Kanapowy Inżynier 4 - Avatar

Dawno, dawno temu, James Cameron nakręcił film “Avatar”, zarobił wszystkie pieniądze świata, obiecał ciąg dalszy i zniknął. Aż tu nagle, kiedy chyba nikt już nie czekał, wyskoczył ze zwiastunem kontynuacji. Dzisiejszy wpis nie będzie konkretnie o filmie z 2008 ani o kontynuacji, która wejdzie do kin czternaście lat później. Postanowiłem poświęcić go statkowi kosmicznemu, który kursuje między Ziemią o Pandorą. Choć na ekranie pojawia się na jakieś trzydzieści pięć sekund, w tym przez dwadzieścia pięć w pełnej krasie (trzy ujęcia), to jeden z najlepiej przemyślanych designów jakie widziało kino SF.

Przemyślano tu niemal wszystko, oraz dołożono starań by unikać stosowania nierealistycznych technologii. W zasadzie można powiedzieć, że twórcy odnieśli sukces. Ze sporym naciskiem na Camerona, bo już w jego “scriptmencie” (połączenie słów “script” oraz “treatment” czyli coś między skrótem a scenariuszem), liczącym 114 stron pojawia się I.S.V. PROMETHEUS i widać, że sporo z tego wymyślił sobie już wtedy. W tekście z 1995 roku (gdy Cameron jeszcze nie wierzył, że coś takiego w ogóle da się nakręcić) na orbicie wokół Pandory spędzaliśmy dobrych sześć stron… Zabawne, że ostatecznie zostało z tego raptem pół minuty.

Jeśli w ogóle interesuje Was osobny tekst o tym jak mógł wyglądać “Avatar” według wizji z 1995 roku, to dajcie znać. Wiele poprawiono, wiele przepadło, ogólnie podglądanie produkcji tego filmu była szalenie ciekawym doświadczeniem.

Zacznijmy może od tego co wpierw rzuca się w oczy, gdy Venture Star sunie w kierunku widza - wielkie żarzące się czerwienią radiatory. Spróbujcie wymienić pięć filmów SF, gdzie statki kosmiczne były wyposażone w wymienniki ciepła. Powodzenia. Tymczasem jest to bardzo istotny element w kosmosie, gdzie nie ma powietrza i nie ma jak łatwo pozbyć się zbędnego ciepła. W przypadku promów kosmicznych wielkie drzwi ładowni stanowiły radiatory. ISS poza ogromnymi ciemnymi panelami słonecznymi posiada też całkiem spore białe harmonijki (na pewno je widzieliście, niemal na pewno nie pamiętacie). Zatem w Avatarz już na starcie widz dostaje po oczach realizmem.

Kolejny element rzucający się w oczy to duże sferyczne zbiorniki. Znajduje się tam paliwo. A raczej aparatura do przechowywania paliwa. Słówko o skali - ISV Venture Star ma ponad 1600 metrów długości. Średnice tych kul przekraczają sto metrów. Rozmiar pozwala na odpowiednią izolację i utrzymanie paliwa - schłodzonego do kriogenicznych temperatur wodoru oraz umieszczonej w pułapkach magnetycznych antymaterii.

Wreszcie docieramy do napędu. Dwie dysze, tuż za wymiennikami ciepła ciągną za sobą statek (o tym za chwilę). Są odchylone o kilka stopni, tak żeby nie strumień plazmy nie spopielił statku, pasażerów i ładunku. W tym miejscu muszę wspomnieć o pewnej różnicy w tym jak rozwiązano napęd w wersji z 1995 i 2008 roku. Większość tej notki opieram o materiały z sieci, które są w miarę spójne względem siebie. Nie idą one jednak w parze z tym co można przeczytać w oficjalnej publikacji “Avatar: A Confidential Report on the Biological and Social History of Pandora” - fajnym, książkowym suplemencie, opisującym faunę i florę Pandory, kulturę Na’vi ludzki sprzęt itd. Możemy tam też przeczytać, że statek używa hybrydowego napędu. Opuszczając układ słoneczny korzysta z antymaterii, anihilującej z materią, cała masa zostaje zamieniona na czystą energię - choć fotony nie mają masy, to mają pęd więc można nimi rozpędzać statek. Ponadto do strumienia dorzuca się wodór, co wzbogaca plazmę. Strumień miał 30 kilometrów długości i uchodził za jeden z najpiękniejszych widoków jakie można było zobaczyć na nocnym niebie. Oczywiście ukierunkowanie strumienia zapewniają silne pola magnetyczne. Po pierwszych wyprawach na Pandorę stało się to łatwiejsze dzięki unobtainium.

Hamowanie odbywało się z użyciem fuzji jądrowej, na Pandorze natomiast ludzie zbudowali rafinerię deuteru, żeby móc zatankować przed odlotem (Scriptment z 1995). Tymczasem internetowe materiały również mówią o hybrydowym napędzie, ale zgoła innym. Napęd antymateryjny (z wstrzykiwaniem dodatkowego wodoru) używany jest w czasie hamowania w, oraz odlotu z Alfy Centauri. Odlot z Ziemi i hamowanie przy powrocie do Układu Słonecznego zapewnia napęd laserowy. To znaczy, że statek wyposażony jest w żagiel fotonowy - czasza jest napięta przez ruch obrotowy i ma aż 16 kilometrów średnicy. Napęd zapewnia potężna bateria laserów umieszczonych na Ziemi.

Żagiel z nanorurek węglowych o powierzchni 200 kilometrów kwadratowych wydaje się być najmocniej naciąganym elementem, ale jakieś sto lat w przyszłości… czemu nie. A do tego pomysł jest fajny - pozwala zaoszczędzić niewyobrażalnie dużo masy na paliwie i silnikach. Do tego dobrze się klei z widoczną w filmie, lustrzaną powierzchnią, która osłania z jednej strony statek, tak żeby nie spalił go ziemski laser.

Za silnikami widzimy bardzo długie rusztowanie, na oko ma siedemset metrów. Po pierwsze to bardzo sprytne rozwiązanie problemu promieniowania pochodzącego z silników. Z promieniowaniem można sobie radzić za pomocą ekranowania, ale to zwiększa masę. Promieniowanie jednak szybko słabnie w miarę jak oddalamy się od jego źródła. Jeśli zwiększymy odległość dwukrotnie, promieniowanie robi się cztery razy słabsze. Jeśli oddalimy się czterokrotnie, promieniowanie jest szesnaście razy słabsze. Więc zamiast robić pancerny przedział pasażerski, można go po prostu odsunąć od silników.

Wrócmy jednak do kwestii umieszczenia silników z przodu. Decyzja jest podyktowana tym, że konstrukcja wytrzymała na rozciąganie pod wpływem danej masy będzie lsżejsza niż konstrukcja wytrzymała na ściskanie pod wpływem takiej samej masy (gdyby silniki pchały statek od tyłu). Chcąc oszczędzić masę lepiej umieścić silniki na dziobie, nie na rufie.

Przesuwamy się dalej wzdłuż statku. Za punktem gdzie dokują promy powierzchnia-orbita, znajduje się sekcja z ładunkiem i pasażerami w stanie hibernacji (ok to jeszcze jeden element “mocno z SF”, chociaż wiemy, że ssaki mogą hibernować, więc nie jest to jakoś baardzo naciągane). Tuż za nimi widzimy wreszcie wirówkę - dwie sekcje gdzie generowana jest sztuczna grawitacja. Znajdują się tam kwatery załogi, która jest przytomna w czasie niecałych siedmiu lat podróży (dzięki Einsteinowskim efektom, przy prędkości 70% światła, z perspektywy załogi mija tylko pięć lat). W czasie przyspieszania i hamowania rotacja jest wstrzymywana a przeguby ustawiają te przedziały wzdłuż osi statku. Półroczne przyspieszenie odbywa się w przeciążeniu 1,5 g, więc załoga dosłownie nie ma lekkiego życia.

No i wreszcie docieramy do zwierciadła. Jak się okazuje nie chroni ono tylko przed światłem lasera. W czasie przelotu statek obraca się o 180 stopni i tarcza rozdziela się na cztery warstwy rozsunięte o 100 metrów. Chronią one Venture Star przed kosmicznymi śmieciami, mikrometeorytami itd. Przy tak absurdalnej prędkości kolizje byłyby zabójczo groźne, jednak wielowarstwowa osłona zapewnia, że nic nie powinno spenetrować więcej niż dwóch powłok.

Wiele z tych rozwiązań pozwala oszczędzać masę. W kosmosie każdy kilogram jest na wagę złota. Szczególnie tutaj, bo każdy zaoszczędzony kilogram pozwala doładować dodatkowy kilogram urobku bezcennego nadprzewodnika w drodze powrotnej, a to płaci za całą eksplorację Pandory. Jakie znacie inne równie dobrze przemyślane statki kosmiczne w fantastyce naukowej?