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PROPULSIONE SUPERLUMINALE

CAVITAZIONE QUANTICA

Stato attuale: teoria sviluppata, tecnologia in fase sperimentale

La cavitazione quantica è una scoperta recente, dovuta all'incontro della USS Voyager con una razza tecnologicamente avanzata del Quadrante Delta.
Nonostante le difficoltà iniziali, questa forma di propulsione sembra mostrare prospettive incoraggianti nella direzione di una maggiore efficienza della propulsione subspaziale, o almeno più incoraggianti della transcurvatura. Attualmente la Flotta Stellare ha installato dispositivi di cavitazione quantica su alcuni vascelli sperimentali e su alcune navi di differenti classi, per testare la compatibilità dei loro sistemi di bordo con la nuova tecnologia.

La cavitazione quantica, in un certo senso, è la realizzazione del sogno della transcurvatura, anche se si basa su un concetto leggermente differente.
Alla base della transcurvatura, infatti, c'è l'idea di creare una bolla di curvatura all'interno del subspazio, mentre la cavitazione quantica parte dall'idea di creare un tunnel spaziale (wormhole) che unisca due diversi punti del subspazio.

Quale che sia la base "teorica", il risultato non cambia: si raggiungono infatti velocità così elevate da aver richiesto la definizione di una nuova scala di curvatura, e lo spazio federale - che sembrava troppo vasto per restare unito - è diventato di colpo poco più grande del giardino di casa.

Come dicevamo, la cavitazione quantica apre un wormhole all'interno del tessuto subspaziale. Premessa di questo procedimento è che la nave si trovi già nel subspazio: non è infatti possibile passare direttamente dal continuum alla regione ribattezzata dagli ingegneri della Flotta Stellare "Hyperspazio" e la nave deve in realtà muoversi ad almeno curvatura 5 per poter iniziare la creazione del wormhole. Inoltre, maggiore è la velocità subspaziale iniziale, maggiormente stabile sarà il wormhole.

Il sistema per generare la cavitazione quantica è composto da tre componenti: il delformer, lo stabilizzatore di flusso e gli emettitori di frequenza transitoria.

Il delformer è collocato sulla prua della nave, ed ha la funzione di "aprire" il wormhole, fendendo il subspazio come una lama.

Lo stabilizzatore di flusso è un sistema composto da tre apparati distinti, due collocati ai lati del deflettore principale e uno, il nullificatore di accelerazione, montato alle spalle dello stesso gruppo deflettore. I due apparati ai lati del gruppo deflettore creano attorno alla nave il condotto di cavitazione (il wormhole entro cui la nave viaggia nell'hyperspazio), mentre il nullificatore di accelerazione si occupa di variare il focus del wormhole, permettendo alla nave di effettuare virate quando si trova nell'hyperspazio.

Infine, gli emettitori di frequenza transitoria - piccoli noduli collocati all'interno delle gondole motore - hanno la funzione di emettere un impulso che faccia collassare il wormhole alle spalle della nave, in modo da chiuderlo e riformare il tessuto subspaziale (una ulteriore attenzione all'ecosistema subspaziale seguente all'Effetto Hekariano).

A questo punto ci si starà domandando: come funzione la cavitazione quantica ?

1. Innanzitutto, una nave stellare deve essere già a velocità di curvatura per poter attivare la cavitazione. La soglia minima è curvatura 5, ma valori superiori sono consigliabili, in quanto il wormhole è più stabile. Attualmente, i protocolli (sperimentali) della Flotta consigliano curvatura 8 come velocità di soglia ottimale.
2. Viene azionato il delformer, che inizia a "separare" il subspazio davanti alla prua della nave (da 500 a 1000 metri, a seconda di una serie di parametri che comprendono la velocità d'ingresso nel wormhole della nave, le sue dimensioni ed altro ancora); questa apertura nel subspazio è chiamata "soglia" del wormhole.
   Visto dall'interno della nave, il wormhole appare come un tunnel solcato da onde energetiche.
3. A questo punto vengono attivati i due apparati collocati ai lati del deflettore principale, che "ancorano" la soglia del wormhole, forzandola a rimanere aperta, mentre il nullificatore di accelerazione trascina la nave verso la soglia stessa. A questo punto, la nave raggiunge la "velocità di soglia".
4. Nel momento in cui il punto più avanzato della bolla di curvatura attraversa la soglia, il nullificatore di accelerazione emette una pulsazione che forza il wormhole a "inglobare" l'intero vascello, facendolo in effetti entrare nell'hyperspazio.
5. Una volta che il wormhole ha inghiottito interamente la nave si dice che questa ha raggiunto la "velocità di cavitazione quantica", o più semplicemente la "velocità quantica" ("cavitazione" è un termine che indica invece un fenomeno della normale navigazione subspaziale).
   Pur viaggiando ora a velocità quantica, la nave si sta in realtà ancora spostando alla stessa velocità che aveva al momento del suo ingresso nel wormhole; la velocità quantica, infatti, non è di per sé maggiore della normale velocità di curvatura.
   Però, mentre quest'ultima è limitata a valori massimi inferiori a 5.000c (curvatura 9.995), la cavitazione quantica può arrivare a sfiorare il milione di c a velocità di crociera, e i 9 milioni a velocità di emergenza!

Per uscire dal wormhole, le procedure sono esattamente le stesse in ordine inverso: si riduce (eventualmente) la velocità entro i limiti di quanto sostenibile con la sola curvatura, il nullificatore di accelerazione viene spento, la mancanza di impulso fa si che la nave scivoli fuori dal wormhole, i dispositivi a lato del deflettore disancorano la soglia del wormhole, il delformer viene disattivato in modo che il subspazio non venga più separato davanti alla prua della nave. Data la natura stessa dell'hyperspazio, la nave "riemerge" nel normale subspazio.
È altamente rischioso invece disattivare la cavitazione quantica per riemergere direttamente nel continuum: lo stress strutturale potrebbe essere abbastanza elevato da frantumare la nave. In questo caso, infatti, data la geometria del campo hyperspaziale la prua della nave si troverebbe a muoversi nel continuum (quindi a velocità inferiori a c) mentre la poppa starebbe ancora muovendosi a decine di migliaia di volte la velocità della luce.
Nel caso in cui gli smorzatori inerziali ed i campi di integrità strutturale riuscissero a reggere, comunque, l'energia sub/hyperspaziale in eccesso verrebbe dissipata sotto forma di vortice neutrinico che sboccerebbe nello spazio ordinario trascinando con sé la nave.

Abbiamo visto, più sopra, che una nave che viaggi a velocità quantica può raggiungere fattori di curvatura di gran lunga superiori alla propulsione subspaziale standard.
Ma quanto superiori ? O, più semplicemente, a che fattore di curvatura si può arrivare ? E a quanti "c" corrisponde ?

All'inizio, Zephram Cochrane impostò una scala di curvatura adatta alle esigenze delle navi dell'epoca, basata sulla semplice elevazione a potenza della base 2: così, 64 c era curvatura 6, e 1000 c poco meno di curvatura 10.

Con l'aumento delle potenze dei sistemi di propulsione (un sottoprodotto del Grande Esperimento) gli ingegneri Terrance e Naltorr ridefinirono la scala di curvatura per renderla più aderente ai valori reali.
La Scala Terrance-Naltorr Generale (o Scala TNG) non ha più un andamento geometrico ma esponenziale e Curvatura 10 è il valore che arbitrariamente posero come limite asintotico e irraggiungibile.

La Scala TNG risponde ancora bene alle necessità effettive di una normale propulsione subspaziale, a patto di non avvicinarsi - come invece accade sui modelli tecnologicamente più avanzati della Flotta Stellare - al limite di rendimento teorico dei motori, ovvero a valori di curvatura superiori a 9.999. eccetera.
Quindi, anche se la Scala TNG rispecchia perfettamente le necessità degli ingegneri della Flotta, per gli ufficiali e il personale di plancia utilizzare numeri con molti decimali può essere fastidioso quando addirittura non pericoloso.

Cogliendo quindi l'occasione degli studi sulla cavitazione quantica avviati dopo aver ripristinato i contatti con la USS Voyager (Progetto Pathfinder), la Flotta Stellare autorizzò una revisione della Scala TNG che portasse ad una maggiore semplicità d'uso.

La soluzione trovata è allo stesso tempo semplice ed efficiente.

La nuova Scala, detta Scala QS dal nome degli ingegneri che la definirono (Qu'rak e Savak), sposta il vecchio limite da 10 a 20 e assegna numeri interi per tutti i valori di curvatura superiori a 9.
Così, se curvatura 9 resta 9, curvatura 9.9 diventa 10, 9.99 diventa 11, 9.997 diventa 11.7 e così via.

La velocità di crociera delle navi della Flotta Stellare equipaggiate con dispositivi di cavitazione quantica è passata da curvatura 8 a curvatura 13, aumentando cioè di quasi 200 volte !

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Quali, a questo punto, i pro e quali i contro della Curvatura Quantica ?

Tra i pro, il più evidente è la velocità che può raggiungere una nave stellare, con tutti i vantaggi che questo comporta in termini di esplorazione, flusso di persone e merci attraverso la Federazione, e anche tattici. Inoltre, la Curvatura Quantica ha aperto le porte alla comunicazione tramite Hyperlink, che ha permesso la diffusione di comunicazioni olografiche istantanee.

I contro sono diversi, ma per fortuna nessuno di questi sembra davvero limitante.

Innanzitutto, in cavitazione quantica non funzionano i reattori di Energia da Punto Zero: questo sembra dovuto ad una proprietà fisica dei Tunnel di Cavitazione, in cui l'energia di una particella a riposo è davvero zero.
Come conseguenza, una nave stellare equipaggiata con propulsione a cavitazione quantica deve mantenere anche un normale nucleo di curvatura. Inoltre, la sezione ingegneria di una nave stellare deve essere ovviamente più grande, per accomodare entrambi i dispositivi di produzione di energia, anche se molto spazio può essere recuperato eliminando alcuni dei serbatoi di deuterio.

Secondariamente, le frequenze d'uso richieste dalla generazione di energia per la cavitazione quantica obbligano ad usare una variante del dilitio nota come cristallo di benomite. Purtroppo, il cristallo di benomite unisce tutti i difetti che aveva il dilitio prima che si scoprisse il modo di ricristallizarlo: è raro da trovare e si decristallizza rapidamente con l'uso. Attualmente la Flotta non ha scoperto un modo per ricristallizare la benomite, anche se si stanno facendo passi avanti nel processo di creazione di cristalli artificiali, in modo da poter avere scorte abbondanti di questo materiale.

Attualmente, i protocolli della Flotta Stellare per le navi equipaggiate con entrambi i dispositivi richiedono che si usi l'energia da punto zero per la navigazione ad impulso e subspaziale, ed il nucleo a curvatura solo per la navigazione hyperspaziale. In condizioni normali il nucleo a curvatura viene tenuto spento (cold stand-by) per ragioni di sicurezza, così come i reattori a fusione, per risparmiare il deuterio.

Un altro "contro" della navigazione hyperspaziale è che, all'interno del tunnel di cavitazione, una nave stellare è completamente isolata dall'universo circostante.
Infatti, mentre ogni oggetto presente nel continuum (stelle, pianeti, navi, fenomeni astronomici naturali o artificiali) produce una ben definita "curvatura gravitazionale" che può venir interpretata dai sensori e identificata anche dal subspazio, il tunnel isola completamente la nave da tutto quello che la circonda, rendendola cieca.
Il lato positivo di questa caratteristica è però che la nave è, allo stesso tempo, invisibile ai sensori, sia normali che subspaziali, ed è visibile solo ad un'altra nave che riesca a seguirla nello stesso tunnel di cavitazione. Inoltre, la nave in cavitazione è virtualmente "sfasata" rispetto all'universo, per cui non ha bisogno di evitare eventuali ostacoli alla navigazione semplicemente perché questi non interferiscono con il tunnel di cavitazione.
Quindi, poiché la cavitazione quantica viene utilizzata solo per raggiungere il più velocemente possibile una destinazione, il fatto di essere "cieca" o di non essere visibile non ha in realtà alcuna importanza, se non (sia in senso positivo che negativo) da un punto di vista tattico.