把我們傳送上去吧! GPU 協助 NASA 呈現想要進行超光速飛行所需的裝備技術

作者 Brian Caulfield

突然間,星星不再那麼遙不可及。

在科幻小說裡,總是描寫我們使用曲速引擎把人們送往其它星球。美國航太總署(NASA)物理學家 Harold White 正在致力於將想像中的曲速引擎,化為科學上的實際產品。上週他公布了一批極為精美的影像,顯示根據 NASA 先進推進力團隊的研究結果所設計出的太空船外觀。

結果:CNN、NBC、華盛頓郵報、Gizmodo 及 英國每日郵報等國內外新聞媒體,爭相報導這個冷僻的物理原理。

一名荷蘭的系統管理員,也是兼職的數位藝術家 Mark Rademaker,使用 NVIDIA 的 GPU 與 White 的研究成果,繪製出超光速太空船的概略外觀。

Rademaker 花費數百個小時打造出太空船的外觀,而船上運用 White 團隊正在研究的艱深技術。曾設計過多款星艦奇航記主題日曆的兼職設計師 Rademaker,在科幻社群裡小有名氣,但直到近期才被另一位數位藝術家 Mike Okuda 介紹給 White 跟他的團隊。

群星,我的歸宿

White 所提出的太空船採用知名的「阿庫別瑞引擎」(Alcubierre drive)來飛越銀河。這具引擎「騙」過愛因斯坦所說「光速超過一切速度」的名言。物理學家 Miguel Alcubierre 二十年前即提出無需耗費大量能源才能達到光速,透過彎折空間和時間結構在太空船的四周形成曲速泡的理論,來突破過去的限制。

物理學家和數學家們並不認真看待這個想法,許多物理學家甚至懷疑是否真能打造出這具引擎,至少在近期之內打造出來。不過 White 及他的團隊從 2010 年開始著手進行這個案子,研究各項模型背後的數學原理是否能將到達其它行星所需的時間,從漫長的數年縮短到只要幾天。

White 在去年11月於鳳凰城召開的 SpaceVision 2013 大會上,說出這種作法或許可行,此話一出,引起軒然大波。他對與會者說:「太空膨脹和收縮並沒有速限,還是能找到方法去避開我所說的第十一誡:『汝不可超過光速』這件事。」

那麼許艘船會長什麼樣?White 將數學公式轉變成文字和圖形,再委由 Rademaker 製作模型。Rademaker 在電郵裡表示:「從美觀的角度上來看,設計上有著許多限制。所需要的甜甜圈狀環又大又笨重,船身的其它部分才能安全塞入環內。」

星艦奇航記的啟發,NVIDIA 的加持

當然,任何一個科學領域的學生都會告訴你,Rademaker 的模型裡所包含的資訊不只是數學而已。從太空梭到國際太空站,再到 Matt Jefferies 預先為星艦奇航記電視影集所設計的環形太空船原稿 ,均啟發了 Rademaker 為 White 所塑造出的模型。


圖說:Rademaker 使用 Autodesk 3DS Max 2014 搭配 nPower Software 的 Power NURBS 和 Translators 擴充元件,製作出如此精美的影像。

Rademaker 採用搭載 NVIDIA GeForce GTX Titan顯示卡的電腦及兩部30吋的顯示器來進行繪圖作業。他使用的軟體有:Autodesk 3DS Max 2014 搭配 nPower Software 的 Power NURBS 及 Translators 擴充元件;並且使用 Powernurbs 來製作模型,在演算上色方面則是使用 RandomControl 的 Arion。

Rademaker 在工作之餘,花了一年以上的時間才完成鉅細靡遺的模型,而在他的設計裡充滿著巧思,包括對 NVIDIA 致意的部分。Rademaker 將 NVIDIA 商標當成彩蛋藏在設計稿裡,然後再刪掉這個部分,才不會看起來好像是 NASA 認可 NVIDIA 一般。他無需這麼做:我們很興奮可以一同上太空。


把我們傳上去吧:Rademaker 將 NVIDIA 的商標藏在他某個版本的設計稿裡。