Быстрее света: как работают межзвёздные перелеты в играх и кино

Инструкция по сборке варп-двигателя не прилагается.

Человек мечтал о покорении звёзд с тех самых пор, как впервые поднял свой взгляд к ночному небу. И хотя в реальности мы пока лишь медленно подбираемся к тому, чтобы в первый раз высадиться на поверхность ближайшей к нам планеты, научная фантастика породила уже сотни, если не тысячи возможных способов освоения космоса: от разгона до сверхсветовых скоростей и телепортации до перемещения сквозь параллельные измерения.

Разбираемся, как устроены космические перелёты в популярных кино- и игровых вселенных.Обычно технологии схожи друг с другом, так что мы взяли самые ключевые.

Star Wars: гиперпространство и ионные двигатели

Бытует мнение, что вселенная Star Wars — это вовсе не научная фантастика, а фэнтези в космическом сеттинге. С этим тяжело спорить: большинство героев полярно разделены на «хороших» и «плохих» ребят, джедаи владеют способностями, которые иначе кроме как волшебными не назовёшь, а космические корабли перемещаются по далёкой-далёкой галактике через некое параллельное измерение посредством не совсем понятной космической магии. Ну а для того, чтобы корабль ускорился и перешёл в это параллельное измерение, достаточно нескольких хороших ударов Чубакки по приборной панели.

По крайней мере, такое впечатление можно составить, если ограничиться просмотром канонических фильмов. Но если же углубиться в изучение расширенной вселенной, то можно почерпнуть много интересных технических подробностей о том, как устроен гипердвигатель и что из себя представляет путешествие через гиперпространство.

Корабли, оснащённые гипердвигателем, способны собирать гамма-радиацию и направлять её через гипер-мотиватор в генератор нулевого квантового поля, открывая таким образом «коридор» сквозь гиперпространство, путешествие по которому позволяет преодолевать расстояния в тысячи световых лет за считанные часы. Визуально всё это сопровождается знаменитым эффектом «растягивания» звёзд в длинные линии.

Что характерно, сам по себе гиперпривод не является достаточным условием для того, чтобы осуществлять межзвёздные перелёты: помимо него нужен ещё специальный навигационный компьютер, который обсчитывает траекторию полёта таким образом, чтобы судно избежало столкновений с другими космическими объектами.

В больших кораблях навигационный компьютер может занимать целый отсек, в то время как небольшие истребители наподобие X-Wing могут довольствоваться модулем навигации, установленном на сопровождающих их астродроидах.

Помимо необходимости в точных расчётах, у путешествий сквозь гиперпространство есть и другие ограничения. Например, считается крайне опасным выходить в него, находясь в гравитационном поле планеты. Поэтому корабли обычно сначала выходят из атмосферы на орбиту, и только потом совершают прыжок.

Но до орбиты ещё нужно на чём-то долететь. Есть разные типы двигателей для перелётов на короткие расстояния, но самым распространённым является ионный двигатель: он подключается к реактору корабля и выпускает через выхлопные сопла поток заряженных частиц, создавая таким образом ускорение. К слову, отсюда берёт своё название имперский истребитель TIE-fighter: TIE расшифровывается как Twin Ion Engine, то есть «Сдвоенный Ионный Двигатель».

Из других примечательных технологий следует также выделить Солнечные Паруса. Такой способ перелётов мало распространён и считается неэффективным: для приобретения оптимального ускорения нужно подстраиваться под направление потоков фотонов от ближайшей звезды, сами паруса хрупки и легко выходят из строя, а максимальная скорость не позволяет быстро перемещаться на большие расстояния.

Тем не менее, смотрятся они чертовски стильно. Видимо, поэтому Граф Дуку, известный эстет, выбрал именно их для своего личного корабля.

Star Trek: варп-фактор и Первая директива

Там, где «Звёздные Войны» оставляют простор для фантазии и не вдаются в детали, «Звёздный Путь» идёт совершенно другой дорогой: на зрителя буквально обрушиваются технические подробности устройства варп-движка и технологии его работы — до тех пор, пока всё это не начинает складываться в единую картину и даже иметь некий смысл.

Итак, вкратце, механизм работы варп-двигателя состоит в следующем: совмещая друг с другом материю и антиматерию (с кристаллами дилитиума в качестве нейтрализующей среды), можно создать вокруг корабля «пузырь», существующий вне нормального пространственно-временного континуума.

Хитрость в том, что при последующем движении перемещается не сам корабль, а пространство вокруг него, и поэтому он не испытывает перегрузок, даже несмотря на скорость, гораздо превышающую световую. «та скорость и есть так называемый «варп-фактор» — предмет гордости любого капитана Звёздного Флота. Так, скажем, у корабля «Энтерпрайз NCC-1701-D» из Star Trek: The Next Generation номинальный варп-фактор составляет порядка 5 единиц, а предельный — 9.9, что в 3053 раза быстрее скорости света.

Интересно, что в 1994 году мексиканский физик Мигель Алькубьерре предложил теоретическую модель изменения геометрии пространства, которая могла бы позволить физическим объектам перемещаться со сверхсветовой скоростью. По его словам, идея для этой теории пришла ему в голову именно во время просмотра Star Trek. С тех пор был проведён ряд экспериментов, но до полноценной реализации работающего варп-двигателя, похоже, ещё очень далеко.

Описанная выше схема работы варп-двигателя обуславливает и знаменитый внешний вид «Энтерпрайза»: в тарелке корабля находится отсек экипажа и капитанский мостик, а «хвосты» сзади как раз предназначены для генерации варп-пузыря. Дизайн кораблей других рас может сильно отличаться, но общий механизм их работы примерно одинаков.

Тем не менее, не все расы «Звёздного Пути» обладают такими технологиями. И на этом основана Первая директива Звёздного Флота: членам экипажей кораблей разрешено вступать в контакт с разумными расами только после того, как те разовьются настолько, что смогут освоить варп-технологию. Именно эту директиву экипаж «Энтерпрайза» эпично нарушил в начале полнометражного фильма «Стартрек: Возмездие», превратив знаменитый силуэт корабля в идол поклонения у аборигенов планеты Нибиру.

Свежий сериал во вселенной «Звёздного Пути», Star Trek: Discovery, недавно показал новый и довольно противоречивый способ перемещения в космосе. По сюжету он является экспериментальным, и экипаж «Дискавери» только начинает изучать потенциал его использования, но на фоне традиционного, почти научного, подхода вселенной к вопросу технологий он всё равно кажется странным.

Он основан на использовании спор грибов. Теория в следующем: подобно настоящим грибницам, способным распространяться под землёй на целые километры, всю галактику пронизывает сеть из некоего космического мицелия. И «подключившись» к этой сети можно каким-то образом перемещаться по ней из одной точки пространства в другую.

Но в космическом мицелии нужно как-то ориентироваться. У «Дискавери» по-началу получалось совершать прыжки лишь в несколько сот километров, к тому же они были не точны — звездолёт даже едва не угодил в звезду. Но впоследствии выяснилось, что со спорами грибов можно «общаться» и таким образом указывать кораблю путь. Поначалу «Дискавери» использовал в качестве навигатора Тихоходку — разумное существо из глубин космоса, аналогичное микроскопическому на Земле, но позже научились ориентироваться определять путь самостоятельно.

Так как во многих других сериалах и фильмах, действие которых хронологически происходит после Discovery, этот способ перемещения не упоминался, в следующих сериях нам, по всей видимости, покажут, почему он оказался таким опасным и почему от него было решено отказаться.

Warhammer 40K: Имматериум и Боги Хаоса

Во вселенной Warhammer 40K тоже можно услышать слово «варп», однако здесь его значение сильно отличается. Варп, по-научному называемый Имматериум, — это отдельное измерение, существующее по отличающимся от нашей реальности физическим законам. Пространство внутри него перетекает подобно бушующей реке и никогда не стоит на месте, но путешествие по нему занимает гораздо меньше времени, чем простой космический перелёт. Если, конечно, знать, куда лететь и в какой момент вернуться обратно.

Из варпа черпают силу маги мира Warhammer, а внутри него существуют целый параллельный мир со своими обитателями и цивилизациями. Там же восседают знаменитые Боги Хаоса — Кхорн, Слаанеш, Нургл и Тзинч. Считается, что долгое пребывание в Варпе способно исказить человеческий (и не только) разум, и Пехотинцы Хаоса — отличное тому подтверждение.

Через варп можно перемещаться различными способами. Относительно безопасный — это совершать короткие «прыжки» на расстояния до 4-5 световых лет, предварительно просчитав траекторию. «Непилотируемые» прыжки на дальние расстояния могут привести либо к затягиванию в варп, либо к выходу из него в огромном расстоянии от изначального пункта назначения. И хорошо, если точкой выхода будет просто холодный космос, а не чёрная дыра или ядро какой-нибудь звезды.

Тем не менее, длительные пилотируемые перелёты через варп возможны, но для них нужны навигаторы — особый вид людей-мутантов на службе у Империума. Они имеют ментальную связь с варпом и могут прокладывать в нём относительно безопасный маршрут прямо во время полёта. Но даже навигаторам было бы тяжело ориентироваться без Астрономикона — психо-маяка, расположенного на Терре (по сути, Земле) и волей Императора льющего свой свет сквозь варп более чем на 70 000 световых лет. Во всем непостоянстве варпа он, возможно, является единственной неизменной точкой.

Также в мире Warhammer широко используются варп-врата: две точки материального мира, соединённые между собой туннелем через варп, которому каким-то образом удаётся избежать его постоянных возмущений.

Чем-то похожим на постоянной основе пользуется продвинутая раса эльдаров: в их распоряжении есть «Паутина» — целая сеть из порталов и туннелей через варп, используемых для быстрого и безопасного перемещения. Размер этих порталов может варьироваться от небольших, в которые могут войти только существа человеческого роста, до огромных, способных переносить целые космические корабли. В общем и целом — как метро, только в космосе.

А вот, скажем, древняя раса некронов не использует варп вообще: их технологии позволяют разгонять корабли до таких скоростей, что они способны перемещаться на любые расстояния почти мгновенно, оставаясь при этом в материальном мире. Секрет такого способа перемещения в Warhammer пока так и остался нераскрытым.

Mass Effect: ретрансляторы массы и нулевой элемент

Во вселенной Mass Effect чётко прослеживаются два способа космических перелётов. Первый — это перемещения на относительно короткие расстояния посредством сверхсветового двигателя (FTL-drive, от Faster-Than-Light). И второй — это перелёты через полгалактики с помощью ретрансляторов массы.

В 2148 году человечество обнаружило на Марсе остатки Протеанского маяка и совершило технологический прорыв: был открыт так называемый «эффект массы». Через нулевой элемент (редкий минерал, раскиданный по различным уголкам галактики) пропускается электрический заряд, и путём манипуляции с ним можно «играть» с массой физического объекта, делая его легче или тяжелее.

На этом и основана суть работы FTL-движков: масса космического корабля снижается почти до нуля, после чего он становится способен превышать скорость света: вплоть до 12-13 световых лет за одни сутки. Однако, у такого способа перемещения есть свои ограничения: если разогнаться до более высоких скоростей, могут начаться временные парадоксы — теорию относительности во вселенной Mass Effect никто не отменял.

Или всё же отменял? Потому что ретрансляторы массы, сеть которых покрывает весь Млечный Путь, вполне себе позволяют разгонять корабли до скоростей, гораздо превышающих указанные. Используя сеть ретрансляторов, можно менее чем за сутки пересечь всю галактику, поэтому может показаться, что они работают как телепорт. Но это не совсем так: ретрансляторы открывают некое подобие «туннеля», по которому можно почти мгновенно переместиться на тысячи световых лет без искажения времени.

На момент окончания третьей части Mass Effect точный механизм их работы так и остался не разгадан. Известно только то, что эти 15-километровые сооружения сделаны из того же сверхпрочного материала, что и Цитадель, а внутри них расположено светящееся ядро из нулевого элемента.

Изначально предполагалось, что сеть ретрансляторов, покрывающую всю галактику, построила высокоразвитая раса протеан. Но со временем обнаружилось совсем другое: зловещие жнецы соорудили их (а также Цитадель) для того, чтобы «направлять» технологическое развитие органических рас в необходимое им русло. Это позволяло жнецам раз за разом собирать с освоивших космический полёт цивилизаций свою кровавую жатву и запускать цикл развития разумной органической жизни заново.

Разорвать этот порочный круг удалось только в конце трилогии: в финальной сцене нам показали, как сеть ретрансляторов взрывается яркими разноцветными вспышками. Конечно же, у игроков была опция не разрывать сеть ретрансляторов. А также целый ряд других возможных способов оставить значимый отпечаток на дальнейшей судьбе галактики (на самом деле нет).

Возникает вопрос: если в оригинальной трилогии использовались ретрансляторы массы, то как же передвигается корабль Райдера по галактике Андромеда? Там ведь ретрансляторов нет.

Всё очень просто: в Mass Effect: Andromeda нам для исследования предоставлена лишь малая часть этой галактики, Скопление Элея. Для путешествий в его пределах хватит и обычных сверхсветовых двигателей.

Кротовые норы, пространство скольжения и невероятностная тяга

Часто встречающийся в кино и играх способ перемещаться на далёкие расстояния в космосе — «кротовые норы». Для понимания их сути проще всего представить двумерное пространство: скажем, лист бумаги. На разных его концах есть две точки — А и В. В нормальных условиях нужно пройти через весь лист, чтобы попасть из одной в другую, но стоит согнуть лист пополам и проткнуть его карандашом сквозь эти две точки, расстояние между А и В значительно сократится.

По такому же принципу мы можем представить, что трёхмерное пространство тоже способно изгибаться, сокращая расстояние между двумя его точками.

Этот феномен вполне вписывается в общую теорию относительности и даже имеет своё название: Мост Эйнштейна — Розена. По сюжету «Интерстеллара», человечество обнаружило кротовую нору неподалёку от Сатурна, что позволило главным героям переместиться в другую галактику на поиски подходящей для заселения планеты.

Во вселенной «Звёздные Врата» порталы для перемещения между мирами действуют схожим образом, позволяя открывать временные кротовые норы для почти мгновенного перемещения между двумя точками вселенной. Встречалось подобное и в комиксах: фанатам DC Comics должны быть хорошо известно название Boom Tube — по сути, это та же самая кротовая нора.

Так или иначе, повторяющихся концепций в научной фантастике много. В серии StarCraft, к примеру, для межзвёздных перелётов используется варп-пространство, а в Halo — одиннадцатимерное пространство скольжения, по-научному именуемое пространством Шау-Фудзикавы. И в том, и в другом случае — это просто ещё одна вариация на тему некоего параллельного измерения, позволяющего перемещаться со сверхсветовой скоростью.

Но зачастую в фантастике не ставится акцент на технологии межзвёздных перелётов. Но зато встречаются интересные особенности. Так, во вселенной Дюны Фрэнка Герберта космические корабли посредством двигателей Хольтцмана (Holtzman Drive) путешествуют через «фолдспейс» — этакие складки в пространстве.

Но для того, чтобы рассчитать путь сквозь них, нужны не только выдающиеся математические способности, но и «допинг» в виде спайса — того самого ресурса, который «производят» огромные песчаные черви и за который борются в своих политических играх Атрейдесы, Харконнены и другие Великие Дома. Чем больше навигатор употребляет «спайса», тем более успешно у него получается ориентироваться в космосе. Побочные эффекты в виде посиневших глазниц и необратимого изменения сознания прилагаются.

Тут также нельзя не вспомнить Дугласа Адамса и его книгу «Автостопом по галактике». В ней космические перелёты основывались на том, что бортовые компьютеры кораблей, оснащённых двигателем на невероятностной тяге, сначала обсчитывали наименее вероятную точку вселенной, в которой мог в этот момент находиться корабль, а затем резво перемещали его ровно в эту точку.

Подробностями о том, как именно происходило перемещение, ускорением или телепортацией, автор не поделился, но зато и в книге, и в экранизации очень красочно были показаны побочные эффекты: от галлюцинаций и изменения морфологической структуры твёрдых тел до превращения двух крылатых ракет в кашалота и горшок с петуниями.

Разумеется, в рамках одной статьи не уместить все популярные вселенные — что-то должно было остаться за бортом. Делитесь своими рассказами в комментариях: в каких ещё фильмах, сериалах и играх есть интересные способы бороздить космическое пространство?