Мой перевод описания космического корабля из фильма Джеймса Кэмерона "Аватар". (без спойлеров)

ISV Venture Star
Функции:  межзвездный корабль (ISV), предназначен для перевозки персонала, материалов и оборудования между Землей и Пандорой и возвращению персонала и добытого минерала анобтаниума (полушуточный термин англоязычной фантастики, обозначающий нужное, но труднодоступное вещество, буквально «недостатий»), имеющего огромную коммерческую ценность.

Venture Star на орбите вокруг Пандоры во время отстыковки одной из Валькирий

Официальное название межзвездный корабль ISV Venture Star.
Бортовой номер 601-09.

Производитель:  Консорциум аэрокосмических подрядчиков под контролем RDA ( Resource Development Administration (Управление по Разработке Ресурсов) крупнейшая монопольная неправительственная организация, имеющая исключительные права на разработку, добычу и переработку всех внеземных ресурсов c условием неприменения оружия массового уничтожения и ограничением на собственные вооруженные силы в космосе).

История создания: Когда разрабатывался первый рейс к системе Альфа Центавра, инженеры знали, что ресурсов обычной ракеты будет недостаточно. Даже с термоядерным источником энергии, использовавшимся в пределах Солнечной системы, ракета не сможет произвести тягу, необходимую для достижения "релятивистских" скоростей. Так как любому звездолёту, способному поддерживать межзвездную торговлю за разумные интервалы времени, необходимо перемещаться  с релятивистскими скоростями, то скорость его ракетного двигателя тоже должна быть сравнима со скоростью света, чтобы создать достаточную тягу. Это вытеснило ракетные двигатели на химическом топливе, ядерные тепловые двигатели, плазменные двигатели и двигатели термоядерного синтеза (несмотря на свою долгую историю успешных миссий на планеты нашей Солнечной системы в 21 и начале 22 вв.)
Миссия:  ISV Venture Star может нести большую полезную нагрузку и пассажиров для создания коммерческих и научных аванпостов в чужеродных мирах. Нынешней миссией корабля является эксплуатации местных ресурсов на Пандоре. ISV Venture Star является одним из двенадцати межзвёздных кораблей, которые путешествуют между Землей и Пандорой на постоянной основе.
Размеры:  Длина = 1,502.4 метра, ширина = 302,25 метра, высота = 218,3 метра.
Дальность: 4,4 световых лет. Эта дальность определяется запасом топлива на борту и расходных материалов для поддержания жизни, а также инфраструктурой, необходимой для их содержания. Поскольку каждый грамм массы должен быть ускорен и замедлен (для чего необходимы затраты топлива), были выполнены все возможные меры для экономии веса. Корабль несёт только необходимое количество топлива для запланированной миссии, и минимальную добавку для дополнительного маневрирования. Расходных материалов достаточно только для минимального экипажа, находящего не в криогенном сне. Воздух, вода и продовольствие должны быть пополнены на Пандоре, а корабль заправляется там местно изготовленной анти-материей, водородом и дейтерием, добытым у Полифема.

Полифема — второй из трёх газовых гигантов в системе Альфа Центавра А в сравнении с Юпитером

Крейсерская скорость 210000 километров в секунду (70% от скорости света, или 0,7 с).
Максимальное ускорение 1,5 g.
Грузовая емкость 350 тонн от Пандоры на Землю

Обзор

Краткая характеристика полёта: 0,46 лет первоначальное ускорение 1.5 g до 0,7c ; 5,83 лет круиз на 0,7с; 0,46 лет замедления; 1 год по орбите вокруг Пандоры; 0,46 лет ускорение 1.5 g до 0,7 С в течение обратного рейса; 5,83 лет круиз ; 0,46 лет окончательного замедление 1.5 g с выходом на орбиту вокруг Земли.

Длительность полета: 6,75 + 1,0 + 6,75 = 14,5 земных лет. Однако релятивистские эффекты сокращают бортовое время чуть менее чем на 6 лет в каждую сторону.

ISV Venture Star является одним из двенадцати автопарка, которая предоставляет коммерческим транспортом пространстве между Землей и Альфа Центавра. Как и с другими судами класса "Capiltal Star", он призван выполнять рейсы большой грузоподъемности с грузами и пассажирами к миру звездной системы Альфа Центавра, и особенно к богатому миру Пандоры. Корабли этого класса являются не исследовательскими, а коммерческими грузовыми. Миссия корабля является частью бесконечного цикла поставок, который позволяет эксплуатировать местные ресурсы Пандоры. ISV Venture Star и другие корабли этого класса представляют собой самое высокотехнологическое достижение в человеческой истории. Только большая потребность в анобтаниуме и энергии, которую он позволяет производить человеческой цивилизации, может оправдать затраты на создание этих судов. Сам анобтаниум по сути включен в создание этого класса звездолётов. Он используется в массивах сверхпроводящих магнитов, которые поддерживают и управляют выделение энергии в реакции аннигиляции, которая ускоряет корбаль. Без анобтаниума межзвездной торговли в таком масштабе была бы невозможной. Анобтаниум — это не только ключ к энергетической потребности Земле в 22 веке, но это и то, что сделало доступным межзвездные путешествия и создание поистине космической цивилизации.
Venture Star —девятый, введённый в эксплуатацию, корабль в своем классе совершил один полёт к системе Альфа Центавра. В настоящее время (во время фильма) происходит его второй рейс, который должен завершиться в 2154 на Пандоре.
Разговоры о "кротовых норах" и "двигателях деформирующих пространство" захватило воображение писателей  научной фантастики двадцатого века, но не такие способы получили распространение. Сейчас инженеры должны опираться на методы, которые используют наше нынешнее понимание физики. Изобретатели обратили своё внимание на возможности реакции аннигиляции. Огромная энергия, выделяющаяся при аннигиляции вещества и антивещества, это единственный известный способ создания рода тяги, необходимого для межзвездных путешествий. Первая межзвездное судно было протяженностью более четырех километров из-за массивной холодильной системы, необходимой для поддержания обычных низкотемпературных сверхпроводящих магнитов, которые поддерживали магнитное поле для реакции аннигиляции вещества-антивещества. Это было до открытия высокотемпературных сверхпроводников на анобтаниуме Пандоры, после этого межзвездные путешествия и торговля стали коммерчески выгодными. Класс межзвёздных кораблей Capital Star был разработан с использованием этой технологии. Корабли этого класса составляют всего четверть от размера первого межзвездного корабля, но являются во много раз эффективные.

Venture Star на орбите вокруг Пандоры

Источник питания: Гибридный на дейтерии / аннигиляции вещества-антивещества.

Типы двигателей: два гибридных на термоядерном синтезе / аннигиляции вещества-антивещества. Один фотонный парус. Один двигатель ПМД (Планетарный маневровый двигатель). Излученные от Земли фотоны на первом этапе ускорения; гибридные двигатели на фазе замедления при подлёте к Пандоре. Обратная последовательность включения двигателей применяется для возвращения на Землю.

Двигатели: два двигателя, симметрично расположенных в носовой части. Они отклоняются вовне  на несколько градусов от продольной оси судна, чтобы их выхлопные струи не задевали профиль корабля. Это приводит к небольшой потере тяги, но корпус корабля должен быть защищен от теплового излучения струи, а возможность экономии массы благодаря растяжению конструкции корабля перевешивает этот недостаток. Поскольку очень много связующих ферменных конструкций необходимо для отделения жилых секций судна от двигателей, которые производят большое количество радиации, то такая конструкция была бы чрезмерно массивной, если бы это были обычные фермы, предназначенных для сжимающей нагрузки. Но материал ферм из углеродных нанотрубок позволяет создать необходимое расстояние, составляя при этом всего одну десятую общей массы корабля. По существу, это трос с достаточной жесткости кручения, позволяющей маневры корабля, в том числе пикирующие маневры, которые должны быть в свою очередь выполнены, чтобы совершить 180-градусный разворот при торможении  во время подлёта к Пандоре.
Реакция аннигиляции приводит к общему преобразованию материи в энергию по формуле Эйнштейна E = mc^2. Антивещество (в данном случае анти-водород), находящееся в магнитном поле в почти идеальном вакууме, в котором оно циркулирует как облака атомов с высокой плотностью, охлажденных до температуры почти абсолютного нуля. Когда антиматерия и материя (нормальный водород) сводятся воедино, они взаимно уничтожаются и производят огромное количество энергии в виде потока фотонов, который должен быть направлен сверхмощным магнитным полем в форме выхлопной струи. Фотоны обладают импульсом, и их выброс обеспечивает тягу для ускорения корабля. Дополнительная тяга получается путем введения атомов водорода в плазму до того, как она покинет двигатель. Выхлопная вспышка от раскалённой плазмы в миллион раз ярче, чем дуговая сварка, а в длину составляет более тридцати километров. Эта струя считается одним из самых впечатляющих искусственных зрелищ в истории.

ISV Venture Star

Конструкция:  основная конструкция корабля (которая может существовать только в условиях невесомости) состоит из двух бок-о-бок расположенных двигателя, стянутых вместе и присоединенных к фермам из углеродных нанотрубок. Таким образом соединяется секция двигателя и секция полезной нагрузки, которая включает в себя жилые модули для экипажа, криокамеры пассажиров, амниотические баки для аватаров и грузовая секция. Перечисление, начиная с носа корабля: 

1. Двигатели, топливные баки и радиаторы. Топливные баки являются сферами с изоляцией для предотвращения испарения криогенного водородного топлива. Радиаторы рассеивают тепло от секции двигателей. После торможения или ускорения радиаторы остывают и излучают горячее  красное сияние в течение 2 недель.
2. Растяжимые фермы, которые передают тягу двух двигателей остальной части корабля. Несмотря на свою тонкость, они являются достаточно жесткими, чтобы предотвратить виляние секции полезной нагрузки, вызванные наращиванием резонансных вибраций во время ускорения и замедления. Секция ферм, прилегающих к соплам аннигиляционных двигателей, защищена теплозащитным экраном из почти идеально отражающих материалов для защиты от нагрева теплом, излучаемым выхлопными струями.
3. Грузовые контейнеры расположены в четыре ряда по четыре модуля каждый. Эти 16 модулей в свою очередь состоят из 6 отделяемых грузовых капсул. В зависимости от конфигурации в грузовой секции шаттла, модуль может вмещать содержимое двух отделяемых грузовых капсул и 100 пассажиров на откидных сиденьях или без пассажиров до шести отделяемых грузовых капсул. Мобильный гусеничный транспортер с большим манипулятором может передавать грузы модулей на атмосферные шаттлы.
4. Два Валькирии (транспортные атмосферные корабли) пристыкованы к шлюзам. Шлюзы соединены с туннелями, находящимися под давлением, которые протянуты через фермы и соединяются с жилой секцией.
5. Жилая секция состоит из трех больших модулей, содержащих криокамеры и амниотические баки. Внутри каждый модуль является открытым строением с каркасом из передовых материалов с несущими стенами из пенного композиционного материала. В конструкции не используется никакой металл. Это сделано, чтобы предотвратить излучение вторичных частиц при взаимодействии галактических космических лучей с металлом. Есть целый ряд шлюзов для экипажа, а также порталы для ремонтных роботов, которые выглядят как высокотехнологичные механические крабы.
6. Сразу за этими тремя модулями расположены два модуля для дежурного экипажа, расставленные на противоположных концах поперечной балки. Туннель, находящийся под давлением, проходит через балку, соединяющую эти постройки. В крейсерском режиме эти модули могут вращаться для создания искусственной силы тяжести для дежурных экипажей. На этапе ускорения и замедления модули располагаются вдоль продольной оси судна. В этой конфигурации, гравитация создается за счёт ускорения корабля (так что пол и стены по-прежнему правильно ориентированы по вектору силы тяжести). Также в модулях обеспечивается центробежная сила искусственной тяжести в течение года свободного полёта по орбите возле Пандоры.
7. В дальнем конце конструкции корабля находится зеркальный экран, который защищает судно от интенсивного света силовых лучей лазеров с Земли. Это зеркало в толщину составляет лишь несколько молекул, но отражает свет достаточно эффективно, чтобы предотвратить сжигание жилых секций звездолета.

После завершения ускорения, судно поворачивается на 180 градусов так, чтобы зеркальный экран смотрел вперёд. Теперь экран выполняет другую роль, выступая в качестве многослойного межзвездного щита от мусора. Хотя интенсивные магнитные поля используются для отталкивания случайных молекул газа, иногда требуется наличие физического барьера от частиц пыли. Щиты в несколько слоев расположены в ста метрах друг от друга. Частицы мусора (движущиеся с относительной скоростью 0.7c) после столкновения с первым слоем щита, испаряясь, превращаются в плазму. Далее частицы плазмы распыляются, ударяясь об второй слой, удары вызывают отслаивание частиц от задней стенки второго слоя. Эти частицы останавливаются третьим слоем. Четвертый слой действует как резервный. После достижения крейсерской скорости, эти щиты отсоединяются и перемещаются на малых двигателях на тысячу километров вперед от корабля, чтобы повысить выживаемость в случае, если возникнет какая-нибудь большая частица космического мусора.
Крупнейшим компонент корабля находится не на основной части конструкции. Это "парус", который принимает пучок фотонов, получая их импульсы для ускорения или замедления судна. Он представляет собой неглубокую чашу 16 километров в диаметре, устойчивой к вращению. Материал паруса невероятно тонкий, в основном всего лишь в несколько десятков молекул толщиной. Его основная структура — это ткань, сотканная из нитей углеродных нанотрубок, и покрытых огнеупорной керамикой, заполняющей промежутки. Рабочая сторона паруса покрыта вакуумными многослойными диахроническими отражателями с кпд 99,99999%. То немногое тепло от паруса,  которое проходит, рассеивается в результате излучения на обратной стороне. Тросы из углеродных нанотрубок прикреплены к основной части судна, и эти тросы также имеют диахроническое покрытие, которое отражает 99,99999% от энергии пучка, который падает на них, и предотвращает их мгновенное испарения. В то время когда парус не используется, он складывается вдоль молекулярных петлевых линий, и занимает на удивление малый объем. Парус хранится в пределах грузового пространства, когда не используется, вместе с катушками соединительных троссов. Оснастка и сворачивание паруса автономны благодаря служебным роботам, но в чрезвычайных ситуациях это можно сделать и вручную, при пробуждении остальной команды экипажа.

Навигация:

1. По звёздам.
2. По радару в непосредственной близости от планет и спутников.
3. С помощью радиолокационной станции с синтезированной апертурой для составления карт поверхностей.

Связь:

1. Модуляция ±0,1% полученного излучения для высоко-скоростной спутниковой связи во время этапа ускорения и замедления.
2. Широтно-импульсная модуляция лазеров для спутниковой связи без использования  полученного излучения — скорость передачи зависит от расстояния
3. Стандартное УКВ радио для ближней связи между орбитой и землей.

Сверхсветовая связь:
Очень низкие скорости передачи с помощью квантового запутывания кодировки.

Пандора — одна из лун Полифема

Жизнеобеспечение:
Все расходные материалы перерабатываются в максимально возможной степени. Кислород восстанавливается из диоксида углерода путем фракционной перегонки атмосферы корабля, которая к тому же удаляет все газообразные загрязняющие вещества. Кроме того, данный процесс удаляет пары воды и очищает ее для питья. Паровая дистилляция используется для увеличения запасов питьевой воды из мочи и твердых отходов. Обезвоженные и стерилизованные они используются в качестве удобрения в гидропонике садов, где свежие фрукты и овощи выращиваются в дополнение к рациону экипажа размороженной и облученной пищей.
Вспомогательная воздушная система обеспечивает гораздо большее количество кислорода и удаление углекислого газа на краткосрочный период, когда судно находится на орбите вокруг Земли или Пандоры, и пассажиры с полным экипажем находятся не в криогенном сне. Поскольку не практично сохранить такое состояние во время рейса, в случае выхода из строя системы крионики пассажиры будут умерщвлены перед пробуждением, так что команда сможет продолжить рейс и доставит груз. (Криогенная система дополнительной группы экипажа отделена и дополнительно продублирована.)

Система крионики: бортовая криогенная системы должна погрузить пассажиров в анабиоз на время полёта с целью экономии ресурсов, криогенные камеры замораживают пассажиров и поддерживают их на минусовых температурах. К пассажиру присоединяют датчики измерения температуры, частоты сердечных сокращений, мозговой деятельности и т.д., которые имеют жизненно важное значение в процессе реанимации, затем им дают обезболивающее и кладут спать, затем производят остановку сердца, и жидкий азот наполняет отсек, замораживая тела, оставшийся жидкий азот сливают, и тело остаётся в криогенном сне на оставшейся части пути при условии, что остается при минусовых температурах. Проблема непоправимых повреждений клеток, вызванная образованием внутриклеточных кристаллов льда, ставила в тупик учёных 20 века, она была решена с помощью низких доз микроволнового излучения толкающих молекулы воды во время падения температуры, что полностью предотвращает образование любого кристаллы льда. Перед тем, как ISV достигает пункта своего назначения, тело нагревается до комнатной температуры и сердцебиение возобновляется электрическими импульсами, однако анестезия  действует после перезапуска сердце, вместо насильственного пробуждения после долгой дороги; обезболивающее медленно рассасывается, и пассажир просто просыпается. После того как пассажир просыпается, датчик обнаруживает активность мозга и автоматически открывает криогенную камеру.  Процесс реанимации находится под пристальным контролем каждого трудоспособного члена экипажа, так как это все еще очень рискованный процесс, сопряженный со многими проблемами.

Главной герой фильма Джейк Салли во время пробуждения из криогенного сна

Экипаж: 25 человек
Функционирование судна в значительной степени автоматизировано с помощью трехкратно-дублированных, защищенных от радиации, компьютеров, но в чрезвычайной ситуации доступно ручное управление всеми функциями. Минимальный экипаж параллельно обучается по всем специальностям. Есть пять команд экипажа по пять членов экипажа каждая, которые обслуживают корабль в течение 14-месяцев, и находятся в анабиозе на оставшейся части пути. Эти кажущиеся лишними затраты массы были обусловлены опытом космических миссий середины 21 века, когда члены экипажа оказывались психологически неустойчивы после года совместной работы в тесной камере. Основная функция человека в экипаже — контроль за энергетической и двигательной системами, а также за пассажирами в криогенном сне. Люди обладают способностью замечать аномалии слишком тонкие для автоматизированных средств мониторинга, несмотря на огромную сложность этих систем.

Количество пассажиров: 100 человек
Пассажиры размещаются в криоконсервации, поэтому они не требуют никакого воздуха, воды, продуктов питания или любых других ресурсов на период поездки. Типичные прилетающие пассажиры — это замена персонала RDA, десант и операторы аватаров. Улетающие пассажиры ограничиваются теми, кто закончил свой срок службы. К сожалению, стоимость обратной доставки персонала исключает возвращение лиц по контракту, имеющих медицинские проблемы, которые нельзя вылечить на Пандоре, поэтому они умерщвляются там же. Единственное исключение из этого правила — члены высшего звена RDA.

Джейк Салли на фоне своего аватара в амниотическом баке

Груз, ввоз:

1. Универсальная объектно-производственная система (завод Стереолигографии). Она может производить большие, сложные объекты из данных, описывающих их трехмерные формы и состав материалов. Используя сырьё, полученное на Пандоре, можно производить строительное и горное оборудование, которое слишком велико и массивно, чтобы быть отправленным с Земли, наряду с любыми запасными частями. Мелкие предметы, такие как оружие и мебель, также создаются с использованием данных о конструкции, привезенные с Земли. Также изготавливаются местные разработки или модификации существующих конструкций.
2. Микроминиатюрные компоненты, как мирко- и нанопроцессоры и другие элементы электронных схем, которые не могут быть изготовлены на Пандоре.
3. Модули с данными. В настоящее время используются фотохромные стекла с голографическим способом хранения данных, каждый кубический сантиметр, содержит 100 петабайт трехкратно защищенных от ошибок данных. Обычно импортированные данные включают в себя спецификации на оборудование, которое будет изготовлено на Пандоре.
4. Два шаттла Валькирии для перевозки персонала и грузов между орбитальным межзвездным кораблем и поверхностью Пандоры. Этот транспорт будет оставлен на Пандоре для замены других из предыдущих миссий, которые превысили свой ресурс как пилотируемых аппаратов. Замененный транспорт повторно используется в качестве автоматизированных комбайнов, собирающих в верхних слоях атмосферы Полифема водород и дейтерий для заправки межзвездного корабля.
5. Наркотики и другие препараты, которые не могут быть произведены на месте.

Груз, вывоз: 

1. Добытый анобтаниум. Это смысл экспедиции. Он имеет приоритет над всеми другими грузами, в том числе возвращением работников, если нет доступной грузоподъёмности.
2. Модули данных как описано выше. Обычно экспортированные данные содержат молекулярную структуру пандорских органических соединений, которые могут иметь медицинское или другое применение на Земле. Эти данные будут использованы для их синтеза для тестирования и возможной продажи.
3. Образцы минералов и органических соединений для дальнейшего исследования на Земле.
4. Небольшие артефакты Нави, которые продадут в коллекции богатых людей по очень высоким ценам.
   
   Машины RDA, добывающие ресурсы Пандоры

Потенциальные опасности:  Venture Star представляет собой обширную совокупность сложных взаимосвязанных технологий, созданных для путешествия из одной звездной системы в другую в кратчайшие сроки без гибели членов экипажа и повреждения груза. На невероятной скорости корабль может быть уничтожен в результате столкновения с мусором больше, чем песчинка. Хотя статистически такие случаи редки ввиду пустоты пространства, считается, что столкновение на протяжении всего срока путешествия корабля возможно. Еще одна опасность заключается в радиации, генерируемой столкновениями с экраном мелких частиц космического мусора. Это гамма-лучи от частиц с невероятной относительной скоростью (0,7 с) по отношению к кораблю. Если случиться что судно столкнётся с высокой концентрацией пыли, дежурные экипажи могут получить смертельную дозу. Поскольку люди в анабиозе, более устойчивы к вреду от радиации, в таком случае автоматизированные датчики пробудят одну из других команд экипажа после снижения уровня радиации.

по материалам из www.pandorapedia.com