【架空设定】【EVE宇宙航母预研计划】统一战线级星际航天母舰（3） 舰船动力

舰船动力总述--------------------------------------------------------------------

在人类的早期太空作战中，缺少足够速度增量（Δv，即加速度）的军用舰船无疑难以反抗轨道力学的严酷规律。不同于大气层环境内需要进行的复杂受力分析，在太空微重力环境中，任何物体位置和速度的变化都回归了动量守恒的本质---作用力与反作用力的相互作用。而这也是所有火箭式推进系统能够推动物体前进的根本原因---依托向后高速喷射的工质来获得持续的反作用力（也即推力），推动飞船向前飞行。因此，在太空环境中，通常决定了飞船续航能力的是主引擎的喷气速度。在亚光速时代，拥有较高的喷气速度不仅意味着飞船可以携带少得多的工质以达到和携带更多工质但发动机技术落后的飞船一样乃至更高的速度增量，还意味着更低的总质量（这意味着更高的推进效率，以及在间接意义上更节省了燃料）、更高的续航能力以及最重要的---战术乃至战略上的优势。

因此对于早期的军用星舰而言，即便采用了核热火箭（Nuclear Thermal Rocket，NTR）推进技术使其速度增量相较于使用纯化学推进的更早期航空器而言更有优势。但这一时期的军用飞船依旧需要服从轨道力学并将宝贵的Δv用在刀刃上。宝贵的Δv促使人类在初入太空后的数百年内均采取 “观测并获取目标位置-变轨到目标位置-在交汇点及附近天域展开战斗-脱离战斗-重新变轨以再一次接近目标”这一套既繁琐又无聊的战斗过程，这一方式虽然耗时极长，但最能节省宝贵的Δv以用于战术机动或返回基地。正如当时船员们调侃的那样：“变轨两小时，交战30秒”。到了亚光速时代的后期，恒星间航行技术已经趋近成熟，在最高速度仅能达到光速的30%的恒星际战舰经历了数百年的飞行后，好不容易抵达目标恒星系后的战斗却仅持续数月，最多不过数年。而其中真正用于战斗的时间总长可能还没有十几小时。

这一现象在人造引力场技术问世前的数千年间一直主宰着人类的太空作战，直到引力场干涉乃至人造引力场技术（曲速引擎和亚光速引擎提速最重要的前置技术）逐渐成熟，人类才得以通过构造强引力场或叠加多个强引力场（即构建曲速泡）以扭曲空间的方式进行亚光速下飞行速度的提升…….以及进行超越光速的飞行。

超光速飞行能力不仅意味着星舰的航程得到了极大的拓展，对于亚光速领域的战斗亦有翻天覆地的改变。通过强引力场对空间的扭曲，喷射工质的速度得以随着空间曲率的增大而呈现超指数倍递增。这一被称为“（曲率）场包裹推进”的基于人造引力场的推进增幅技术得以大大提高人类已有工质推进器的喷气速度（最高可无限接近光速），进而得以通过少量的工质达成过去需要多得多的工质才能实现的反冲力。这一革命性的设计大大降低了星舰对于工质的需求，同时也放宽了舰船对“工质”的需求范围（只要是有质量的物质，均可通过场包裹技术向舰船后方丢去以获得和质量相符的反作用力）。从而极大地减轻了星舰的重量，而整体质量的降低则带来了相较于传统非场包裹推进星舰而言的机动性、舰内空间分配等方面的全方位碾压优势。

远比过去充裕的速度增量（Δv）使得现代采用（曲率）场包裹推进技术的星舰得以采取更多，更大胆的战术机动、飞行策略，对于现代星际舰队总体战略也是一次全方位的变革。解决了工质携带问题，现代军用星舰得以在交战期间随意地进行变轨机动，从而在全息沙盘上划出令人眼花缭乱的飞行轨迹。战术打击舰可以一边维持推进器的运作，一边和同样启动推进器的敌舰在三维空间中进行类似前星际时代喷气式战斗机之间的“狗斗”，并在不断变化的速度、朝向角度、位置中配合反作用力控制系统（RCS）和武器系统以不断地尝试打击和摧毁敌人，这在亚光速时代是绝对不可想象的。

强大的引擎要配备同样强大的供能设施。随着人类在材料学领域取得的无与伦比的成就，内层电子成键、室温超导、负磁导率、负折射率等先进超材料的问世大大驱动了人类在武器、工程学、通讯和感测等材料依靠领域的进步。发达的材料学和人类在超弦大统一理论方面取得的理论进步促使了反物质的大规模工业化生产和共同体最为先进的星舰动力来源---正/反物质湮灭反应堆的问世。通过利用湮灭反应将物质纯能化产生的巨量能量，人类才得以驾驭曲速引擎这耗能极高的电老虎，进而驱使飞船进行长时间的超光速飞行，将曲速飞行的成本降低到一个可以接受的范围内。可以说，没有湮灭反应堆，就没有共同体今天曲速引擎的大规模应用。而湮灭反应提供的充足能源也给共同体星舰带来了诸如通讯和感测、护盾和装甲防护、专业化能力等领域的全面提升。

接下来的几个小节将会尽可能地对统一战线级的动力系统进行简要的描述，包括能源供给、亚光速推进系统、超光速推进系统、姿态控制等指标。其中，对舰船动力系统输出有重要影响的热量管理由于其额外重要性，因此将划分为单独的一个部分进行详述。

能源供给：

为了应对包括SBL引擎，FTL引擎，（曲率）场包裹电磁弹射系统，武器系统，传感器系统等诸多用电器的消耗，统一战线级采用了2座共同体现有序列中最大号的044型双联捆绑式正/反物质对湮灭反应堆作为舰船的主要动力来源。作为共同体星舰的心脏，湮灭反应堆不仅为曲速推进系统提供所需的全部能量，还被用于满足其他星舰主要系统的使用需求。

顾名思义，正/反物质对湮灭反应堆（又称湮灭能源核心、曲速反应堆、曲速核心）是通过正物质和反物质接触时产生的湮灭反应来提供能量的能源装置。鉴于湮灭反应是完全的质量-能量转换，其无论是在效率还是在规模上均远超人类以往所使用的任何能源装置。作为目前最先进的能源系统，正-反物质对湮灭系统拥有着极高的能量密度，这使得哪怕只有1g反物质与1g正物质发生湮灭，就能释放相当于4.3万吨TNT当量的巨大能量。当然，正如一切热力学系统一样，在湮灭所产生的能量中，只有约64%的光子所携带的能量能够被利用，其余约36%的能量都由π介子携带，不过考虑到庞大的基底，产生的能量和效率依旧可观。而湮灭后剩下的π介子还能继续作为热源加热位于舰船亚光速推进系统约束磁瓶内的等离子工质，进而提升等离子脉冲推进的效率。

统一战线级使用的044型湮灭反应堆由两套除反应室外相互独立的物质/反物质反应组件和外围支持设备构成，并采用3He-反3He的燃料组合。出于提高效率和安全性的需求，这套反应堆被布置于舰船两侧呈真空环境的动力舱中，且并未为人类保留操作空间，全系统均交由自律机械和舰载计算主机进行管理和维护。

一套经典的物质/反物质反应组件的主要结构包括中央的磁箍缩反应室（正物质和反物质在这里进行湮灭反应并释放能量）和围绕反应室相对的两个结构完全一致的反应物注入器，用于从物质/反物质贮箱（彭宁离子阱构型）中提取物质/反物质的磁约束输送管道以及其他外围支持设施（如高能电源、冷却网络、自动化控制电路等）。鉴于反物质的高度危险性，从燃料贮箱到反应室的整个过程中，作为燃料的反物质都将处在多重磁场叠加的磁约束环境下以确保和构成反应装置结构的正物质不发生任何接触，否则不受控的剧烈湮灭反应将在瞬间毁灭整艘舰船。而即便是用于承载正物质的燃料贮箱，由于考虑到舰船在进行机动时可能会产生的水锤效应，加之提高舰船组件通用性和冗余度的需要，以及预防加注燃料时出现的误操作。因此共同体出产的绝大多数正物质贮箱也遵循了和同类反物质贮箱一模一样的配置，包括进行多重磁约束的多组线圈和用于推动燃料的磁泵组、用于定位和预结算反应截面的自动化控制模块和用于精确调整位置的精密约束线圈等结构。

当准备进行正/反物质湮灭时，物质/反物质反应组件将会从舰船主燃料贮箱中提取燃料（通常是重氢或反重氢），在磁泵和两侧约束磁场偏移的挤压下，小股燃料将持续不断地从主贮箱流向反应组件，当进入反应组件后，磁箍缩段线圈阵列会挤压物质/反物质流，并将其分散为相互间距在10-15cm的多粒液滴，并与对面的反应注入器相对齐，使来自两股物质流的液滴在物质/反物质反应室内部三轴坐标完全一致的一点上碰撞，以此引发湮灭反应。

044型作为捆绑了两套反应组件的反应堆，采用了共用反应室的多组反应组件联携控制技术，两套反应组件的四个反应物注入器以90度间距相向布置。并引入了极低时延自动化联携控制来提高反应堆的安全性。采用捆绑90度布置的反应物注入器采用了不同于180度相向布局的自动化控制例程，相比于单个反应组件以相同的时间间隔向反应室内注入物质/反物质液滴，双联捆绑下的反应组件则采取间歇注入的控制例程，即“一组反应组件完成一次注入流程后，二组组件再进行注入流程，接着一组再进行注入，并以此往复”。当四个反应物注入器中的任意一个或两个出现意外性注入不连续状况时（这代表反应室内将会有一滴乃至多滴物质/反物质液滴未能马上完全反应，属于自动化控制中的黄色状况），实时控制的间歇注入例程就会迅速调整其他的反应物注入器的注射频率以保证在极短的时间内会有原理相反的一滴或多滴物质/反物质液滴与停留在反应室中的未反应液滴反应。

以044型反应堆标准的间歇注入流程为例，通常情况下1号注入器注射的重氢（氘）液滴将会和同属一组反应组件的3号注入器注射的反重氢（反氘）液滴相互碰撞并反应。当1号注入器出现注入不连续状况时（这意味着反应室中将会有一滴来自3号注入器的未反应反氚液滴存在），自动化控制系统会实时调整注入顺序，使得属于另外一组反应组件的2号（或4号）注入器额外多注入一滴重氢/反重氢液滴以确保和停留在反应室中的反氚液滴发生完全反应。

两组物质/反物质反应组件间的联携控制在提高了反应堆输出功率的同时也有效地保证了其安全性。复杂工况下精确到纳秒级的时序控制系统、进行数据传输的超流体液态光纤等多项突破性技术也体现了共同体高超的自动化控制水平。

考虑到作为燃料的两种组分除自旋外其他指标完全相反的特性，044型湮灭反应堆采用的氦三-反氦三物质对组合在湮灭完成后将不会生成胶子（氦三由两个质子，一个中子，两个电子组成；和由两个反质子，一个反中子，两个反电子组合而成的反氦三的湮灭反应将会是完全的质量-能量转换，不会留下任何副产物），而只会释放能量，并以高能光子的形式向周围辐射，而这就给能量转换过程提供了方便。044型湮灭反应堆在反应腔外部，独立于物质/反物质反应组件的位置布置有外置线圈的磁约束管道。在这里，同样从燃料贮箱中被提取出来的液态氦三将会吸收湮灭反应产生的巨量高能光子，并在极短的时间内相变为等离子态。此时温度高达数十亿度的等离子态氦三将会随即被注入舰船磁流体发电网络中，在流经全舰的同时不断地做切割磁感线运动，为舰船带来源源不断的交流电力。

俗话说：“人不能在一棵树上吊死，至少要在旁边的树上多试几次”。通过正/反物质对进行湮灭反应的湮灭反应堆在为星舰提供充沛能源的同时也兼具极度的危险性，作为燃料使用的反物质在失去磁场约束的情况下与神话中最可恶的恶魔显然也没什么两样。而核聚变则不然，作为人类早在前星际时代就已经彻底掌握的清洁能源，可控核聚变反应堆在数千年间一直是人类主要的能源装置。作为“成熟”、“清洁”、“安全”的代名词，共同体至今仍在广泛使用的聚变反应堆使得其可以为任何在能源装置方面的激进选型兜底。

即便有多种其他构型可选，但共同体如今在核聚变反应堆的选型上所广泛采用的依然是自前星际时代起就已确定的改良托卡马克构型。诸如仿星器、激光惯性约束等构型的反应堆虽然也早已投入实用化，但其竞争力均不如统治了聚变反应堆市场达数千年的托卡马克构型。

共同体为他们的新一代星航母舰---统一战线级采用的“兜底方案”依然是被称为“万灵药”的托卡马克漏斗构型聚变反应堆。032型托卡马克构型长脉冲磁约束超导等离子体聚变反应堆是共同体主力舰广泛使用的一种成熟可靠且十分安全（相较于一个不留神就会把整艘船湮灭成亚原子粒子的湮灭反应堆来说的确算得上慈眉善目）的聚变能源装置。虽然其技术水平并非最先进，但由于它在同等级聚变反应堆中高度紧凑的结构设计带来的良好适装性和高效的聚变反应-发电整合能力，即便在共同体装备序列中服役了数百年，接受了数不清的技术升级和改造，至今依然活跃在一线，为共同体绝大多数主力舰级军用星舰提供基本的能源保障。

032型聚变堆的主体是从前星际时代就已经确立下来的托卡马克构型-托卡马克漏斗技术分支，并引入了时新的室温超导体、磁流体发电等先进技术进一步提高了其产能效率，它的名字（Tokamak）来源于环形(toroidal)、真空室(kamera)、磁(magnit)、线圈(kotushka)几个俄语单词。作为曾经划时代的发明，将全人类推向进行太阳系开发和星际殖民的最重要推手，即便用来命名它的语言早已随着时代的变迁极少使用，只有斯拉夫文化支的少数成员和考古学家们依然对此津津乐道，这个光是听到名字就足以让人肃然起敬的称呼依然被保留了下来。人们将其视为一种自前星际时代起的文化传承。

从托卡马克的命名就得以一窥这种控制核聚变的方法：利用能产生出强磁场的线圈，约束并加热位于环形真空腔室内部的等离子体，不仅引发核聚变反应，而且让反应始终维持在腔室内部，继而实现了对聚变反应的控制。

032型反应堆采用的托卡马克-托卡马克漏斗技术分支是在托卡马克构型的基础上变形而来，这一技术分支最大的特点便是使用上粗下细的漏斗状真空反应室取代了标准托卡马克构型的环形真空反应腔。相应的外层约束-发电结构布置将漏斗状反应室泾渭分明地分为下部的聚变反应区和上部的换能-发电区。

一个标准的032型托卡马克聚变堆包括室温超导磁体（环向场磁体及极向场磁体）、真空室及其抽气系统、供电系统、自动化控制系统（装置控制和等离子体控制）、加热与电流驱动系统（中性束和微波）、喷气及弹丸注入系统、偏滤器及孔阑、诊断和数据采集与处理系统、包层系统、氦三系统、辐射防护系统、外层设备散热系统、磁流体-温差整合发电系统等部件。

在这样的一套集反应和发电于一体的托卡马克漏斗装置中，下方反应区的欧姆线圈的电流变化提供产生、建立和维持等离子体电流所需要的伏秒数（变压器原理）；极向磁场控制等离子体截面形状和位置平衡；环向磁场则保证等离子体的宏观整体稳定性并加速等离子体；环向磁场与等离子体电流产生的极向磁场一起构成磁力线旋转变换的和磁面结构嵌套的磁场位形来约束等离子体。同时，等离子体电流还对自身进行欧姆加热。并通过大功率中性束注入加热和微波加热使等离子体达到和超过3He（氦三）-3He有效燃烧所需的温度。在满足了进行核聚变的温度条件后，在漏斗下部将会进行如下的聚变反应：

3He+3He→4He+2P+12.860MeV

该反应作为综合考虑最优的聚变方式，没有中子或高能射线生成，释放的能量最大，对反应堆第一壁的破坏小，且也没有核辐射产生，相较于氘-氚聚变、氘-氦三聚变等要么会放出高能中子加剧反应堆结构损害，要么则会产生放射性的聚变方式而言更加先进、清洁且安全。

在聚变反应自下层进行后，沿第一壁呈高速旋转状态的温度达数十亿度的聚变等离子体会在离心力和下层等离子体的共同挤压下逐步向漏斗上层扩散，并进入上层的换能-发电整合区域。在这里，特别布置的线圈在持续约束等离子体不与反应室壁发生接触的同时，高速旋转的等离子体也通过在强磁场中运动而进行磁流体发电。同时，反应室壁布置的环状热电堆将会遵循热电转换进行温差发电，数十亿乃至数百亿的热电偶组合，加之反应室内数十亿度高温与外部超流态氦三-A散热系统2mK的极低温间极其巨大的温差，使得其发电效率维持在一个相当高的水平，且只要反应堆不停堆便可一直工作下去。在损耗了动能和热量后，完成了其产能使命的聚变乏燃料又将回落至下层反应区域，在那里被欧姆线圈重新加热和加速，在重提纯完毕后再度在离心力的挤压下上升至漏斗上段，并重复第一轮的换能-发电过程。

有了湮灭反应和核聚变反应作为能量来源，还需进行能量转换以将产生的热能转换为电能供全船使用。随着时代发展，人类在热管理材料、耐超高温材料等方面的进步促使人类终于得以彻底地抛弃“烧开水”式的低效热能-机械能-电转换方式，转而采用效率更高的“烧高热等离子体”式热-电转换方式。通过将032型聚变反应堆采用的能量转换方式推广到全船，统一战线级采用的舰船智能磁流体-温差综合电力系统整合了在引擎、武器系统、电磁弹射系统等高产热区域使用的等离子体发电（也即磁流体发电）和利用居住区、机库等低热区域与上述高热区域之间长期存在的高温差进行温差发电的整合式发电网络。这一分布式整合发电网络是革命性的，不再由单独、集中的发电机组向全舰电网供给电能，而是将发电机与电网彻底融为一体，通过统一的舰船电网为推进系统、高能武器系统、通信、导航与探测系统等舰船子系统提供电能，实现全舰能源的统一供应、分配、使用和管理。有效利用了全舰废热，提高了舰船热管理效率的同时，也提高了电力系统的整体冗余度，对舰船的生存性也是史诗级的提升。

在这一套分布式发电与电网整合的网络中，等离子体发电/磁流体发电部分的主要发电介质为高热等离子体（通常是被加热至数千度乃至更高温度的等离子态氦三），而等离子体可以通过多个来源获取，例如通过湮灭反应堆产生的高能光子加热获得，通过武器系统开火时被散热网络吸收的巨量热量获得……简而言之，只要舰上存在多个高热源，等离子体发电网络就能从这些热源处源源不断地补充新的等离子体。获得高热的等离子体后，再将其通过外加多组线圈的导管网络。在受线圈产生的强磁场约束不与导管壁接触（以防导管壁不耐受等离子体高温而融化，高热等离子体溢出网络造成设备乃至人员的损害）的同时，因等离子体自身固有的物理特性，让其在磁场中高速流动时，切割磁感线，产生感应电动势。通过这样的热能直接转换成电流的能量转换方式，显著提高了磁流体发电技术相较于加热水使其相变成蒸汽再推动汽轮机发电的“烧开水”式能量转换而言的能量转换效率。

而发电网络中的温差发电部分则在技术上更加简单，考虑到其原理的特殊性，P.A.S.S的设计部门对这一部分的要求也非常简单：能够在舰船高耗能模块持续处于高功率运作状态时为同样处于高负载的舰船电网提供加成供电。作为设计用来“遇强则强”的发电模块，温差发电部分通过在武器、动力、能源、电磁弹射等高耗能高发热子系统处构建与居住区、机库等低耗能低发热子系统相联通的热力循环网络，并以此为基础安装规模覆盖大半艘船只的热电堆，利用这两者间极其巨大的温差，使得其发电效率维持在一个相当高的水平，且可以一直工作下去。统一战线级的温差发电网络依托其“温差越高，产能效率越高”的特性，可以有效在电网高负载为高耗能的舰载子系统提供增幅电力，确保它们在关键时刻可以保持运作。

舰船智能磁流体-温差综合电力系统这一革命性的集“发、输、变、配、用”于一体的智能电力管理系统大大提高了舰船的系统整合能力与生存能力。以往针对动力舱的精确打击将会让传统布局的共同体舰船失去绝大多数的电力供应，变成在太空漂浮的活靶子。而采用新型分布式综合电力系统布局的舰船由于可以接入多个热源，在面对同样的打击时可以调用其他热源来继续维持高热等离子体的产出，对舰船整体发电量影响不大。而且，通过整合综合电力系统的相应功能，统一战线级得以降低原动机的特征信号，提高自身的低可探测性。除此之外，采用综合电力推进的推进系统还能提高舰载湮灭反应堆、聚变反应堆和等离子脉冲推进系统的效率，其燃料消耗量会较未采用IPS而安装相同原动机的战舰下降10%到25%不等。

出于更高一层系统集成的需要，统一战线级的智能综合发电网络本身也早已和舰船的“星汉”整合式舰船域标准操作系统（Integrated Ship Domain Control System，ISDCS）整合，ISDCS是一个高度集成的机电设备控制系统，它可实时掌握全舰电子设备的详细信息，从而灵活调整电力流向，比如在全速航行时，ISDCS会安排一些不必要的设备（如武器系统）以低功率工作或休眠待机以减少耗电量，再将电量用于推进系统；而在战斗状态下，ISDCS会适当减少无关设备的用电量，而将电量用于舰载武器系统。在总发电量不变的情况下灵活调配各系统用电，确保整体效率最优。

统一战线级作为一艘星航母舰，其搭载有大量大功率用电器，除去高能武器外，电磁弹射系统、超远程超光速通讯系统等舰载子系统在运作时将消耗大量能源，短时间内电力的大量消耗将导致舰船电网失稳，电力系统局部电压和电流剧烈波动，甚至有可能引起电网瓦解。因此，必须为舰上的瞬时大功率设备提供与其能源消耗周期匹配的瞬时储能系统来保证电网的有序稳定运行。而舰船储能系统不止包括用于应对短时间激增用电量的瞬时储能系统，还需要有应对长期情况的长效储能系统，这一类储能系统除了也可以用于维持电网稳定外，最重要的职责是用于保障舰船各子系统能够在发电量不足或主电网离线的情况下能够继续履行职责。为应对不同的用电状况，统一战线级配备有两种储能系统，一种是量子锁定超导飞轮电池组；一种是LL-1000“莱顿闪电”瞬时储能放电装置。

作为舰船主要的能源存储系统，搭载在统一战线级上的量子锁定超导飞轮电池以分布式布置在全船各个部位以借此提高容量和冗余度。作为飞轮储能装置大类中的一个亚种，其遵循了飞轮电池的一般性设计，内部安装有电机，当充电时该电机以电动机形式运转，在外电源的驱动下电机带动飞轮高速旋转，即通过外部电力来源给飞轮电池"充电"，增加了飞轮的转速从而增大其动能（机械能）；放电时，电机则以发电机状态运转，在飞轮的带动下对外输出电能，完成机械能（动能）到电能的转换，以飞轮转速逐渐下降的代价换来持续不断的电力输出。

统一战线级采用的量子锁定超导飞轮电池的飞轮在真空环境下运行，转速高达500000r/min，并引入了量子锁定技术使磁体（也就是储能飞轮）悬浮在非理想第二类常温超导体的上空。通过量子锁定技术，人类得以将电池的储能飞轮在磁场作用下“锁定”在一个固定的位置，无论电池乃至飞船的状态发生什么变化，只要用于产生磁场“锁定”飞轮的线圈尚未断电，量子锁定状态就将一直保持下去。

为了确保超导飞轮电池的工作性能，飞轮腔被抽至8-10托的真空度（托为真空度单位，1Torr（托）=133.332Pa），这时飞轮能耗极小，每天仅消耗总储能的2%。

飞轮总储能大小除了与飞轮的质量有关外，还与飞轮上各点的速度呈平方关系。因此提高飞轮的速度（转速）比增加质量更有效。但飞轮的转速受飞轮本身材料限制。转速过高，飞轮可能被强大的离心力撕裂。因此，这一飞轮采用高强度、低密度的高强复合纤维飞轮，能储存更多的能量。

超光速推进系统：

自前星际时代起，进行超光速飞行就是人类最大的梦想。哪怕是距离太阳系最近的南门二星系，距离也达到了当时来看惊人的4.2光年，即便飞船以光速飞行也需要4年多的时间。如果没有超光速飞行技术，人类在其有限的一生内注定只能被局限在太阳系以及周围的几个恒星系中，人类文明所能纳入掌控的领域也注定只能包含太阳系和周边的数个星系。然而面对这种困局，顽强的人类却不愿妥协，在长达一千多年的亚光速时代，配备着巴萨德采集器和聚变脉冲等离子发动机，长达数千米的殖民卫星载着一批又一批冬眠的先驱者，以最高不过65%的光速飞向太阳系周边的每一个恒星系。受限于同样不能超越光速的通讯手段，这些英勇的探索者们想要和位于太阳系的人类文明中央政府---人类命运共同体人民联合政府进行有效的相互通讯几乎是一件不可能的事情。先不论进行如此长距离发射所需的巨量能量从何而来，即便信号一抵达太阳系就能立刻收到回复，许多人类在亚光速时代建立的遥远殖民地要等到这宝贵的回复信息也要耗费一整代人的等待。而在这一过程中，无论出发时的领导体系如何，在抵达目的地后，这支舰队的状况也就与太阳系中央政府无关了，无论是继续遵循共同体宪法的约束，还是建立只属于自己的独裁政权，亦或者向太阳系政府举起叛旗，这些举动都不可能让遥远的中央政府获知。从这个角度讲，与其说这些愿意乘坐殖民飞船抵达外星的人们是“先驱者”，不如说他们是被太阳系中央政府所抛弃了的人。

所幸持续不断的对外探索终究还是给予了人类以希望，并给予太阳系政府以履行“人类文明不会抛弃它的每一个成员”这一承诺的机会。在启航的数十支殖民舰队中，最早启航的南门二星系生产建设舰队收集并整合了它们在超长距离星际航行的过程中收集到的大量科研数据，并通过数十年的不间断信号发送将这些宝贵的资料陆陆续续地发送给了太阳系政府。这些宇宙空旷空间的星文资料，包括星际物质分布、高能射线频率、空间曲率分布等资料为太阳系人类继续推进超光速飞行技术研究指明了前路，并最终促成了人类第一种实用化的超光速推进系统的问世。

早在人类命运共同体成立前的2145年，当时人类最大的分离式三相激光干涉仪“九歌”通过对一对即将合并的黑洞系统的观测率先发现了引力子存在的直接证据，并在接下来数年的观测中确认了引力子的存在。正如标准模型所预测的那样，这是一种自旋为2，质量为0的玻色子。引力子的发现给理论物理带来了巨大的影响，掀起了新一轮的物理学革命，并相应地对应用技术的发展作出了新的指导。

即便不算文创作者们在科幻小说里的天马行空，前星际时代物理和工程学界也存在有多种严肃的关于超光速飞行的构想。曲速引擎、量子滑流、超空间驱动器、亚空间跳跃、量子跃迁、虫洞传送……每种理论的信众都能口若悬河，说得头头是道。这虽然给科幻题材的创作者们带来了一场狂欢，但对于选择真正能够进行超光速飞行的技术路线来说却并不能起到任何帮助。好在随着引力子被正式发现，在学界多个超光速飞行理论学派中，曲率/曲速引擎派逐渐占据了上风，即便在其他派别的学者们看来这有失公允，但不可否认的是随着引力子的加入以及其带来的大量全新的性质，物理学界取得的技术突破越来越证明通过强引力场造成空间曲率扭曲以驱动飞船航行的曲率/曲速引擎路线的正确性。

在南门二生产建设舰队的帮助下，经过了数百年的研究，最终在基于缪钨晶体重整化的引力子制备技术，高能质子束流发生器小型化技术的基础上，诞生了空间曲率干涉技术这一对超光速飞行至关重要的前置技术。

空间曲率干涉技术的本质是控制引力子的散布和密度，进而利用其传递引力的特性影响引力场的强度和方向。这一技术是人类进行曲速航行的核心技术。其技术难点在于引力子的大量制备和对引力场的干涉。其中，在2886年首次制造出的缪钨晶体在引力子制备过程中扮演了极其重要的角色。作为一种人造混合型晶体，缪钨晶体主要由经配体锚定至六钨晶体上的μ介子和作为约束主体的六钨晶体组成。六钨晶体属人造离子单晶体，六方晶系中级晶族，微观上呈蜂窝状六边形晶胞，晶胞中部约束着经锚定延长半衰期的缪子（μ子）。μ子是一种轻子，它带有-1的基本电荷及1/2的自旋。七个约束着μ子的晶胞组成一个晶格。

经重结晶纯化的缪钨晶体在未通电时呈无光泽的灰白色，通电后呈带有金属光泽的纯黑色，质地极其坚硬（硬度达15），但脆性高，易在外力作用下断裂破坏。缪钨晶体的熔点高达5400度，耐腐蚀性好，可作为曲速燃料，用于制备引力子、曲速航行和人造重力场等领域。

在实际的使用过程中，通过一束5GeV以上的高能质子束流与作为靶标的缪钨晶体中受约束μ子对撞，能够产生大量引力子，并伴生足量光子。从宏观上来说，这一过程表现为撞击区域的引力异常和出现持续性强光流。在引力子流产生的同时，通过多方向朝向的缪钨晶体，可以将少数引力子束支流散布到全船，进而生成一个可在曲速航行期间保护船体结构的曲速泡，而主束流则负责产生足以大大压缩空间以推动飞船前进的强引力场。在解决了这两个技术难题后，人类终于拥有了超越光速的可能。

3075年，共同体历史上第一台基于飞船前后方空间曲率差做功的往复式（又称哈罗德·吕构型）空间曲率驱动引擎“实践一号”问世。受限于当时尚不成熟的引力场干涉技术，这台引擎的推力相对不足，因而只能将测试平台加速到约45%光速。

哈罗德·吕构型曲率引擎最重要的部分是一个安装在任意平台上，直径大于结构最大直径的引力场干涉环（也就是俗称的“曲速环”），虽然从原理上来说，只要保证环稍大于船体直径便可在不损坏船体结构的情况下进行曲速航行。但一般考虑到曲速航行时船体结构的完整性和预留冗余度，通常会将曲速环的直径设定为舰船最长直径的150%以上。基于同样的因素，同时期的共同体舰船设计大多为较为规整的长条形，没有几何上特别突出的部分以保持全舰的流线型外表，这不仅仅是为了外观上的美感，也是为了减小引力子散布的难度。

第一台曲率引擎“实践一号”作为早期往复式构型曲率引擎的测试作品，其曲速环并不包含有分流引力子束流的相关设备，因此无法像后续的测试引擎一样拥有生成曲速泡的能力，从结构上来说不具备达到光速的能力，更别说进行超光速飞行了。但其后的“实践二号”、“实践三号”一步一步地完善了曲率引擎的设计。最终，安装在“实践五号”（该测试引擎可达到99.98%光速，是当时共同体飞行速度最快的测试引擎）上的整合式曲速环系统设计对后面所有的往复式构型的整合式曲速环设计起了重要的参考意义。这一曲速环主要分为两部分：中空用于固定内部双层构造的甜甜圈式圆环状结构和内部可旋转的对撞激励器和质子同步加速器。中空的内层环形部分按固定距离设置有可供高能质子束通过的电磁加速/约束线圈，这些结构构成了一个经典的质子同步加速器；而外层则设置有通过线圈产生的强磁场悬浮在距离内环2mm的真空中的对撞激励器。

当舰船准备进入曲速时，1束质子束流会在环状的加速器中加速至99.99998%光速，然后通过单向阀进入曲速环外层，此时外层高速旋转的载有缪钨晶体的对撞激励器通过安装在多组万向轴上的缪钨晶体相位偏导阵将一部分引力子密集束流分散为多组受控的慢化束流并将其均匀地布洒至全船，形成在曲速航行期间保护全舰的曲速泡。绝大多数受控引力子束流则被用于在飞船外部构建强引力场以压缩空间，进而依靠高曲率空间和通常曲率空间之间形成的“空间曲率差”实现空间曲率飞行。由于该构型在曲速飞行时对撞激励器需时刻保持旋转以将撞击产生的引力子均匀散布至全舰，因而得名“往复式构型”。

值得一提的是，缪钨晶体作为对撞激励器的关键材料，在达到相对论速度的高能质子束的持续撞击下，内部锚定并约束的缪子会不断受到撞击而与六钨晶体脱离，也就是说，进行曲速飞行的代价便是消耗一定数量的缪钨晶体。这使得共同体星舰在进行了一段时间的曲速飞行后必须在有资质认证的补给点补充新的缪钨晶体。而旧晶体则被回收，并置于高能粒子对撞机中进行撞击，以此锚定并约束新的缪子。也正是因为缪钨晶体作为消耗品的性质，也有人将其称为“曲速燃料”。

3112年4月25日，共同体第一台能够进行超光速飞行的往复式曲速引擎“超光一号”搭载在曲率驱动测试平台“阿库别瑞”号（CSS Alcubierre，CX-5713）星舰上，并以空间扭矩24.1，推进曲率比3.52:1，最大飞行速度1.013倍光速的技术参数完成了其首次同时也是人类文明的第一次超光速飞行。这一天被公认为持续了984年（2128-3112）的亚光速时代的结束，人类文明的超光速时代就此来临。

最初的“实践一号”搭载的曲速环仅搭载了一组对撞激励器，这使得引力子散布的效率相对较低。后续的“超光一号”引擎则设置有六组对撞激励器，并通过对线圈电磁场的调制保持六个高速旋转物体间的距离以避免相撞。多重对撞激励技术的引入极大地提高了空间扭矩和推进曲率比，进而使得曲率引擎的推进效率和最大航速均有显著的提高。不过需要注意的是，对撞激励器的数量也并非一味的越多越好，对于一定体积的舰船而言，曲速环对撞激励器的数量越多，用于电磁场调制和驱动旋转的所需能量就越多，相对效率就越低，即便这会带来曲速引擎扭矩的客观提高，但效费比依旧是需要纳入严肃考虑的议题。

超光速飞行的最终实现不仅分隔了两段历史，同时也区分了“曲率引擎”和“曲速引擎”的概念。虽然两者都是通过人造强引力场弯曲空间曲率并以此推动飞船飞行，但前者由于缺乏至关重要的缪钨晶体相位偏导阵，因此被归类为不能进行超光速飞行的“曲率引擎”，后者由于增加了相位偏导阵，因此可以通过多个人造强引力场的叠加构建一个能够包裹全船的曲速泡，进而能在进行超光速航行时护舰船周全，因此被归类为可以进行超光速的“曲速引擎”。除了通过“是否能够产生曲速泡”的结构性特征来辨识两种引擎外，也有更简单的通过“是否能够进行超光速飞行”的速度特征来辨识两种引擎：凡是不能超光速飞行的引擎均属第一代曲率引擎，能进行超光速飞行的则被归类为第二代曲速引擎。

在先进的超光速飞船一批接着一批从太阳系出发，满载着物资、补给、关键的技术工程人员，以及共同体中央政府对每个亚光速时代建立的人类殖民地立下的庄重承诺：“先联带后联，共奔互联路”向每个外空人类殖民地以及更加遥远的漫漫星空飞去的时候。对曲速引擎的持续改进和升级仍然在继续进行中。3572年，第一台“喷射式”构型（正式名称是44872构型）的空间曲速驱动引擎“蓝色鸢尾（Blue Iris）”问世，并搭载在私人星舰“事件视界”（Event Horizon，ISO编号CSS-N-9682875）号上进行了飞行测试。并以最大飞行速度35.48倍光速的技术参数完成其首次飞行。

相比于依靠高速旋转的对撞激励器产生引力子的往复式构型，喷射式构型最大的不同在于使用多组位置固定的对撞激励器拼接而成的圆环取代了原来的旋转体。并使用多组拼接在一起的激励环进行共同引力场干涉。多个激励环的扭矩叠加使得喷射式构型曲速引擎的扭矩（一定程度上可以直接等效于推力）得到了质的飞跃。加上经生产工艺改进而大量生产的致密缪钨晶体和多重脉冲束流分离技术的应用，使得单个激励环的扭矩远超过去的同类型产品。

除去多组激励环串联外，喷射式构型曲速引擎的最大技术特点是通过远比往复式构型精密得多的缪钨晶体相位偏导阵实现了激励区间和压缩区间的分离。通过悬浮在真空中的受控纳米级缪钨微晶体集群，使得人类对引力子的干涉能力提高了至少两个数量级。在微脉冲电流的控制下，每个受控微晶体都能精确调整其偏转角度，使得叠加强引力场的生成变得更加精确和高效。而这也是喷射式构型和往复式构型曲速引擎最大的不同之处：喷射式构型的曲速引擎可以同时生成两组曲速泡，一组用于保护宏观船体结构的完整性，另一组用于屏蔽曲速引擎多组激励环之间的引力相互作用。这使得喷射式引擎的激励区和扭矩区分离，从前端经过曲速环的空间被初步压缩，再经过中部的多组并联曲速环的进一步压缩后从后端曲速泡未覆盖的部分离开，极大地提高了空间曲率差，同时也大大提高了曲速引擎的速度上限。

由于44872构型多组激励环串联的设计使得过去出现在共同体飞船上的“外露大曲速环”设计变得不再必要，取而代之的则是体积小巧的串联式曲速环系统。这一时期的共同体飞船曲速干涉环不再张扬地延伸出舰体外，而是隐藏在舰体内部，且体积可以小于整体结构直径。体积缩小的机电设备有效节约了能量，同时也大大提高了曲速环的抗毁伤能力。这一时期的共同体飞船大多在保留原有长条式的整体设计时为新构型曲速引擎追加一个用于向后释放高曲率空间的后向开口，此举不仅是为了避免高曲率空间对船体结构的破坏，同时也是利用高曲率空间对舰船的喷射工质进行场包裹加速，提高亚光速推进器的喷气速度。也正是因为这种设计，除了少数几艘极早期的验证性星舰（如进行第一次44872构型曲速引擎试飞的“事件结界”号）外，后续建造的共同体星舰纷纷将亚光速飞行模式下所使用的等离子脉冲推进系统与新构型的曲速引擎搭配起来使用，从几何上来说则是将串联式曲速环整体嵌套在等离子脉冲推进系统所使用的拉瓦尔喷管上，作为喷管外包覆盖整个亚光速推进系统的尾端。随着喷射式构型曲速引擎开始在共同体领域内大范围使用，还出现了将等离子脉冲推进系统和曲速引擎进行整合后发布的“混合式全能动力包”。涵盖从0速度到超光速的超宽速域适应性和使用方便、上手容易使这种捆绑式销售很受共同体乃至弗格互助协议市场的欢迎。

值得一提的是，随着喷射式构型空间曲率驱动引擎的问世，对曲率引擎世代的划分也被重新刷新，第一世代的曲率引擎也就是指那些只能进行亚光速飞行的往复式构型曲率引擎；第二世代曲速引擎则是可以进行超光速飞行的往复式构型曲速引擎；从第三代曲速引擎开始则是使用喷射式构型的曲速引擎。

然而前三代空间曲率/曲速驱动引擎都没能解决曲率/曲速引擎从原理上就存在的重大缺陷：经过曲率/曲速引擎高扭矩压缩后的空间需要极长的时间才能复原。如果没有外力介入，经强引力场扭曲的空间将在一个相当长的时间内保持原有的高曲率。而这样一条“航迹”的存在将会给想要在这条航迹中飞行的曲速飞船带来极大的困难。因为想要再扭曲已经处于高曲率状态下的空间很显然需要更大的能量，而即便最后成功地进一步扭曲了空间，用来衡量曲速引擎推进效率的最关键指标：空间曲率差也不一定能够赶上在通常曲率空间中飞行的曲速飞船。

自从第一台空间曲率驱动引擎问世以来，航迹问题就始终是困扰着人类文明的难题。第一台曲率引擎“实践一号”虽然仅仅将测试平台加速到了45%光速，但其产生的航迹依然过了数天才消失；第一台超光速飞行的“超光一号”曲速引擎的航迹更是维持了近乎一地球年的时间，而更加先进，扭矩更强的曲速引擎，产生的航迹则能维持更长的时间，有些甚至数百年都难以恢复。虽然太空足够辽阔，但持续数百年不间断的殖民扩张依旧让许多重要航线都为之阻塞。最典型的例子是太阳系-南门二星系航线---自第一台曲速引擎问世后人类文明开辟的第一条定期航线。经过数百年不间断的曲速飞船往返飞行，如同森林般密集的航迹已经遍布整条航线各处，并且已经给来往飞船的正常航行带来了十分严重的影响。许多飞船要么因为自带的曲速引擎输出功率低而不得不绕行远路，要么则不得不一遍又一遍换装功率更大的曲速引擎。而不论是哪一种选择都是恶性循环。绕远路只会让远路最终也被航迹覆盖，一定规模和技术水平下的曲速引擎输出功率也终究有其上限，等到无法再提高的时候这条路便是死路。

曲速引擎这条路越走越窄，而摆在人类文明面前的，只有两种选择：拓宽道路，或者另起新路。

自然，人类文明什么时候在一棵树上吊死过。

最先取得突破的是量子引力学。在反引力子于2668年被证实存在后，对其实用化的尝试就一直络绎不绝。这一举动直到3242年才得以成功。通过反引力和其传播的性质与引力场完全相反的反引力场/斥力场，人类得到了相应的降低空间曲率的方法。

在普通质子束与缪钨晶体对撞以产生引力激励的同时，由于构成缪钨晶体的六钨晶体本身为金属，因此在质子撞击的同时会溢出反质子。为了避免这些反质子与曲速环内正在运行的高能质子束碰撞发生湮灭反应，这些反质子在以前会因其电荷反转的特性而通过一层用于过滤这些反质子的磁场，并经由一条专门的磁约束管道排出舰船。而现在，通过和原有的曲速环共用包括高能粒子加速器等部分设施，将磁约束管道的目的地重新设定在引擎最后方安装的反缪钨晶体激励器，人们得以通过这种方式产生稳定的人造反引力场。作为场反转模块的核心，反缪钨晶体激励器装填的是约束着反缪子的六钨晶体（也即“反缪钨晶体”）。由于回旋电磁加速技术的发展，从受控的纳米级缪钨微晶体集群改进而来的纳米级反缪钨微晶体群将在回旋式电磁加速器中被逐步加速至近光速。这些受约束的反缪子将会与通过磁场过滤（以筛选反质子）和EHENA（Extra High Energy Antiproton Ring，超高能量反质子环，用于聚集并加速反质子，形成高能反质子束的回旋式电磁加速装置）的高能反质子束对撞，形成大量的反引力子。

3772年，第一台加装了引力场反转模块（简称场反转模块）的“实践15”型喷射式场反转空间曲速驱动引擎问世，并在接下来的数年间进行了上千次测试飞行。经验证，新安装的场反转模块能够有效地“抚平”因强引力场产生的高曲率空间，并且能给予曲速引擎在任意外部强引力阱干涉环境下一个恒定的空间曲率差（由于曲速引擎以引力场干涉技术为核心，因此前三代曲速引擎在接近中子星、黑洞等大质量天体周边时往往表现不佳，这是因为这些天体周边无比强大的引力场已经在一定程度上扭曲了空间，进而降低了和人造强引力场共同构成的空间曲率差，这意味着在这种外部重力井干涉条件下，一切依赖空间曲率差进行飞行的曲速引擎的推进效能将大大下降，有时甚至无法进行超光速飞行）。而这对于共同体军事舰船而言无疑是新的巨大进步，采用场反转曲速引擎的战舰将可以在任何重力环境中来去无阻，甚至在以前想都不敢想的行星大气内、黑洞吸积盘等位置都能进行有效的超光速飞行（但肯定会付出巨大的输出功率补偿来抵消强引力场干涉），这代表着巨大的战术和战略优势。

第四代曲速引擎（即采用场反转模块的曲速引擎）的问世终于彻底解决了曲率/曲速引擎在原理上存在的巨大缺陷。这意味着人类进行曲速飞行再也不需付出慢性毒药般的重大代价，人类从此可以毫无顾忌地进行超光速旅行。共同体官方统计数据表明，自第四代曲速引擎问世后，共同体开拓外星球的速度得到了明显的提升。各个成员星球之间曲速飞行的频率也开始频繁起来，这使得共同体舰船的总体设计在数十年内重回了“短小精悍的小舰设计”而非“大而无当的臃肿设计”（这一设计主要用来在被曲率航迹阻塞的航道上继续进行曲速飞行，庞大的舰体允许装载输出功率更大的曲速引擎和供能装置，进而达到比小型舰船更大的空间曲率差以在航迹的包裹中强行开辟一条新的航线，但问题在于低下的机动性和大到让人心肺停止的受弹面积）。又一次，人类终于在慢性自灭的困局中打开了一条新的道路，从此，共同体的对外探索之路将再一次畅通无阻。

但这并非曲速引擎停止继续革新的理由。

在第四代曲速引擎问世后，曲速引擎最大的问题也已经宣告解决，这使得人类对于曲速动力的未来发展方向一时陷入了迷茫。也许普通人不需要天赋也能凭借努力在一个领域内取得不错的成果，但对于那些在已知领域最外沿进行不懈探索的顶尖人才而言，灵感和天赋相对而言更重要，面对可遇而不可求的灵感，加上考虑到短期内难以出现颠覆性的先进技术，负责共同体新一代曲速引擎研发的共同体联合科学院（简称联科院）决定暂缓新一代曲速引擎的前期论证工作，将精力投入到对现有曲率/曲速引擎的改良上。整个38-39世纪，虽然新一代引擎的问世似乎依然遥遥无期，但在这段时间内，联科院对现有曲速引擎体系的发展和改进依然是相当成功的，一个多世纪的时间让人类在高能粒子加速技术、引力子重整化和引力场干涉技术等曲速引擎相关技术领域取得了重大的发展。新型的曲速引擎小型化到可以装进百吨级的护航艇中，而更加简单的场维持线圈甚至可以用在导弹上。这种维持线圈不能从无到有的制造出足以进行曲速航行的强引力场，只能通过预制曲速燃料组维持原有的场强，虽然失去了曲速引擎可调场强的优势，但胜在结构简单体积小且适装性强，可以用于无人机、导弹等小型平台。

最终，在40世纪，将又一次对曲速引擎的发展产生划时代效应的先进技术问世了。人类在冶金、锻造等行业的新进步促成了非理想第二类常温超导体的大规模工业化生产。作为超导体大家族中的最新成员，所谓的“第二类超导体”是当退磁因子为零，磁场强度在下临界场强度Hc1以下时处于迈斯纳态，在Hc1和上临界场强度Hc2之间时处于混合态，在Hc2以上时处于正常态的超导体。而非理想第二类超导体则是内部存在晶体缺陷而使磁化曲线呈现出不可逆的特性的第二类超导体。

非理想第二类常温超导体的大规模应用使得联科院关于新一代曲速引擎构型的设想终于趋向成熟。最新一代，也即第五代曲速引擎将聚焦前所未有的“泛用性”，目标是制造出“适用任意规模航天器”的新型曲速引擎。而在传统视野里，曲速引擎作为现代跨星际工业的掌上明珠，其高度复杂的结构和需要精密到皮米级水平的加工进度都对曲速引擎小型化的进度提出了新的挑战。然而，随着非理想第二类常温超导体开始进行工业化生产，“泛用性曲速引擎”的设计思路也将获得新方向，曾经只被用于亚光速状态下工质加速的引力场包裹技术将要随着技术的发展被赋予新的含义。

这便是如今用来区分第五代曲速引擎与前辈们的“可调引力/曲速场包裹技术”。

曲速泡的本质是多个由安装在舰船各处的引力场发生器产生的，包裹整艘舰船的人造强引力场叠加的复合超场强引力场。这一“泡泡”的覆盖范围通常受遍布舰船周身的引力场发生器的覆盖范围和发生场强决定。受限于以往引力场发生器布置的位置和发射强度，产生的曲速泡大小和形状通常都是固定的。这表现在录入舰船超光速飞控系统的依照不同星舰的外形设计、曲速引擎扭矩等参数由中枢计算机生成的一组固定参数。即便有些测试舰船能够通过实时调整舰体部分引力场发生器的投射角度和发射强度来调整最终生成的曲速泡，这一过程也只能是轻微的，且需要极大量的运算力才能完成调整。然而，可调引力场包裹技术致力于改变这种现状，在引力场发生器的发射强度未出现显著提升的情况下，通过多样化其投射角度，能够实现对曲速泡外形进行大刀阔斧的调整，进而赋予共同体舰船以包括航行、战斗、感测、指挥等多个领域的优势。

拥有了理论基础的指导，具体的实践随即提上日程。经过多种构型的验证，最后入围的是被联科院称为“量子锁定”的技术。

超导体悬浮的现象并不少见，由于低温环境下超导体电阻为0，因此产生迈斯纳效应，磁场线被超导体所排斥，产生的斥力会使磁体悬浮在超导体上空。早在前星际时代，就有对这一现象的应用：应用超导体斥力悬浮技术的磁悬浮列车。而量子锁定技术则是对这一技术的发展。当带晶胞缺陷的钇钡铜氧化物（即非理想第二类常温超导体）处于混合态时，由于其晶胞缺陷会导致缺陷处产生电子的量子遂穿效应。这时位于各个缺陷处两侧的电子会形成大量电子对，使得磁力线以单一磁通量子的形式穿过缺陷处。在这种状态下的非理想第二类常温超导体以此俘获并钉扎磁力线，并在与磁场的相互作用中产生钉扎力，以此对磁通量子形成量子锁定。

通过量子锁定技术，人类得以将一个或多个游离于主船体外的外置引力场发生器在磁场作用下“锁定”在一个位置，无论船体本身进行如何剧烈的机动，只要舰船内部的电磁线圈尚未断电，量子锁定状态就将一直保持下去。而且，通过对磁场强度的调整，还可以实现被锁定超导体和舰船间距的变化，无论是远离还是靠近舰船，均可以通过变动磁场强度的方式实现。加之当超导体锁定在磁场中时，它可以托起70000倍于它自身重量的物品。这对于需要追加能源和散热以支持外置引力场发生器运作的超导体而言更是锦上添花。

基于以上原理，于4025年问世的“实践23型”喷射式场反转整合曲速场包裹空间曲速推进系统是共同体曲速推进系统的又一次划时代更新。这台引擎最显著的结构特征便是采用了一组超导量子锁定曲速场定位环作为其“可调曲速场包裹技术”的主要功能模块存在。由于采用了量子锁定技术，这个“环”实际上是由悬浮在舰船周围的4组相互独立的外置封装引力场发生器组成，这套同母舰没有任何物质接触的外置引力场干涉系统通过微波输电从母舰处接收电力以供运行。当准备进行曲速飞行时，通过磁场与母舰锁定的定位环可以通过实时调节磁场强度来远离/靠近舰船，进而扩大/缩小曲速泡的覆盖范围。

共同体对可调场包裹技术的应用还不止于此，除了扩大曲速泡规模以容纳多艘舰船（战术上非常有利于机群乃至舰队的整体投射）外，还可以用于最大化曲速引擎和亚光速引擎的推进效率。同时，可调场包裹技术还有诸多高级应用，比如通过同样的手段调整曲速泡的前端指向性，使得舰船本体不需要同步其指向也能改变曲速泡的飞行方向（战术上可以使舰船在超光速飞行状态下对周边目标的火力投射不再受指向姿态的影响，大大拉高了共同体舰船超光速火力投射的下限）。

统一战线级使用的“赫尔墨斯ⅩⅤ型”喷射式场反转整合曲速场包裹空间曲速推进系统是共同体基于第五代曲速引擎设计标准生产的主力舰级曲速推进系统，由12组引力干涉环输出的恐怖扭矩使统一战线级可以达到45光秒每秒（LS/s）的巡航速度（也即45倍光速）；最大96光秒每秒的极限速度，并且单次超光速飞行的最大航程可达1光天（任何航天器在进行了一段时间的超光速飞行后其曲速引擎都必然产生大量热量，受限于舰体热容和散热能力，这时航天器需转入亚光速状态一段时间，待散热完毕后再重新进入曲速）。

同使用第五代曲速引擎的前辈们一样，统一战线级配备有1组超导量子锁定曲速场定位环，赫尔墨斯ⅩⅤ的定位环由8组经磁场与母舰锁定的分离式外部定位装置组成，赫尔墨斯ⅩⅤ的一个外部定位装置除了包括基本的引力场发生器及其机电设备外，还配备有和母舰热管理系统连接的气凝胶散热格栅以提高舰船的整体散热能力，此外，外部定位装置还搭载了包括分布式量子计算机终端和被动式传感器监听网络、数据链天线等设备。也正是因此，赫尔墨斯ⅩⅤ的曲速场定位环除了履行其曲速泡调整职能外，还可以被看做一个高度集成化的分体式扫描/感测系统。平时，这套系统可用于收集星文资料，监听敌方航天活动，战时则辅助舰船作战，增强与舰载机集群间的通讯网络。通过系统整合，赫尔墨斯ⅩⅤ的曲速场定位环得以在做好本职工作的同时兼顾其他领域，在较小的空间内实现高度的集成化和智能化，进而给予作为母舰的统一战线级以出色的作战优势。

亚光速推进系统：

相比于新兴的曲速引擎，在人类探索太空的更多数时间里，各种各样的工质推进器才是陪伴人类进行太空探索的主力，从初入太空时使用的各类化学推进器，到核热火箭推进（NTR），从惯性约束聚变脉冲推进再到今天的场包裹脉冲等离子推进，亚光速推进系统的喷气速度不断提高，比冲不断改善，综合性能不断提高。而人类在亚光速推进系统方面花费数千年所做的一切努力，配合在超光速推进领域取得的卓越成就，终于造就了今日应用在共同体各类航天器上，堪称完美的亚光速动力系统：多热源场包裹可变比冲脉冲磁等离子推进系统

统一战线级的亚光速主动力是八台VS-27多热源曲速场包裹线性集成可变比冲脉冲磁等离子推进系统。这种先进的脉冲等离子推进系统虽然早在千年前就已有成熟的技术方案，但持续不断的改进和升级依然使它得以老当益壮，历久弥新。

VS-27所使用的基础技术最早被称为“可变比冲磁致离子浆火箭(Variable-Specific-Impulse Magnetoplasma Rocket,VASIMR)” ，这是一种最早可以追溯到21世纪初期的，可在高推力、低比冲的化学推进器和低推力、高比冲的离子推进器之间调整其工作状态的脉冲等离子体发动机。在VASIMR工作的过程中，中性气体（通常是氢）被射入到前部的磁性单元中，并在那里被离子化。所生成的等离子体随后在中部磁性单元中，通过射频和磁场的共同作用进行离子回旋共振加热，达到所需要的温度和密度，这时，所有的能量几乎都分布在径向方向上。磁喷管将等离子体的能量转变为射流速度和保证等离子体从磁场中有效脱离，输出经过调整的推力，将径向的能量转换到轴向方向上。

统一战线级的VS-27作为工作原理与VASIMR基本一致的磁等离子推进系统，在基础构造上与VASIMR相差不大，基本型VS-27同样包括了3个相连的线性磁单元，前单元控制等离子体推进剂的喷射和（如果来流未被等离子化则）等离子化，中部磁性单元作为加热器，配合射频发生器进一步将等离子体加热至数百万摄氏度，以达到磁喷管所需的输入状态，后部磁性单元则作为磁喷管将流体的热能转变为具有方向的射流，同时又约束着射流的膨胀，保护喷嘴壁的同时将等离子体从磁场中有效的释放出来。从飞船后方向后高速释放的高热等离子体将会给予飞船以相同的反推力，进而推动飞船向前飞行。

值得一提的是，VS-27的最大特点在于其推力在恒定功率下是可调的。在恒定功率下，VS-27可以通过调节离子化和加速两个阶段所占的射频能量的比例来调节推力和比冲，进而适应不同情景下的推进需求。若减少离子化阶段的射频能量而增加加速阶段的射频能量，则等离子体的出口速度会提高，从而提高比冲，但是等离子体密度会随之减小，从而减小了推力密度，也就是减小了推力。反之，如果加大离子化阶段的射频能量而减小加速阶段的射频能量，则比冲减小，推力增大。但总的射频能量不变。

虽然VS-27的基本原理和VASIMR一样，但这并不代表两者在结构上完全相同，通过对VS-27线性磁单元的描述我们可以发现，VS-27通常并不自己加热等离子体，而是直接从共同体飞船普遍使用的磁流体-温差综合电力系统中提取高热等离子体（详情可参考“能源供给”小节的相关内容）。其前部磁单元的“等离子化气体”功能实际上仅在极少数没有等离子体的状态下使用。加之VS-27通常也不使用或不只使用氢作为燃料，而是一视同仁地采用多燃料设计，各类温度涵盖数千度到数亿乃至数十亿摄氏度不等的等离子体均可以作为其燃料，对于统一战线级而言，可用作VS-27燃料的包括：032型聚变反应堆进行氦3-氦3聚变的产物---等离子态氦（氦4）；用作044型湮灭反应堆能量转换介质的等离子态氦3；甚至是舰船散热系统中作为散热介质的蜂窝铟液态金属也可在紧急状态下被加热至等离子态后从磁喷管喷射出去。VS-27的多燃料设计不仅是放宽了舰船对推进工质的需求，同时也迎合了场包裹技术对工质喷射速度的提升。

除去可以从多个热源提取等离子体外，VS-27和VASIMR最大的不同在于引入了曲速场包裹技术对喷射工质进行进一步的加速。进而使其喷气速度得到了巨大的提升。

早在曲率引擎尚未出现，人造引力场技术刚刚问世的时期，就有学者提出，虽然目前人造引力场的强度尚难以拉动庞大的飞船，但可以试着转换研究的对象，将尝试拉动的对象由飞船本身改为飞船向后喷射的燃料。这一想法很快得到了因为长期没有取得进展而愁眉苦脸的科学家们的一致支持，于是在一部分核心成员继续空间曲率驱动引擎的研究的同时，另一批人则试着用低扭矩的曲率试验机加速从脉冲等离子发动机中喷射出的工质。

不出意外，实验很快取得了成功，经过几次失败后，通过一台实验室用的小型空间扭矩干涉器，人们成功地将同样是实验室使用的脉冲等离子微推力器喷射出的工质置于人造引力场的包裹中，在高曲率空间的拉扯下，仪器测定载荷在发动机以300km/s的喷气速度工作时获得了相当于423km/s带来的反作用力。

实验室测试的成功鼓舞了长期愁眉不展的研究团成员们。在共同体中央政府的大力支持下，装载有测试装置的星舰在木星轨道上再次进行了测试飞行。实验数据表明，只要在亚光速飞行时确保引擎组件位于曲率引擎人造引力场的覆盖范围内，并且通过反转电压实现空间扭矩的反向指向（即曲率引擎的“倒车模式”，这一模式下由于电压变动导致叠加引力场的位置完全相反，因而能使飞船在不变动自身姿态的情况下实现与前进方向完全相反的反向直线飞行），就能保证向后喷射的工质受到与其前进方向相同的高曲率空间的持续拉扯，进而提高其喷气速度。

随着曲率乃至曲速引擎的问世，这一简陋的曲速场包裹加速技术很快得到了完善和发展。以统一战线级采用的VS-27曲速场包裹线性集成脉冲磁等离子推进系统为例，这套系统在其中部和后部线性磁性单元的间隔处安置有一组低功率的曲速干涉环，这组干涉环的输出功率并不足以将飞船推入超光速，但其产生的后向高曲率空间却可以将VS-27引擎的后向喷气速度由350km/s加速到最大0.99倍光速的理论速度（当然，很显然的是即便采用更高扭矩的曲速干涉环，虽然确实能在飞船附近将工质短暂地加速到超光速，但只要一离开曲速场的维持范围，极速衰减的场包裹效应就会使喷射工质急剧减速，最后失去场包裹加速的工质将会稳定在一个略低于光速的速度继续飞行，因此，使用这种投机取巧的方式是不能进行超光速飞行的。有人质疑这一行为可能会违反相对论“有质量物体不可达到真空光速c”的推论，但实际上超越光速的仅仅是包裹着喷射工质的周边空间，工质本身的喷射速度依然维持在低于光速的水平线上）。这一发现一劳永逸地解决了航天器的工质携带问题。使得人类舰船可以依靠极少的工质消耗达到所需的反冲，这也大大改变了共同体的星舰设计思路，正如后世的历史学家们所总结的那样：“曲速场包裹效应在亚光速推进领域的应用与否是一个物种能否真正具备恒星际巡航飞船建造能力的基础条件之一”。

姿态控制系统：

成大事者往往也需要拘小节，为保证舰船的高机动性、辅助战术机动进行、完善后勤补给能力，需要航天器具备控制和定向自身姿态的能力，这一能力包括姿态稳定和姿态机动两个方面。前者是保持已有姿态，后者是从一个姿态到另一个姿态的转变。统一战线级作为共同体当前体型最大的舰船，采用以主动姿态控制为框架，多种姿态控制措施结合的复合控制手段以同时满足舰船姿态稳定和姿态机动方面的需求。

统一战线级在其传感器系统整合了多种敏感器组，包括固定式整合星敏感器、磁强计、光学陀螺仪组、精导航仪（Fine Guidance Sensors, FGS）、角速度测量单元（Rate Sensor Units, RSU）等一系列用于测量舰体物理信号的特种传感器。再经过舰载主机进行舰船姿态控制信号的处理，并发送给执行机构进行姿态调整。

统一战线级的姿态调整控制机构较为复杂，它在可以进行主动姿态控制的同时也囊括了被动姿态控制的全部内容，从最简单的重力梯度稳定，到需要喷气控制的自旋稳定，乃至最复杂的三轴姿态控制，多重控制手段保证统一战线级在各种情况下都能做到对自身姿态的调整和稳定。而具体的硬件部分则包括反作用飞轮（Reaction Wheel）控制（佐以喷气力矩、磁力矩或重力梯度力矩作为辅助手段）、磁力矩器控制、喷气三轴姿态控制等多种控制机构，多种控制手段互为补充，构成了统一战线级复杂的姿态控制执行机构。

统一战线级的反作用飞轮控制通过转轴固定于星体三惯量主轴，标称转速等于零的三个飞轮来储存俯仰、偏航、滚转三个通道多余的动量矩来使船体三轴姿态达到稳定。统一战线级的反作用飞轮系统还和其他姿态控制执行机构互为力矩卸载，如微推力器系统、磁力矩器等。

统一战线级的磁力矩器主要由高磁导率的棒状磁芯和外部均匀密绕的线圈组成，线圈通以额定电流，则会产生所需的工作磁矩。磁矩与其所处星球地磁场相互作用产生磁控力矩，用以对船体进行姿态控制或动量管理。

除去这些次要的姿态控制执行机构外，统一战线级最主要的姿态控制执行机构是分布在全舰质心远端（即舰艏和舰艉处）和量子锁定曲速场定位环处的喷气三轴姿态控制系统。

统一战线级的喷气三轴姿态控制包括总计32组的反作用力控制系统（Reaction Control System，RCS）推进器组，布置在质心远端的目的是使用最少的工质换取最大的作用力矩。由9个多热源脉冲磁等离子微推力器整合而成的一个全向推进器组（以两个微推力器为一组分布在四个方向，一个微推力器位于推进器组顶部）能够为舰船提供5个方向的作用力矩。在曲速场包裹技术的推进增幅下能够为统一战线级提供单个推进器组单个方向最大40000KN的可调推力，且可以通过调整人造引力场强度和推进器自身射频能量比例来调节喷气速度，并以此实现作用力矩强度和方向的灵活变换。

当舰船需要进行大角度的姿态机动时，依托舰载主机运行的推力平衡系统会在敏感器提供的数据支持下精确控制RCS系统的喷气速度和喷气组合方向。在进行大幅的姿态机动时，RCS推进器组也可用于抑制飞船受惯性作用产生的水锤效应，在短期内为处于高速航行状态的舰船进行姿态的平稳过渡，保证机动期间的飞行姿态稳定和船体结构完整性，亦或者为舰炮和近防系统争取宝贵的反应时间，以在接踵而至的敌方打击中尽最大限度保住舰船。