항성 엔진

Stellar engine
태양과 같은 항성 주위에 건설된 C급 항성 엔진(스케일링)의 다이어그램.태양열 집열기의 다이슨 고리 5개(B급 성분)와 대형 스타타이트 슈카도프 추진기(A급 성분)로 구성된 부분 다이슨 군집으로 구성된다.원근법은 ~ 2.8 AU의 거리에 있는 계통 황반 아래로부터이다. 계통의 가속 방향은 1 AU의 거리에 있는 별의 북극(황반과 관련) 위를 맴돌고 있는 슈카도프 추진체의 중심을 거쳐 항성 중심으로부터 벡터에 있다.

항성 엔진은 별의 방사선을 이용해 사용 가능한 에너지를 만들어내는 가상의 거대 구조물이다.이 개념은 바데스쿠와 캐스카트가 도입했다.[1]어떤 변종들은 이 에너지를 추력을 생산하기 위해 사용하고, 따라서 항성과 항성 궤도를 일정한 방향으로 도는 모든 것을 가속한다.[2][3]그러한 시스템이 만들어지면 건설업자들은 카르다셰프 규모의 II형 문명이 될 것이다.

반

세 가지 등급의 별 엔진이 정의되었다.[1]

클래스 A(Shkadov 추진기)

항성 엔진의 가장 간단한 예로는 슈카도프 추진기(처음 제안했던 레오니드 슈카도프 박사의 이름을 딴 것) 또는 A급 항성 엔진이다.[4]그러한 엔진은 거대한 거울/빛 돛, 즉 실제로 거대 구조물로 분류할 수 있을 만큼 큰 형태의 태양계 스타타이트로 구성된 별의 추진 시스템으로, 별에서 떨어져 있는 방사선 압력과 중력 사이의 균형을 맞출 수 있다.항성의 방사선 압력은 이제 비대칭이 될 것이기 때문에, 즉 다른 항성에 비해 한 방향으로 더 많은 방사선이 방출되고 있기 때문에, "과잉" 방사선 압력은 순추력 역할을 하여 항성이 맴도는 스타타이트 방향으로 가속된다.그러한 추진력과 가속력은 매우 미미하겠지만, 그러한 시스템은 수천 년 동안 안정적일 수 있다.항성에 부착된 어떤 행성계도 모항성을 따라 "끌어져" 있을 것이다.태양과 같은 항성의 경우, 발광도가 3.85×1026 W이고 질량이 1.99×1030 kg인 경우, 태양 출력의 반을 반사하여 발생하는 총 추력은 1.28×1018 N이다. 100만 년 후, 이것은 20 m/s의 전달 속도를 내고, 원래 위치에서 0.03 광년 변위한다.10억년이 지나면 속도는 20km/s가 되고 변위는 34,000광년으로 은하수의 추정 폭의 3분의 1을 약간 웃돌게 된다.

B급

B급 항성 엔진은 항성 주위에 구축된 다이슨 구체로서, 항성과 항성간 매질 사이의 온도 차이를 이용하여 시스템으로부터 사용 가능한 에너지를 추출하며, 열 엔진이나 광전지를 사용할 수 있다.슈카도프 추진기와는 달리 이런 시스템은 추진력이 없다.

C급

Badescu-Cathcart 엔진과 같은 클래스-C 별 엔진은 다른 클래스 두 개를 결합하여 슈카도프 추진기의 추진 측면과 클래스-B 엔진의 에너지 생성 측면을 모두 채택한다.[1]

거울에 의해 부분적으로 가려진 내부 표면을 가진 다이슨 껍데기는 그러한 시스템의 화신일 것이다(비구제 껍데기와 동일한 안정화 문제를 겪지만), 커다란 스타타이트 거울을 가진 다이슨 무리일 것이다(위 이미지 참조).다이슨 버블 변형은 이미 슈카도프 추진기(스타타이트 성분의 배열이 비대칭인 경우)이다. 구성 요소에 에너지 추출 기능을 추가하는 것은 거의 사소한 확장인 것처럼 보인다.

캐플런 추진기

일리노이 주립대학의 천문학자인 매튜 카플란은 항성의 외부 표면의 특정 영역을 흥분시키고 다중 버스사드 램젯 조립체에 의한 채집을 위해 태양풍 빔을 만들기 위해 집중된 항성 에너지(A등급에서 거울 스타이트트를 재생하는 것)를 사용하는 항성 엔진의 유형을 제안했다.이 람제트는 궤도를 안정시키기 위해 유도된 플라즈마를 생산하고 별을 밀어내기 위해 산소-14를 방출할 것이다.캐플란은 최대 효율을 가정하는 초보적인 계산을 사용하여 부사드 엔진이 초당 1012 kg의 태양 물질을 사용하여 최대 가속도를 10−9 m/s로2 만들어 500만 년 후에는 200 km/s의 속도를 내고 100만 년 이상에는 10 파섹의 거리를 낼 것으로 추정한다.이론적으로 부사드 엔진은 1억년 동안 작동하지만, 태양의 대량 손실률을 고려할 때 캐플란은 1,000만년은 별의 충돌 회피에 충분하다고 생각한다.[5]그의 제안은 독일의 교육 유튜브 채널 쿠르츠게사그트에 의해 의뢰되었다.[6]

소설 속의 별의 엔진

올라프 스테이플리트의 1937년 SF 소설 스타 메이커에서 일부 선진 은하 문명은 다른 선진 은하 문명과 물리적으로 접촉하기 위해 은하계를 가로질러 행성계를 추진하기 위해 항성 엔진을 사용하려고 시도한다.

소설 다지관: 스티븐 백스터의 우주에는 다른 중성자 별과 충돌할 운명인 중성자 별 주위에 슈카도프 추진체가 세워져 있다. 그 의도는 충돌을 지연시켜 은하 문명이 소멸되지 않도록 하려는 것이다.

래리 니븐과 그레고리 벤포드의 소설 '천국의 그릇'은 자기장을 이용해 항성이 플라스마 제트기를 방출하도록 하는 그릇 모양의 거대 구조를 묘사하고 있는데, 이 거대 구조물과 함께 항성을 움직인다.[7]

영화 어벤져스: 마블 시네마틱 유니버스 인피니티 워는 무기 제조기로 사용되는 별의 엔진 니다벨리르에서 벌어지는 일련의 장면들을 담고 있다.

참고 항목

참조

  1. ^ a b c Badescu, Viorel; Cathcart, Richard B. (2000). "Stellar engines for Kardashev's Type II Civilization". Journal of the British Interplanetary Society. 53: 297–306. Bibcode:2000JBIS...53..297B.
  2. ^ Badescu, Viorel; Cathcart, Richard B. (February 2006). "Use of Class A and Class C stellar engines to control Sun movement in the galaxy". Acta Astronautica. 58 (3): 119–129. Bibcode:2006AcAau..58..119B. doi:10.1016/j.actaastro.2005.09.005.
  3. ^ Badescu, Viorel; Cathcart, Richard B. (2006). "Chapter 12: Stellar Engines and the Controlled Movement of the Sun". Macro-Engineering: A Challenge for the Future. Water Science and Technology Library. Vol. 54. pp. 251–280. doi:10.1007/1-4020-4604-9_12. ISBN 978-1-4020-3739-9.
  4. ^ Shkadov, Leonid (10–17 October 1987). "Possibility of controlling solar system motion in the Galaxy". Proceedings of the IAF 38th International Astronautical Congress. 38th International Astronautical Congress IAC 1987. Brighton, England: International Astronautical Federation. pp. 1–8. Bibcode:1987brig.iafcR....S.
  5. ^ Caplan, Matthew (December 17, 2019). "Stellar engines: Design considerations for maximizing acceleration". Acta Astronautica. 165: 96–104. Bibcode:2019AcAau.165...96C. doi:10.1016/j.actaastro.2019.08.027. Archived from the original on December 23, 2019. Retrieved December 22, 2019.
  6. ^ "How to Move the Sun: Stellar Engines". YouTube. Kurzgesagt. December 22, 2019. Archived from the original on 2021-12-21. Retrieved April 26, 2021.
  7. ^ Niven, Larry (2012). Bowl of Heaven. Tor Books.
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