martes, 30 de septiembre de 2025

Propulsión de curvatura (1)

Toda nave estelar que se acerque a la velocidad de la luz, se enfrentará a los riesgos de la dilatación temporal, teorizada por Albert Einstein. La propulsión de curvatura funciona distorsionando el continuo espacio-tiempo alrededor de la nave, empujando a esta al subespacio, reduciendo su masa aparente. Una vez su masa se ha reducido, entonces se pueden superar las restricciones impuestas por la Teoría General de la Relatividad (E = mc2 o energía = masa multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado) y acelerar a más allá de la velocidad de la luz. Pero para eso es necesario generar una inmensa cantidad de energía. Siguiendo el modelo establecido por Zefram Cochrane en el 2163, los motores de curvatura de una nave de la Federación realizan la transición al subespacio mediante la creación de una serie de campos de distorsión que ejercen fuerza entre sí, generados por las bobinas de curvatura de las barquillas, al usar la energía producida por la reacción de materia/antimateria. Para ello, la propulsión de curvatura se basa, fundamentalmente, en tres elementos: un conjunto de reacción de materia antimateria (comúnmente conocido como núcleo de curvatura), los conductos de transmisión de potencia y barquillas de curvatura, para generar la distorsión.
En términos más simples, el núcleo de curvatura funciona quemando deuterio para crear gases, que luego son forzados a unirse con antimateria en forma de antihidrógeno. La reacción es controlada por cristales de dilithio para crear una corriente de plasma que se divide en dos y se dirige a las barquillas. En estas, el plasma se usa para energizar las bobinas hechas de corenido de verturio. Cuando esto sucede, provoca que las frecuencias de energía en el plasma se desplacen hacia el subespacio, creando campos de deformación. Esta “burbuja” de curvatura multicapa rodea la nave, cruzando el umbral de la velocidad de la luz, manipulando este campo. Para ello, las bobinas están dispuestas en filas, para que generen capas separadas de energía de campo de curvatura, que se sitúan una enfrente de la otra, y cada una de ellas ejerce fuerza contra su próximo vecino más cercano. La fuerza acumulativa de los campos impulsa la nave hacia adelante. El efecto se conoce como manipulación de campo peristático asimétrico o APFM.
A medida que las capas se expanden desde las barquillas, experimentan un rápido acoplamiento y desacoplamiento de fuerza: transfieren simultáneamente energía y se separan de la capa anterior a velocidades entre 0.5c y 0.9c. A medida que los campos fuerzan el acoplamiento, la energía radiada hace la transición al subespacio, reduciendo efectivamente la masa de la nave estelar. Esto desequilibra la ecuación de Einstein y permite que una nave supere las restricciones de la relatividad general, ya que la masa de la nave se ha reducido y ahora se puede generar suficiente energía para acelerar más allá de la luz. Las bobinas de campo de curvatura se energizan en orden secuencial, moviéndose desde el frente hacia atrás. Cuanto más a menudo se energizan las bobinas, más campos generan y mayor es la velocidad de deformación.
La mayoría de las naves usan dos góndolas de para poder crear dos campos equilibrados que interactúan entre sí. Por lo que las maniobras se pueden realizar modificando la geometría del campo de curvatura, alterando así el equilibrio de las fuerzas ejercidas y modificando la dirección de la nave. Estos campos se miden de acuerdo con la cantidad de estrés de espacio que generan: los esfuerzos de campo se miden en cochranes. Los campos por debajo de factor 1 se miden en unidades mil veces más pequeñas llamadas milicochranes.
La tabla de velocidad de curvatura actual se ha diseñado para que el factor 1 sea la velocidad de la luz (c), aumentando los requerimientos de energía hasta alcanzar su punto máximo a medida que cruzan las barreras entre los factores y luego disminuyen antes de alcanzar el pico al acercarse al siguiente factor. El rango se acerca al infinito a medida que el gráfico se acerca al factor 10, que se considera una la velocidad infinita. En teoría, cualquier barco que viaje a esta velocidad ocuparía todos los puntos del universo a la vez [ST: The fact files]. En el 2372, la lanzadera Tipo-9 Cochrane de la USS Voyager, fue modificada para alcanzar este umbral. Posteriormente, su piloto, el teniente Tom Paris, sufrió una tasa de mutación somática, un efecto secundario, que le llevó a acelerar su evolución natural en cuestión de horas. Por lo que no se ha vuelto a repetir esta situación [Threshold (VOY, 2.15)], ya que esta demostró ser extremadamente peligrosa y los materiales necesarios para construir el motor no estaban disponibles.
Las velocidades por debajo del factor 10 se encuentran en una curva exponencial. Así, si una nave viaja al factor 1, su velocidad será la de la luz. Si esta se mueve a factor 4, viaja a 102 veces la velocidad de la luz. Y si alcanzar el factor 9, superará en 1.516 veces la velocidad de la luz. La curva se incrementa bruscamente a factor 9.9 3 y enormes aumentos en la velocidad son necesarios para progresar de factor 9.91, a factor 9.92. En algunos casos raros, naves estelares han viajado de manera increíble, incluso han realizado viajes intergalácticos en cuestión de segundos. Estos viajes probablemente tuvieron lugar al factor 9.9999999996, pero la ciencia de la Federación no puede medir velocidades que se acercan a este rango. Durante el siglo XXIII, la Flota Estelar utilizó una tabla diferente, en que las velocidades de crucero de factor 6 correspondían a las velocidades en el rango de factor 5. Con una máxima de factor 8, aunque los encuentros con formar de vida alienígenas, llegaron a permitir a la USS Enterprise, alcanzar el factor 14,1.
A medida que un campo de curvatura se acerca al estrés necesario para alcanzar esta velocidad, los requisitos de potencia se incrementan de manera dramática y disminuye la eficiencia del conductor de curvatura. Cruzar la barrera de velocidad de curvatura (es decir, establecer un campo de un cochrane) requiere una cantidad desproporcionada de energía. Una vez que se ha pasado el umbral de curvatura, la energía para mantener el campo disminuye. La mayoría de las naves de la Federación se desplazan a una velocidad de crucero de factor 6 y pueden alcanzar velocidades mayores que factor 9 por períodos limitados de tiempo. Por ejemplo, la clase Galaxy puede mantener la curvatura 9.6 durante 12 horas. La forma del casco ha sido diseñada para ayudar a alcanzar velocidades de deformación e influir en la geometría del campo en sí mismo. Y si bien los avances tecnológicos continúan empujando los límites superiores de la escala de velocidad de curvatura, los crecientes requisitos de energía son tan grandes que parece poco probable que haya mejoras significativas. Por lo que mayores velocidades requerirán diferentes tecnologías [ST: The fact files].
 
Reactor principal
El corazón del sistema de propulsión de curvatura de una nave estelar es el núcleo de curvatura, una fuente de energía que genera y controla energías equivalentes a las de una estrella. En este ambiente contenido, la materia y la antimateria reaccionan para crear la potencia que hace posible el viaje interestelar más rápido que la luz. Actuando como el principal generador de energía del barco, suministrándola a todos los sistemas de la nave. Generando 1,000.000 veces más energía que los motores de fusión estándar utilizados por el sistema de impulso. Otros nombres para el núcleo incluyen el reactor de deformación, o núcleo del motor principal. Pero la denominación más precisa sería ensamblaje de reacción materia/antimateria (M/ARA). El cual consta de cuatro subsistemas: inyectores de reactivos o combustible, los segmentos de constricción magnética, la cámara de reacción de materia/antimateria, y conductos de transferencia de energía.
En el extremo superior de la M/ARA se encuentra el inyector de reactivo de materia o MRi, que en el caso de la clase Galaxy, se encontraba ubicado en la cubierta 30 en la parte superior del ensamblaje del reactor vertical. Mientras que en el extremo inferior está el inyector de reactivo de antimateria, ubicado en la cubierta 42. Esta es una estructura cónica de 5,3×6,3 m y contenía seis conjuntos de inyectores de alimentación cruzada redundantes. La resonancia magnética recibe deuterio superenfriado a -259 °C, o 13,8 K, directamente desde el tanque primario. El cual ya se ha quemado previamente en un proceso de fusión de gas antes de ser conducido a la sección de constricción magnética superior. Por el contrario, el manejo de la antimateria requiere un cuidado especial, ya que, si entra en contacto con la materia, se producirá una explosión catastrófica. Por lo que, aunque el inyector de antimateria exteriormente se parece a la resonancia magnética, pero debido a los riesgos de inyectar anihidrógeno, su funcionamiento era muy diferente internamente. Descomponiendo la inyección de antihidrógeno en paquetes manejables, que luego se impulsaron desde los separadores a través de boquillas de inyección en los segmentos constrictores magnéticos.
Los segmentos de constricción magnética superior e inferior (MCS) proporcionaron un soporte estructural crucial para el núcleo de materia/antimateria y mantuvieron un entorno presionado para el funcionamiento correcto del núcleo, mientras alineaban las corrientes entrantes de materia y antimateria antes de la combinación dentro de la reacción de materia/antimateria cámara. El MCS superior mide 18 m de longitud, el inferior 12 m, mientras que ambos tienen un diámetro de 2,5 m. Comprendiendo ocho conjuntos de miembros del bastidor de tensión, 12 conjuntos de bobinas constrictoras magnéticas construidas a partir de alta densidad, con una matriz forzada de cobalto-lantanld-boronita, junto con alimentación de potencia y hardware de control. Liberadas de sus boquillas, las corrientes respectivas de materia y antimateria se comprimieron en el eje Y para una correcta alineación dentro de la cámara de reacción de materia/antimateria.
Las corrientes de materia y antimateria se canalizan a través de los segmentos de constricción magnética, donde están alineadas y comprimidas por bobinas. Esto asegura que las corrientes de materia y antimateria se encuentran en el centro exacto de la cámara de reacción materia/antimateria (M/ARA). Dentro del cual se encuentra el marco de articulación del cristal de dilithio, o DCAF, que es el corazón del núcleo del reactor. Colocado con cuidado en el DCAF, el cristal de dilithio permite sintonizar y controlar la reacción de la materia y la antimateria. Ya que este es el único material conocido por la ciencia de la Federación que no reacciona a la antimateria. Los flujos de plasma generados dentro del corazón del reactor, se dividen en dos y se envían a lo largo de conductos de transferencia de energía (PIC) que son similares en estructura y función al MCS. De manera que las corrientes de plasma fluyen a través de estos hasta las barquillas de curvatura, que generan el campo de deformación que enrolla la nave, permitiendo viajar más rápido que la luz.
La cámara de reacción de materia/antimateria tenía 2,3 m de altura y 2,5 m de diámetro, comprendiendo dos cavidades en forma de campana donde estaba contenida la reacción de materia/antimateria. Está construida a partir de 12 capas de carbonitrio infundido de hafnio 6 excelion, soldadas por transición de fase bajo una presión de 31.000 kilopascales. Sus tres capas exteriores se reforzaron con arkenlde de crossenita para una protección adicional. Lo que se identifica como la banda ecuatorial de la cámara de reacción, alberga el marco de articulación de cristal de dilithio (DCAF). El reemplazo del cristal se logra a través de una escotilla blindada frontal. La cámara contenía alrededor de 1.200 cm3 de cristales. Estos son esenciales en las reacciones internas del reactor, ya que es la única sustancia conocida que no es reactiva cuando es expuesta a un campo electromagnético de alta frecuencia. El antihidrógeno puede pasar directamente a través de la estructura “porosa” de los cristales, efectivamente, sin tocarlo [ST: TNG Technical manual].
En la década del 2360, la Flota Estelar contaba con la capacidad de sintetizar dilithio mediante su recristalización, mientras aún estaba contenido en la estructura de articulación del núcleo, utilizando un compositor de matriz theta, lo que lograba recomponer los cristales fracturado [Time squared (TNG, 2.13)]. Haciendo el proceso de recristalización fuera diez veces más eficiente que a bordo de las naves de la clase Excelsior [Family (TNG, 4.02)]. Si este se dañara, podría dejar a la nave a la deriva, al impedir la reacción de materia/antimateria. Como le ocurrió al USS Malinche en el 2373, tras ser atacado por naves Maquis, cuando su compositor de matrices se fusionó dentro del núcleo [For the uniform (DS9, 5.13)].
El plasma energético resultante creado por esta reacción se divide en dos corrientes que se canalizan directamente a los conductos de transferencia de energía. Estos conductos se construyen a partir de seis capas alternas de tritanilo mecanizado y borosilicato de aluminio transparente. Al igual que los elementos constrictores magnéticos, los conductos contienen el plasma en el centro del canal, ya que fue forzado hacia el punto terminal de todo el sistema de propulsión: las dos barquillas de curvatura [ST: TNG Technical manual].

 
Ll. C. H.
 
 
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