Como as naves estelares diminuem a velocidade das altas impulsões?

Canonicamente, os motores de impulso são motores de reação, mas isso não pode estar correto, mesmo com os padrões de plausibilidade da Star Trek . Se eles fossem motores de reação, todas as naves estelares seriam principalmente tanques de combustível, como foguetes reais.

Para ilustrar o problema, vamos calcular o requisito de massa de reação para a manobra one no sistema, acelerando da baixa velocidade orbital da Terra (~ 7km / s) para “meio impulso” (~ 0.25‌ < em> c , por esta resposta . Diz-se que a massa do Enterprise-D é de 4.500.000 toneladas métricas ; vamos supor que isso não inclua propelente. Como o navio é alimentado por aniquilação de matéria-antimatéria, o escape de impulso poderia consistir inteiramente de fótons, o que tornaria a própria velocidade de escape. (Se a velocidade de escape for mais lenta, a necessidade de massa aumenta.) A velocidade final é baixa o suficiente para que possamos usar o foguete não relativístico equação . Dá uma exigência de massa propulsora de 1.278.000 toneladas métricas, exatamente metade das quais deve ser antimatéria. Isso é ~ 28% da massa base do navio. Para acelerar e depois desacelerar novamente, você precisa de mais do que o dobro de massa, porque você tem que trazer o propelente para desacelerar. O custo continua aumentando a cada manobra adicional entre os reabastecimentos.

Deve ficar claro que nenhum dos navios mostrados em Star Trek está transportando algo parecido com a quantidade de tanque que eles precisariam. Motores de impulso devem não estar de acordo com as leis do movimento de Newton, e nesse ponto, não há razão para pensar que precisariam de bicos de escape apontados para a direção que você quer que o navio vá.

Para mais informações sobre este tópico, comece com o ensaio “ A Tirania da Equação do Foguete ”e o livro Ignition! ( PDF do texto completo digitalizado . Eu não quero pegar em Star Trek especificamente; ignorar ou manipular manualmente os requisitos de propulsores dos motores de reação é quase onipresente no espaço SF. No entanto, observarei que os Os Deuses Mesmos de Isaac Asimov lidam com isso -em um caminho interessante.

Ele é realizado da mesma maneira que os aviões a jato diminuem a velocidade depois que eles atingem a pista. Eles desviam o impulso dos motores para que ele seja expulso em uma direção geralmente para frente, em vez de para trás. Assim como os jatos atuais não exigem que o motor gire, também não é necessário em naves estelares.

Eu me lembro de começar detalhadamente em um ou dois livros e / ou manuais técnicos, mas não me lembro qual. Faz anos desde que eu li.

Propulsores de frenagem

Da Memória Alfa, propulsores em geral :

Thrusters were propulsion devices used aboard starships that generated very little speed, but were useful in various situations. It was possible to use maneuvering thrusters to alter a ship's course, to rotate about an axis, or to move short, precise distances without the use of impulse drive. It was possible to use acceleration thrusters to increase the speed of a ship. Starship personnel could manually use thrusters through thruster control.

E propulsores de frenagem especificamente:

The braking thruster was a type of thruster. These thrusters were used to brake a starship's speed. If the crew was incapacitated, say, by time travel, these thrusters could fire automatically.

In 1986, after traveling successfully to this year, the HMS Bounty's braking thrusters fired as the starship approached Earth. Later, in 2286, after another successful time travel, these thrusters fired again as the ship approached Earth.

Note que este é um problema menor do que se pensa, considerando que as naves geralmente estão se movendo através da mecânica não newtoniana (Warp) e confiam apenas no impulso para manobras de combate e atracagem.

Motores de impulso não fornecem empuxo suficiente como foguetes de fusão, eles contêm bobinas de deformação para diminuir a massa inercial da nave de modo que ela possa ser movida, pense no motor de impulso como uma unidade de dobra em sub-luz em miniatura. Eles são reatores de fusão que alimentam bobinas de deformação, em vez de foguetes. Embora eles tenham vetorado exaustão, isso apenas explica alguns dos impulsos.

De acordo com o Manual Técnico da TNG, uma boa parte da metade superior da seção de engenharia e interconexão era o tanque de combustível. O combustível é armazenado em um estado semi-sólido ("lama") ocupando muito menos espaço do que seria tradicionalmente necessário com propelentes líquidos.

Veja o Manual Técnico TNG, páginas 77-80 e 69.

As palhetas de exaustão poderiam girar 90 graus para fornecer uma superfície a ser empurrada, semelhante à maneira como os motores a jato revertem seu impulso (reversor em garra). Mas a desaceleração seria alcançada principalmente da mesma forma que um navio sai da urdidura, subitamente aumentando sua massa inercial.

Eles giram o navio e apontam a parte traseira na direção da viagem.