснено почему скорость, а не ускорение, является ограниченной величиной).

Единственным иным способом межзвёздных перелётов, показанных в сериале, было ускорение до околосветовых скоростей. Таким образом путешествовал земной звездолёт «Белерофон», запущенный за тысячу лет до открытия слипстрима (но всё ещё путешествующий благодаря специальной теории относительности).

В фильме «Филадельфийский эксперимент»

Приборный отсек с множеством электронных ламп

В фильме, основанном на легенде о «Филадельфийском эксперименте», группа учёных (включая Николу Тесла, Альберта Эйнштейна, Джеймса Лонгстрита) вместо разрабатываемого устройства для невидимости кораблей, создала устройство для перемещения объекта в гиперпространство. В ходе испытаний исчез подопытный корабль (Эсминец «Элридж») со всем экипажем. Двое матросов, спрыгнув с корабля в гиперпространстве, оказались в будущем. Устройство, вызвавшее перемещение в гиперпространство, находилось на корабле в трёх отсеках и состояло из щитовой, роторного электро-механического устройства диаметром около 3 м, и приборной комнаты с множеством (около полутысячи) электронных ламп. На палубе был установлен параболический излучатель.

В серии игр «Homeworld»

В играх серии «Homeworld», гипердвигатели были изобретены неизвестной расой (так называемые "Предтечи") из другой галактики. Три гипер-ядра, составлявшие основу оригинального гипер-двигателя, в результате неизвестных событий разлетелись по галактике. Одно из них обнаружили торговцы бентуси. Изучив технологию, они смогли создать менее эффективные копии двигателей, тем самым начиная эпоху межзвёздных империй.

В мануале к «Homeworld» принцип действия гипер-двигателя описан так:

Гипер-модуль является квантовым осциллятором, способным генерировать волновой фронт сквозь любые окружающие структуры. Это делается для того, чтобы инициировать эффект, известный как квантовое туннелирование. Из-за того, что устройство было получено путём обратной разработки, не до конца ясно, как работает модуль. Мы можем инициировать линейный туннельный эффект огромных размеров, с довольно грубым контролем дистанции прыжка. Гипер-модуль спроектирован на прыжок в 2500 световых лет за одно инициирование волнового фронта, и чтобы запустить двигатель, мы должны зарядить модуль полностью энергией, необходимой для такого ошеломляющего расстояния. Если мы хотим отправиться на более подходящую и безопасную дистанцию, мы должны грубо прервать волновой эффект, разрядив энергию модуля, таким образом вернуться в обычное пространство-время.

Путешествие через гиперпространство требует огромных затрат энергии. Лишь корабли, обладающими мощностью трёх промышленных ядерных реакторов, смогут инициировать окно гипер-перехода. Расчёт прыжка должен быть очень точен и может быть сбит многими факторами, включая гравитацию, помехи, и другие феномены. Довольно легко создать генератор гипер-помех для ловушек кораблей.

Оригинальные гипер-ядра позволяют быстро перемещать целые флота на недоступные для обычных гипер-двигателей расстояния. Три ядра вместе позволяют более точные и дальние прыжки, требующие меньше затрат энергии. Единственный известный гипер-двигатель, который отличается оригинальностью разработки и разительно отличается от известных, был установлен на «Наггароке», экспериментальном корабле из другой галактики. К сожалению, двигатель был утерян после уничтожения «Наггарока».

С виду окно перехода выглядит как прямоугольник, захватывающий весь корабль. Сам корабль остаётся неподвижным, а окно на него «наезжает». Было зафиксировано несколько случаев переходов во время движения корабля. Неизвестно, как это сказалось на точности прыжка.

В игре Homeplanet

Так как события в игре Homeplanet происходят в далёком будущем(по приблизительным оценкам, в конце 3-го тысячелетия), то гипердвигатель уже изобрётен около 350 лет назад, ведь космическая эра началась именно с изобретения гипердвигателя. Гипердвигателями оснащены большинство больших кораблей в игре (исключая спецкорабли). Судя по всему, система питания гипердвигателя связана с лазерными пушками (на тех кораблях, где они есть), а вся система питания, в свою очередь, связана с защитным щитом корабля, так как если отключён щит, не работает ни лазер, ни гипердвигатели.

Также в игре присутствуют гиперворота, которые могут транспортировать любой корабль. Гиперворота также подразделяются на два типа:стационарные и портируемые. Стационарные гиперворота наличествуют в любой обжитой системе и связывают всю обжитую часть Галактики. Монополия на производство портируемых гипреворот принадлежит компании Stargate Inc. Портируемые гиперворота могут быть доставлены в любую точку Галактики. По непроверенным данным, в ряде случаев портируемые гиперворота используются как стационарные в случае неисправности или отсутствия в непосредственной близости последних.

В серии игр «Sword of the Stars»

Уникальность этой серии состоит в том что разные расы имеют совершенно различные способы межзвёзного перемещения. Лишь одна из них, тарки, имеет «стандартные» для фантастики гипердрайвы, которые создают вокруг корабля поле гиперпространства, позволяя кораблю разгоняться без инерции. Эти же двигатели могут позже позволить таркам совершать немыслимые манёвры во время боя без вреда для корабля и экипажа. Люди и зуулы используют «тоннельные» гипердвигатели. Разница состоит в том что люди пользуются уже существующими подпространственными тоннелями, а зуулы сами их «пробивают». Тоннели зуулов со временем схлопываются, если их не поддерживать. Морриги также используют свой вариант гипердрайва, который позволяет одному кораблю генерировать гиперволну для всего флота, в то время как остальные корабли питают ведущий, увеличивая скорость флота. Улейщики используют стационарные врата, мгновенно перебрасывающие корабли к другим вратам по менисковому принципу — обозреваемая вселенная является лишь поверхностью; любое тело покидающее поверхность по-сути пропадает из трёхмерного космоса и может быть перенесено в любую другую точку невзирая на «нормальные» законы физики. Но для этого им сперва необходимо лететь до звезды на субсветовой скорости. Позже, они получают способность строить односторонние врата. Лииры — единственная раса в серии чьи межзвёздные двигатели не используют гипертехнологий (по другим источникам — их телепортационные движки работают по тому же принципу что и врата улейщиков, только на гораздо более короткие дистанции).

В цикле «Экспансия: История Галактики»

Андрей Ливадный описывает в своём цикле «Экспансия: История Галактики» свойства так-называемой гиперсферы довольно подробно. По-сути, это является аномалией космоса, существующей параллельно с трёхмерной реальностью. Существует два основных способа попасть в гиперсферу и из неё. Первый способ является довольно примитивным — грубое пробивание метрики пространства сфокусированным пучком энергии. Для этого требуются мощные термоядерные реакторы. Более энергетически выгодным и быстрым методом является использование высокочастотных генераторов для «погружения» в гиперсферу и низкочастотных — для «всплытия». Также существуют стационарные гиперврата, созданные другими расами, позволяющие путешествовать к любым другим вратам. Гипердвигатель — сугубо человеческое изобретение, хотя позже стало известно о довольно древней вымершей расе, создавшей более примитивные версии движка.

Сама гиперсфера представляет собой полностью чёрное пространство, состоящее из десяти условных энергетических уровней. Десятый уровень представляет собой центр гиперсферы. Гравитационное поле каждого крупного небесного тела создаёт так-называемые линии напряжённости в гиперсфере. Существуют горизонтальные и вертикальные линии напряжённости. Горизонтали соединяют между собой небесные тела и используются кораблями для навигации в гиперсфере. Вертикали ведут в центр гиперсферы, где их совокупность отображает уменьшенную копию нашей галактики. В более поздних (по-хронологии цикла) книгах, люди открыли способ путешествовать по вертикалям, позволяя им совершать путешествия к любой звезде галактики за ничтожно короткое время. Достаточно лишь погрузиться в гиперсферу до десятого уровня и всплыть уже по другой вертикали.

Единственное устройство сканирования функционирующее в гиперсфере — масс-детектор, использующий линии напряжённости чтобы выдавать общую картину происходящего в трёхмерном космосе. Для чтения масс-детектора необходимы определённые навыки, требующие больше искусства чем науки.

Примечания

1. ↑ Грани.Ру // Общество / Наука / Вниз по "кротовой норе"

Ссылки

• Гиперпространственный двигатель Мигеля Алькубьерре — статья из журнала «Наука и жизнь»

См. также

• «Гравицаппа» — часть двигателя, служащая для мгновенных межпланетных и даже межгалактических перемещений из фильма «Кин-дза-дза!».