werewolf_dol (werewolf_dol) wrote in ru_scificrafts,
werewolf_dol
werewolf_dol
ru_scificrafts

Categories:

ISV VENTURE STAR (avatar)







История создания, эксплуатации и базовые характеристики:


Когда задумывалось первое путешествие в систему Альфа Центавра было ясно, что ракетные двигатели используемые в пределах Солнечной Системы и Земли неадекватны поставленной задаче. Даже ядерные двигатели не удовлетворяли поставленным требованиям. Для приемлемого времени межзвёздного перелёта требуются "релятивские" скорости (около световые скорости). Они не могут быть достигнуты при помощи химических ракет, термоядерных двигателей, плазменных или ядерных(несмотря на ряд успешных миссий по исследованию и освоению Солнечной Системы в 21 веке и начале 22 века).

«Гиперпространство» и «Варп-двигатели» будоражившие воображение фантастов двадцатого века, так и не стали реальностью. В наше время инженеры могут опираться только на технологии, использующие нынешние достижения физики, однако мечтатели говорили об огромном потенциале, заложенном в реакциях материи с антиматерией. Колоссальная энергия, высвобождаемая при этом, является единственным известным средством создания тяги, необходимой для межзвездного путешествия.

Огромная энергия, выделяющаяся при аннигиляции вещества и антивещества - это единственный известный способ создания рода тяги, необходимой для межзвездных путешествий. Первое межзвездное судно было длиной более четырех километров из-за огромной холодильной системы. Эта система необходима для работы обычных низкотемпературных сверхпроводящих магнитов, создающих сдерживающее поле при протекании реакций с антивеществом. Это было до открытия высокотемпературных сверхпроводников на основе анобтаниума с Пандоры, после чего межзвездные путешествия и торговля стали коммерчески выгодными. Класс ISV Capital Star был разработан с использованием этой технологии и составляет одну четверть размера первого корабля, при этом являясь более эффективным по многим параметрам. Venture Star является девятым кораблем этого класса, введенным в эксплуатацию.



Официальное Название:
Межзвёздный Транспортный Корабль Venture Star.

Регистрационный номер:
601-09

Функции:
Межзвездный транспортный корабль (ISV) предназначен для регулярных транспортных рейсов между Землей и Пандорой, а также для доставки персонала и очищенного анобтаниума на Землю.

Производство:
Аэрокосмическая Корпорация по заказу и патронажем RDA.

Миссия:
ISV Venture Star имеет большую грузоподъёмность и обеспечивает доставку грузов и людей для создания коммерческих и научных аванпостов в чужеродных мирах. Текущая миссия судна - эксплуатация местных ресурсов на Пандоре. ISV Venture Star 601-09 является одним из двенадцати ISV's, постоянно курсирующих между Землей и Пандорой.

Размеры:
Длина = 1,502.4 метров
Ширина = 302.25 метров
Высота = 218.3 метров

Дальность полёта:
4,4 световых года. Это обусловлено имеющимися на борту запасами топлива и пищи, а также системами защиты и жизнеобеспечения. Поскольку каждый миллиграмм полезного веса требуется разогнать до скорости света (в этот вес включается также и топливо, позволяющее совершить такое ускорение), в ход идут самые разнообразные способы экономии. Корабль несет минимальное количество топлива, достаточным для пути только до конечной станции и некоторых маневренных действий. Запасов пищи хватает только для членов команды, находящихся на посту в течение полета. Пассажиры находятся в криосне. Запасы кислорода и припасов для команды пополняются на орбите Пандоры, а также заправка топлива - локально произведённое антивещество на орбите Пандоры, водородом и дейтерием собранными в атмосфере газового гиганта Полифема.

Крейсерская скорость:
210000 километров в секунду (70% от скорости света, или 0,7 С).

Максимальное ускорение:
1,5 g.

Грузоподъемность:
350 тонн полезной нагрузки.



Общие Описание ISV Venture Star



Описание миссии:
1. 0,46 года первоначальный разгон - 1.5 g до 0,7 C.
2. 5,83 лет крейсерский полёт по инерции к системе Альфа Центавра A - 0.7 C.
3. 0,46 года торможение.
4. 1 год полёт на орбите Пандоры (подготовка судна к возврату)
5. 0,46 года первоначальный разгон -1.5 g до 0,7 C в течение обратного рейса.
6. 5,83 лет крейсерский полёт по инерции к Солнечной Системе.
7. 0,46 года завершающее торможение - 1.5 g выход на орбиту вокруг Земли.


Продолжительность полёта:
6.75 + 1.0 + 6.75 = 14.5 земных лет. Однако релятивистский эффект скрадывает время на борту корабля до 5 лет и 9 месяцев полета в каждую сторону.


Источник энергии:
Гибридный, основанный на двух реакциях - синтезе дейтерия и аннигиляции при взаимодействии вещество-антивещество.


Привод:
Два гибридных «синтез дейтерия/вещество-антивещество» двигателя.
Один солнечный (фотонный) парус
Один ПМЕ (Планетарный двигатель маневрирования.)
Фотонная тяга при движении от Земли и гибридная «синтез дейтерия/вещество-антивещество» тяга в фазе замедления при подходе к Пандоре. При возвращении на Землю последовательность работы двигателей обратная.


Двигательные установки:
Две симметричные установки, установленные под небольшим углом наружу для того чтоб выхлопные струи не попадали в судно. Это приводит к некоторой потери радиальной тяги установки от оси движения, но судно должно быть защищено от радиации и тепла выхлопных струй. С точки зрения массогабаритной эффективности это лучшее решение. Жилые и грузовые отсеки должны быть отделены от двигательного отсека по причине высокого радиационного фона двигателей, но обычные многосекционной связки (ферма) силовой конструкции были бы слишком массивными и тяжелыми. Поэтому на корабле применены композитные материалы на основе углеродных нанотрубок, которые при достаточной прочности всей конструкции, выдерживают пределы жёсткости конструкции на одну десятую массы. По существу это просто кабели, но конструкция имеет достаточную прочность, в том числе и чтобы выдержать разворот судна на 180 градусов при подходе к Пандоре, а также перегрузки от разгона и торможения.

Синтез "вещество-антивещество" приводит к преобразованию материи в энергию, согласно известной формуле Эйнштейна E = mc2. Антивещество (в данном случае антиводород), присутствует в магнитном поле почти в идеальном вакууме, в котором оно существует в виде облаков атомов высокой плотности, охлажденных почти до абсолютного нуля. Когда антиматерия и материя (нормальный водород) соединяются, они взаимно уничтожаются. Образуется огромное количество энергии, которая направляется по ультрамощному магнитному полю для формирования выхлопа, создающего тягу. Эти фотоны энергии, хоть и не имеют массы, но создают импульс, обеспечивающий тягу для ускорения корабля.
Дополнительная тяга получается путем введения атомов водорода в плазму до выхода её из двигателей. Выхлопная вспышка плазмы в миллион раз ярче, чем дуговая сварка, и более тридцати километров длиной. Шлейф газов за кораблем считается одним из самых впечатляющих и прекрасных рукотворных зрелищ.


Структура:
Конструкция корабля, который может существовать только в условиях невесомости, состоит из двух боковых двигателей на композитной многосекционной ферме. Ферма соединяет секцию двигателей и секцию полезного груза, включающей в себя жилые модули для экипажа, криокапсулы для пассажиров, инкубационные камеры для аватаров и грузовой отсек.



Рассмотрим от кормы к носу:

1. Двигатели, топливные баки и радиаторы. Топливные баки являют собой сферы с изоляцией для топлива - жидкого водорода. Радиаторы рассеивают тепло от двигателей. После разгона или торможения радиаторы будут накалены докрасна так, что будут светиться в течение двух недель.




2. Многосекционная связка (ферма), передающая тягу двух двигателей на остальную часть корабля, пусть и тонкая, но достаточно жесткая, чтобы предотвратить секцию полезного груза от заноса. Последний может быть вызван ростом резонансных колебаний во время ускорения и замедления. Секция фермы, смежной с дюзами двигателей, защищена щитом из почти идеального теплоотражающего материала.


3. Грузовые контейнеры расположены в четырех рядах по четыре модуля в каждом ряду. Каждый из 16 модулей состоит из 6 цилиндрических капсул. В зависимости от конфигурации грузового отсека шатла, в нём можно разместить 2 грузовых капсулы и 100 пассажиров на откидных сиденьях или содержимое шести капсул, но без пассажиров. Мобильный
гусеничный транспортёр имеет большой манипулятор-«руку» для передачи грузовых отсеков на орбитальные шатлы.


4. Два Valkyrie TAV's (rans-atmospheric vehicles - орбитальные транспортные средства) стыкуются с погрузочными туннелями. Туннели соединяются с герметичным туннелем, который проходит внутри фермы и заканчивается в жилой секции.




5. Обитаемая секция состоит из трех крупных модулей, содержащих криокапсулы и амниотические резервуары для аватаров. Во всем модуле едва ли наберется хоть один миллиграмм металла; это сделано для противодействия космической радиации, которая может заразить металл и вызвать вторичную радиацию. В этой секции присутствует довольно много воздушных шлюзов для персонала.


6. Сразу за этими тремя модулями следует два блока для дежурного персонала, расположенных по обе стороны поперечной балки. Внутри нее проходит герметичный туннель, соединяющий блоки. Во время полета, в целях создания эффекта искусственной гравитации для дежурного персонала, они вращаются вокруг центрального шпренгеля. Во время фаз ускорения и торможения, поперечная балка складывается пополам, так что модули становятся параллельны главной оси корабля. Во время стоянки на орбите Пандоры модули также обеспечивают искусственную гравитацию.


7. В конце всей конструкции находится зеркальным щит, который защищает судно от мощного излучения. Это зеркало всего лишь в несколько молекул толщиной, но отражает излучение достаточно эффективно, что предотвращает сжигание жилых модулей звездолета.





После завершения разгона судно разворачивается на 180 градусов, чтоб зеркальный щит стоял впереди по курсу. Теперь его роль стало другой, он выполняет роль резервного щита отбойника для межзвёздного газа. Несмотря на то что сильные магнитные поля и основной щит отклоняют большинство вещества от судна, но всё же требуется физический барьер на пути случайно прорвавшихся частиц. Основной же щит состоит из трёх слоёв размещенных на расстоянии сотен метров друг от друга. Первый щит сталкивается с межзвёздным газом на скорости 0.7 с. Второй поглощает плазму от столкновения, но пропускает радиацию. Третий слой задерживает радиацию. Четвёртый щит, зеркальный щит, выполняет роль резервной страховки на случай прорыва незапланированной частицы газа. После завершения стадии разгона основной щит отводиться на тысячи километров перед судном, дабы увеличить шансы выживаемости судна при столкновении с областью повышенной плотности газа.


В этом описании не упомянута самая крупная часть корабля — солнечный (фотонный) парус, который принимает на себя пучок фотонов и испускает кинетическую энергию для ускорения или торможения корабля. Эта весьма тонкая чашеобразная конструкция 16 километров в диаметре, стабилизируется она при помощи вращения. Парус толщиной всего в несколько молекул, он выполнен из ткани, сплетенной из углеродных наноэлементов. Рабочая сторона паруса покрыта осажденным в вакууме многослойным диахронным отражателем. Тепло, вырабатываемое парусом, испускается из его тыльной части в виде радиации. Углеродные нанокабеля соединяют парус с корпусом корабля, эти кабеля также покрыты диахронным напылением. В нерабочем состоянии парус может быть свернут вдоль молекулярных линий и, свернутый, занимает удивительно мало места. В это время он хранится в грузовом отсеке, вместе с катушками соединяющих кабелей. Регулировка и снятие паруса производится сервисными роботами, но может при экстренной необходимости производиться и вручную.


картинка для примера:



NASA study of a solar sail. The sail would be half a kilometre wide.



Основные компоненты наглядно:



A. Солнечные (фотонные) паруса в сложенном состояние.
B. Радиаторы.
С. Сферические баки для топлива (водород/антиводород).
D. Сопла двигателя.
E. Многосекционная связка (ферма).
F. Грузовые отсеки и стыковочных узлы для двух шаттлов Valkyrie.
G. Пассажирские модули криокапсул и блоки для дежурного персонала.
H. Зеркальный щит.





A. Сопло двигателя.
B. Сферические баки для топлива (водород/антиводород).
С. Грузовые отсеки.
D. Один из двух шатлов Valkyrie на стоянке в стыковочному узле.
E. Пассажирские модули криокапсул.
F. Вращающиеся блоки для дежурного персонала для создания искусственной гравитации.
G. Петли, которые позволяют дежурным блокам складываться вдоль оси корабля (при фазе ускорение и замедление Venture Star).



Системы навигации:

1. Астрокорекция по трём звездам-ориентирам, для межзвездного перелёта.
2. Радарное ориентирование вблизи планет, спутников и астероидов.
3. Боковой радар высокого разрешения синтезированной апертуры, для картографирования.


Системы досветовой связи:

1. Фокусированные пучки энергии для качественного приема сигнала во время фаз ускорения и торможения.
2. Лазерная дальняя приемо-передающая связь для высокоскоростной передачи данных.
3. Стандартное УКВ/КВ радио для ближней связи между орбитой и планетой.


Системы сверхсветовой связи:

1. Низкоскоростной (3 килобайта в час) квантовый приёмо-передатчик на основе шифрованной квантовой сцепки McKinney.




Система жизнеобеспечения:

Все отходы жизнедеятельности перерабатываются для использования вновь. Углекислый газ удаляется дистилляционной системой судна, как и другие вредные примеси. Также ей удаляется излишки воды из атмосферы судна для повторного использования. Паровая дистилляция используется, чтобы вернуть большую часть питьевой воды из мочи и кала. Обезвоженные отходы и часть воды используются в гидропонных садах судна, чтоб добавить свежие овощи и фрукты в сублимированный рацион экипажа.

Вспомогательная система жизнеобеспечения обеспечивает намного большие возможности по удалению примесей из атмосферы судна, но только на короткие периоды, когда пассажиры и полный экипаж бодрствуют на орбите Земли или Пандоры. Так как это непрактично сточки зрения массогабаритных характеристик, в случаи если система криосна пассажиров выйдет из строя, и пассажиры будут разморожены, то перед пробуждением они будут подвергнуты эвтаназии, чтоб команда смогла продолжить выполнение рейса. Системы криосна экипажа отдельны от пассажирских, и имеют тройное резервирование.



Система криосна:



Пассажиры помещаются в бортовую систему криохранилища для приостановки процессов жизнедеятельности, дабы экономить ограниченные ресурсы системы жизнеобеспечения, содержаться в криокапсулах при минусовых температурах. Пассажир в криокапсуле подсоединен ко множеству датчиков измеряющих сердцебиение, мозговую активность, дыхание и.т.п, это крайне важно для процесса реанимации , после помещения в капсулу пассажиру водят анестезию и погружают в искусственную кому, температуру начинают понижать до остановки сердца, после чего камеру заполняют жидким азотом, тело полностью замораживают, а азот дренируют, далее тело будет храниться в криокапсуле при минусовых температурах до конца путешествия. Проблему непоправимых разрушений клеток при кристаллизации воды, проблема ставившая в тупик крионику 20 века, решили посредством облучения малыми дозами микроволновой радиации, которая двигает молекулы воды не давая сформироваться кристаллам. Незадолго до конца путешествия МТ тело пассажира размораживают, сердце перезапускают электрошоком, но анестезию продолжают давать, это нужно чтоб человек не испытал стресса от резкого пробуждения, постепенно доза снижается, пока датчики не зарегистрируют нормальную мозговую активность и тогда автоматически откроют криокапсулу. За процессом реанимации наблюдают все свободные члены команды судна, потому как это всё ещё сложный и опасный процесс.



Экипаж:

25 человек.
Почти все системы судна полностью автоматизированы, контроль осуществляется посредством трижды резервированных и защищенных от радиационного излучения компьютеров. Члены экипажа являются высококвалифицированными специалистами широкого профиля. На судне имеются пять команд по пять человек каждая, каждая команда несёт вахту по 14 месяцев при полёте в одну сторону(и того 28, два раза по 14), а остальное время проводит в криосне. Кажется неоправданным такая трата драгоценного места на корабле, но как показал опыт миссий 21 века, члены экипажа проводящие в закрытом пространстве в одном и том же окружении слишком долго, становились психически не уравновешены. Основными функциями экипажа являются контроль энергетической и двигательной установок, состояние пассажиров в криохранилише и развитие аватаров в амниочанах. Люди обладают недоступной автоматике способностью интуитивно улавливать аномалии в работе разных систем.



Пасажиры:

100 человек.
Пассажиры проводят путешествие в криосне, и не потребляют ресурсов системы жизнеобеспечения. Типичные пассажиры это сменный персонал RDA, бойцы службы охраны, ученые и операторы аватаров. Возвращаемый персонал к сожалению ограничен лишь завершившими свой контракт работниками, по причине высокой стоимости возврата, работники которые не могут завершить свой контракт по медицинским проблемам, проблемам неразрешимым в условиях Пандоры, будут подвергнуты эвтаназии в колонии. Исключения делается лишь для высших административных чинов RDA.



Груз с Земли:

1. Универсальные производственные модули (для завода на основе нано-асемблеров , собирающих детали на молекулярном уровне (пример Стереолитография). Завод может произвести практически любую деталь с помощью программ описывающих трёхмерные объекты и их материальный состав. Используя сырьё собранное на Пандоре, завод производи почти всё необходимое для колонии горнодобывающее оборудование, доставить которое с Земли по причинам массогабаритных ограничений невозможно, и почти любые запчасти для него. Остальное оборудование, будь то СВВП, мебель, одежда или оружие также производиться заводом по спецификациям с Земли(или доработанным/разработанным на Пандоре под местные нужды).
2. Микроминиатюрные компоненты, такие как микро- и нанопроцессоры и другие сложные компоненты производство которых невозможно в колонии.
3. Модули данных. В настоящий момент используются модули на технологии фотохромного голографического хранения, каждый кубический сантиметр содержит 100 петабайт информации тройного резервирования. Типичными данными модуля являются спецификации на оборудование, для производства на Пандоре.
4. Два трансатмосферных шаттла Valkyrie для транспортировки грузов и персонала между орбитой и колонией на планете. На Землю шаттлы не возвращаются, а остаются на орбите в качестве автоматических комбайнов сбора водорода и дейтерия в верхних слоях атмосферы Полифема, дабы покрывать потребности судов в топливе для возврата к Земле.
5. Развивающиеся аватары в инкубационных камерах.
6. Наркотики и другие медпрепараты, которые не могут быть произведены на месте.




Груз с Пандоры:

1. Добытый анобтаниум. Это смысл существования ISV. Доставка анобтаниума имеет первостепенное значение, даже если необходимо пренебречь доставкой людей или других грузов.
2. Модули данных. Типовой состав данных содержит молекулярную структуру органических соединений Пандоры, которые могут иметь медицинское или другое применение на Земле. Эти данные будут использованы для синтеза таких
соединений, их тестирования и возможной продажи.
3. Небольшие артефакты На’ви для последующей продажи особо богатым коллекционерам, по запредельным ценам.


Потенциальные опасности

Venture Star являет собой обширную коллекцию разных достижений человеческой цивилизации, собранных воедино для одной цели – в максимально короткое время доставить из одной звёздной системы в другую людей и груз в целости и сохранности. К сожалению, при той невообразимо огромной скорости движения судна, столкновение с всего лишь частицей чуть больше чем крупица песка, способно в мгновение испарить судно. Хотя подобная встреча статистически невероятна, она всё же возможна. Другая опасность это радиация, образующаяся в следствии столкновения щита отбойника с межзвёздным газом. В результате образующиеся гамма-лучи имеющие относительно судна невероятную скорость(0,7 с) . При столкновении с участком повышенной плотности межзвёздного газа, поток гамма-излучения может пройти биологическую защиту судна, в результате чего бодрствующая команда получит несовместимую с жизнью дозу радиации. Поскольку люди в криосне переносят радиацию лучше, компьютер выведет из криосна одну из спящих команд, когда уровень радиации снизиться до приемлемого.



Tags: avatar, кино, концепт-арт, корабль
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 79 comments
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →