Термоглиссер

[vsevolodson]

Наверное, стоит уточнить, что прогреет не потому, что плотнее, а за счёт лучистого теплоообмена?

Нет, как раз за счёт контактной теплопередачи. Дело в том, что в короне парус сгребёт толщу разогретого до миллионов градусов вещества больше своей собственной толщины.

[vsevolodson]

Что сегодня обнаружил:
http://forums.airbase.ru/2012/12/t87186--termoglisser-korabl-pokolenij-zvezdnyj-parus.3419.html
"Симу" забанили, а он продолжает перевирать и дискредитировать меня в других местах, втихаря. Очень подло. Однако тема на авиабазе получила ход.

[Прохожий]

Что сегодня обнаружил:
http://forums.airbase.ru/2012/12/t87186--termoglisser-korabl-pokolenij-zvezdnyj-parus.3419.html
"Симу" забанили, а он продолжает перевирать и дискредитировать меня в других местах, втихаря. Очень подло. Однако тема на авиабазе получила ход.

Вас можно поздравить ---- у вас завелся идейный враг...

[vsevolodson]

Wywern-2 -> сима:

Да-с... Да Вы, батенька, тролль, да еще и туповатый и наглый. Надо гнать-с

[pkl]

vsevolodson
Получается, энергия уходит на диссоциацию водорода. И образовавшиеся атомы "холоднее" чем молекулы.
Впрочем, и конструктивно нагрев до 3000 градусов реализовать намного проще. Достаточно использования тугоплавких металлов.

Графит! Графит! Или, в самом общем, композиты на основе углерода. Тугоплавкие металлы ещё надо найти.
http://ru.wikipedia.org/wiki/Тугоплавкие_металлы

[pkl]

Что сегодня обнаружил:
http://forums.airbase.ru/2012/12/t87186--termoglisser-korabl-pokolenij-zvezdnyj-parus.3419.html
"Симу" забанили, а он продолжает перевирать и дискредитировать меня в других местах, втихаря. Очень подло. Однако тема на авиабазе получила ход.

Вас можно поздравить ---- у вас завелся идейный враг...

А вот что я сегодня нашёл на форуме "Новостей космонавтики":
http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/forum13/topic13357/

Похоже, он и впрямь больной.

[vsevolodson]

Рассмотрим самый пессимистичный вариант термоглиссера. На самом деле вопрос, какой УИ удастся в реальности получить в термоглиссере - оценка колеблется от 12 до 20 км/с. Есть работа, показывающая, что даже при всего 3000К можно получить 14,36 км/с, но я буду более пессимистичен, и возьму число 12.

Теперь массовое число. Если расход топлива оптимизируется по энергии, то массовое число ступени будет 4,92 (это объяснять, надеюсь не надо). С учётом многоступенчатости часть конструкции выбрасывается, поэтому массовое число не-последней ступени будет порядка 5. Бак из под рабочего тела последней ступени выбрасывать не следует, он послужит экраном от Солнца и строительным материалом для перелётного транспорта (корабля поколений, например).

Ступеней я бы предложил две - одна отрабатывает непосредственно в перигелии по максимуму, другая - отчасти несёт экранирующую роль при удалении от Солнца, и греется, к примеру, уже солнечным коллектором. Прирост скорости каждой ступени составит 19,12 км/с.

Так как первая ступень отрабатывает короткое время непосредственно в перигелии, средняя вторая космическая скорость будет порядка ~600 км/с. В таком случае итоговая скорость после отработки первой ступени составит уже ~150 км/с (по формуле эффекта Оберта). Вторая ступень, допустим, будет отрабатывать в районе, где средняя вторая космическая составит 400 км/с. Это добавит ещё 125 км/с к итоговой скорости. Итого получается уже 275 км/с.

Если рассчитать ракету как одноступенчатую, с массовым числом 24,2 то получим прирост скорости 60,9 км/с. Если средняя вторая космическая скорость будет 500 км/с, то получим с учётом эффекта Оберта итоговую скорость 254 км/с. Видно, что итоговая скорость на бесконечности получается примерно одного порядка - 200-300 км/с. Т.е. никакой ошибки здесь нет.

Применение эффекта Оберта у Юпитера даст ещё около 40 км/с, посему вопрос возможности достижения итоговой скорости в 0,001С считаю закрытым. Дурочка сима пусть утирает свои сопли.

[Turist_40rus]

Что сегодня обнаружил:
http://forums.airbase.ru/2012/12/t87186--termoglisser-korabl-pokolenij-zvezdnyj-parus.3419.html
"Симу" забанили, а он продолжает перевирать и дискредитировать меня в других местах, втихаря. Очень подло. Однако тема на авиабазе получила ход.

Вас можно поздравить ---- у вас завелся идейный враг...

А вот что я сегодня нашёл на форуме "Новостей космонавтики":
http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/forum13/topic13357/

Похоже, он и впрямь больной.

Нарооод, вы че? Как можно было Сергея Громова (Мона, Сержа) не узнать? Вот его сайт: http://marsian.borda.ru/ Исписался человек, да. Теперь все по мелочи. А еще недавно такие классные проекты предлагал: ракета "СССР-1", корабль "Спейс Одиссей", суборбитальник из переделанного "Як-42", а стихи какие писал... см ссылк - всем рекомендую, пазитиф...

[vsevolodson]

http://forums.airbase.ru/2012/12/t87186,5--termoglisser-korabl-pokolenij-zvezdnyj-parus.2181.html#p3004465

Гравманевр у Юпитера не сильно мощный, ибо Юпитер медленно движется по орбите. Пилить до Плутона и пилить! Плутон тем более мало поможет, даже тормоза - атмосферы скорее всего нет, чем тормозить будете? Обратно тем более, там 10-15 км в сек не отделаетесь! Повторных бустов не будет, ибо эффект Оберта на высоких скоростях не значителен!

Очередной пример наглой лжи. Я лично проверял на матмоделях - эффект Оберта никак не зависит от скорости "подлёта". Хоть к Юпитеру, хоть к Солнцу, хоть на 100 км/с, хоть на 1000 км/с можно подлетать, от этого коэффициент умножения скорости не зависит никак. Если бы пациент удосужился бы вывести эффект Оберта из уравнений гиперболической траектории, то он бы сам в этом убедился. Но ведь нет, он на это не способен, мозгов хватит только на перевирание и клевету.

При это модерастия авиабазы никак на это не соизволила отреагировать.

[Проходящий Кот]

.....
При это модерастия авиабазы никак на это не соизволила отреагировать.

Так главная задача модераторов  ---- чтобы пациенты участники дубасили бы друг друга подушками, а не кирпичами......

[Андрей Курилов]

Обещают нам металлический углерод, стабильный при низком давлении. Это должен быть материал с высокой прочностью, теплопроводностью и температурой плавления. Если так, то металлический углерод будет жизненно необходим в качестве конструкционного материала для баков термоглиссера. Нужен именно материал с очень высокой теплопроводностью, способный выдерживать температуры >3500^oK. Пока что это одно из проблемных мест термоглиссера.
В качестве претендентов есть ещё вольфрам и стеклоуглерод.

[Андрей Курилов]

http://web.archive.org/web/20050317145452/http://www.newworlds.com/reports/PUR-12.PDF
Обещают при пониженном давлении водорода его диссоциацию и УИ до ~15 км/с. Предлагают использовать следующую схему также: сначала раогревается рабочее тело при высоком давлении до ~3000K, затем оно крутит турбину и расширяется, снижая своё давление. Этот, "отработанный" водород низкого давления снова нагревается до ~3000K и подвергается диссоциации и частичной ионизации, в том числе при помощи электричества, которое поступает с турбины и электрогенератора. Радиаторы не требуются, УИ оценивают до более чем 17 км/с. Статья вообще о ТфЯРД, который, якобы, можно изготовить в виде цилиндра всего 50 см в диаметре.

[MenFrame]

Если кратко, то действительно падаем по эллпиптической орбите, но на на само Солнце, а просто по орбите с низким перигелием (2 радиуса Солнца, если конструкция корабля позволяет).

Можно просто кусок большого вещества с переменным импульсом абляции. Скажем шар или диск из водорода окутанный тугоплавким слоем. Тогда можно максимальо близко к поверхности подойти. Получить максимальную тягу и максимального Оберта.

[sharp]

http://www.niac.usra.edu/files/studies/final_report/76McNutt.pdf
Interstellar Precursor Mission: A Realistic Interstellar Explorer

В работе рассмотрена концепция околосолнечного маневра с целью использования эффекта Оберта. Предполагается пройти перигелий на расстоянии 4 солнечных радиуса, сообщив в перигелии delta-V = 15 км/с. Скорость выхода из СС, по эффекту Оберта, составит 95 км/с (20 а.е/год).

В качестве рабочего тела рассматривается жидкий водород, разогреваемый до 2400К солнечной энергией.

[neolopus]

Рекомендую ознакомиться с темой: Термоглиссер.

Там рассмотрен наиболее реалистичный вариант того, о чем вы говорите.

Обана!
По-видимому, это самое то. Спасибо!

А продолжать-то теперь где? Тут или там?

во-первых зачем падать именно на Солнце?

Чтобы максимально полно и максимально долго использовать солнечную энергию.
КК с наружным термоядерным реактором, получается.

во-вторых, такой спутник может кружится по элиптической орбите, ну и если сделать такой штуке альбедо под 90% то его эффективная температура на такой орибте будет где-то 650 К, можно наверное и поближе приблизить если такой зонд не имеет каких-то тонких устройств.

Зонд, направленный для изучения Солнца - да. Может болтаться около него очень долго.
А устройство, которое должно разогнаться и полететь дальше, не может находиться около Солнца всё время, двигаясь по круговой орбите. Рано или поздно ему нужно набрать скорость, превышающую орбитальную скорость возле Солнца. Оно начнёт удаляться.
И хотелось бы,чтобы момент сближения с Солнцем был использован по максимуму.

Можно просто кусок большого вещества с переменным импульсом абляции. Скажем шар или диск из водорода окутанный тугоплавким слоем. Тогда можно максимальо близко к поверхности подойти. Получить максимальную тягу и максимального Оберта.

При этом энергия Солнца используется для разогрева рабочего тела - по аналогии с ЯРД, но вместо реактора источником тепла выступает солнечное излучение. А рабочим телом выступает водород, исходно находящийся в жидком или даже ледяном состоянии.
Это же одновременно позволяет избежать перегрева: корабль охлаждается стремительно истекающим водородом.

А что если пойти дальше?
Не нужно эффективных температур в несколько сот кельвин. Пусть разогревается как можно больше.
Используя разность температур на стороне, обращённой к Солнцу и на стороне, на которую солнечные лучи не падают, получить перенос тепла и тем или иным способом превратить его в электрическую энергию.

Электрическую энергию подвести к ускорителю элементарных частиц, а в сам ускоритель подать - ну можно водород, а можно испаряющуюся породу самого астероида. Просто в полёте водород ещё может пригодиться, а камень нужен будет не так сильно.

Экипаж можно оградить от раскалённой оболочки внутренним корпусом. Раскаляется наружный корпус, одна сторона греется больше (та, которая обращена к светилу), другая используется для охлаждения.

Почему ускоритель, а не прямое истечение нагретого вещества? Потому что истечение не будет со скоростями больше, нежели соответствующими температуре 6 тыс. градусов; ускорение же ионов электромагнитными полями позволит придавать истекающему потоку любые скорости.

Грубо говоря то же истечение рабочего тела с околосветовой скоростью, только безо всякого антивещества на борту. Энергию предоставляет Солнце во время пролёта возле него.

Сложности понятны - чуть ближе к Солнцу - установка расплавится (или погибнет команда); чуть дальше от Солнца - уменьшится скорость "отрыва"...

Интересно - есть какой-то оптимум? Выжать максимум и остаться при этом живыми?
И какой можно получить этот максимум? Всего лишь те самые 200-300 км/с? Больше не получится?..
Солнце могло бы, по идее, помочь достичь звёзд. Уж что-что, но энергии у него хоть отбавляй...

[neolopus]

Тут еще ведь дело в том, что подобная установка на сегодняшний день нам более реальна, чем термоядерные взрыволёты и фотонные ракеты с антипротонами на борту.

Собрать какой-нибудь преобразователь тепла в электричество и приделать к нему ускоритель для ионов - по идее мы буквально даже сегодня уже можем...

Может быть увидим мы ещё полёты к звёздам? Не потомки, а ещё мы сами?

[sharp]

Не нужно эффективных температур в несколько сот кельвин. Пусть разогревается как можно больше.
Используя разность температур на стороне, обращённой к Солнцу и на стороне, на которую солнечные лучи не падают, получить перенос тепла и тем или иным способом превратить его в электрическую энергию.

А у вас есть радиатор с мощностью теплоотвода в несколько МВт на м2? Если нет, то с тепловой машиной так близко к Солнцу лучше не соваться.

Почему ускоритель, а не прямое истечение нагретого вещества? Потому что истечение не будет со скоростями больше, нежели соответствующими температуре 6 тыс. градусов; ускорение же ионов электромагнитными полями позволит придавать истекающему потоку любые скорости.

А какая тяга будет? Нам ведь нужно успеть сообщить нужный импульс за время прохождения перигелия, а это примерно десятки минут.

Интересно - есть какой-то оптимум? Выжать максимум и остаться при этом живыми?
И какой можно получить этот максимум? Всего лишь те самые 200-300 км/с? Больше не получится?..
Солнце могло бы, по идее, помочь достичь звёзд. Уж что-что, но энергии у него хоть отбавляй...

Можете посчитать эффект Оберта, расчет там не сложный, через закон сохранения энергии. Приблизительно, емнип, получалось, что при собственной дельта-ве не более 15 км/с, можно разогнать примерно до половины 2-й космической того тела, у которого ускоряемся.

[neolopus]

Я так понимаю, идея с заправкой от Солнца вышла отсюда (из первой Elite от 1984 года)?

Не помню, откуда я её взял, но почти наверняка не отсюда. То ли откуда ещё, то ли сам додумался...
Не помню. Просто кажется само собой очевидным, что у Солнца энергии-то полно...
Да вообще много людей - и фантастов, и нет - предлагали в том или ином виде использовать энергию Солнца. И совершенно закономерно! Ну действительно грех не воспользоваться таким источником. Всё равно же сгорит, притом просто так...
А так хотя бы полетаем...

А у вас есть радиатор с мощностью теплоотвода в несколько МВт на м2?  Если нет, то с тепловой машиной так близко к Солнцу лучше не соваться.

Ну если верить закону о зависимости излучаемости от температуры в 4ой степени - то можно придти к выводу, что рост температуры будет существенно улучшать теплоотдачу.
В конце концов у веществ есть тепловая инерция, и если речь идёт о:

примерно десятки минут.

- то, возможно, "тепловая машина" (в самом широком её понимании) и не успеет нагреться до разрушения...
В конце концов всё ведь зависит от реальных материалов, времени пролёта, скорости, расстояния до Солнца,и много чего другого...

Почему ускоритель, а не прямое истечение нагретого вещества? Потому что истечение не будет со скоростями больше, нежели соответствующими температуре 6 тыс. градусов; ускорение же ионов электромагнитными полями позволит придавать истекающему потоку любые скорости.

А какая тяга будет? Нам ведь нужно успеть сообщить нужный импульс за время прохождения перигелия, а это примерно десятки минут.

Ну давайте сделаем детский прикид. Очень грубо. Квалификации у меня подсчитать очень точно не хватит,но прикинуть-то всегда можно, все же в школе учились, в конце концов...

Пусть на 1кв.м. корабля обрушивается 2 мегаватта излучения, один мегаватт доходит до тёмной стороны и излучается, другой мы можем превратить в электроэнергию.

Мегаватт, грубо говоря, будет соответствовать (правда при 100%-ном КПД, но хотя бы для начала посчитаем так) току в 1А при разности потенциалов 1 млн В. То есть 1 ампер ионов будут вылетать из сопла с энергией 1МэВ.

Если считать постоянную Фарадея (заряд "моля" электронов) примерно равную 100 кКл/моль, то 1 А соответствуют 0,00001 молю в секунду.

Если у нас вылетают одновалентные ионы массой, ну скажем, 20 единиц массы - то осталось умножить 10^-5 на 20 грамм. Получится 0,2 мг в секунду расходуемой массы корабля.

Энергия 1МэВ соответствует (для одновалентных ионов массой 20 единиц) скорости:
v² = 2qU / m = 2*1.62*10^-19 * 10⁶ / (20*1.67*10^-27) =10¹³
Это квадрат скорости.

Сама же v получается около 3*10⁶ м/с
2*10^-7 кг * 3*10⁶ м/с = получается негусто = 0,6 кг*м/с = 600 г*м/с
Это очень мало. Экономно, но звездолёт не будет столько времени находиться у Солнца.
Явно надо что-то с тягой побольше.

Но если, скажем, считать 1 мегаватт как 1 вольт на 1 МА - то получим 0,2 кг (в миллион раз больше) на 3*10³ м/с (в тысячу раз меньше), что даёт уже импульс 600 кг*м/с.

За 10 минут это составит 360 кг*км/с при расходе 120 кг массы, за счёт энергии с квадратного метра.
Но если планируется выбрасывать массу со скоростью всего лишь 3 км/с - для чего тогда ионник?

Видимо, действительно прямой нагрев и обычное реактивное истечение неэкономичны, выбрасывают слишком много массы и именно поэтому предпочтительнее для набора скорости...
Жаль.
Тогда, по большому счёту, нет особой разницы между истекающим парами водорода кораблём около Солнца и обыкновенной ракетой. Скорости истечения газов примерно одинаковы,  и добор скорости за счёт эффекта Оберта даст ну пару десяток км/с, но никак не больше.

А ионному двигателю не хватит тех минут пролёта возле Солнца. Слишком тонкая струйка.
Но, в принципе, может быть ситуацию спасёт то обстоятельство, что нагрев и истечение (что ионов, что газов) начнётся не в момент пролёта вблизи Солнца, а задолго, по мере приближения. М.б. у нас будет время бОльшее, нежели те десятки минут...

По большому счёту, в межзвёздных полётах у нас реально проблема в источниках энергии. В мощных и долго работающих...

ПС: В расчётах очень старался не ошибиться. Надеюсь что получилось...
 

[Максим КР]

Близко нельзя! Там вообще то очень сильные магнитные поля. Всё металлическое раскалится и испарится даже под мифической теплоизоляцией изнутри. А если как то изолировать аппарат от полей и излучения, то как заправляться?

А вот при не очень близком пролете, и не сильно фантастической теплоизоляции, можно использовать пролет для не кислого гравитационного манёвра, которого хватит что б долететь до соседних галактик. Торможение не предусматриваю, беспилотник же.

[neolopus]

По поводу заправки надо бы сначала определиться с вопросом "Чем?".
Что именно предполагается использовать от Солнца?
- ЭМ излучение?

Именно так.
Предполагалось тем, что имеющимися у нас технологиями проще всего "усвоить" - ЭМ излучением. Лучистой энергией. Превращённой в дальнейшем в высокую полётную скорость.

Может быть там можно "заправиться" чем-либо ещё, но легче всего, полагаю, будет "хватать" солнечное именно тепло...

гравитационного манёвра, которого хватит что б долететь до соседних галактик.

Так всё равно лететь он будет с далеко не с теми скоростями, с которыми хотелось бы лететь в межзвёздном пространстве...

Торможение не предусматриваю, беспилотник же.

Вот это и плохо же...
Что скорости от простого гравитационного манёвра не позволят создать "пилотник"...
Всё-таки надо же когда-то пытаться туда, к звёздам, слетать...