Ракета,запитываемая лазером: способ вырваться из гравитационного колодца Земли?

[pkl]

А я и не спорю. Ионник лучше ЖРД: УИ у него огромен, и рабочего тела он кушает меньше. В общем-то это почти идеальный РД.

Боб, пневматический двигатель моей спортивной снайперской винтовки - идеальнее идеального ионника, поскольку на дульном срезе разгоняет 2 грамма до 3 кмс, нет технических проблем с клиновой подушкой на леере 10 метров разогнать баллет  до десятков кмс - толку то от это чё?

Легкогазовая пушка. Идея с бородой:
http://www.membrana.ru/particle/3360
http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/tm/1974/5/uskor-vest.html

Но толку? Перегрузки ещё больше, чем у сабжа, а габаритные ограничения - ещё жёстче.

[pkl]

Солнечная энергия - бесплатна, водород - очень дёшев. И не надо изголяться с гептилами и плутониями. Тягу позволяет развить вполне себе ничегошную, по сравнению с парусами.

Тагу - да. Любую. Но тяга должна ещё соизмеряться с весом. Движка, рефлектора, рабочего тела. Если же применить наземный рефлектор, как вот в этих фантазиях, в частности изложенных в вики, "...Solar-thermal for ground launchSolar thermal rockets have been proposed [7][full citation needed] as a system for launching a small personal spacecraft into orbit. The design is based on a high altitude airship which uses its envelope to focus sunlight onto a tube. The propellant, which would likely be ammonia, is then fed through to produce thrust. Possible design flaws include whether the engine could produce enough thrust to overcome drag, and whether the skin of the airship wouldn't fail at hypersonic velocities. This has many similarities to the orbital airship proposed by JP Aerospace...", то ясно видно, что сразу сдаст точность фокусировки пучка. Если в варианте с лазером или СВЧ можно, с грехом пополам, гарантировать низкую расходимость на первых десятках километров траектории, то в случае применения солнечного коллектора, далеко не улететь.

Рефлектор может быть вполне лёгким, тонкоплёночным, на композитной ферме. Другое дело, что он будет большим. Очень большим и тут возникает вопрос жёсткости конструкции.

[Polnoch Ксю]

Дело даже не в безопасности, а в перегрузках, которые ожидаются весьма и весьма.

Перегрузок "весьма и весьма" не будет, если греть рабочее тело до температур, сравнимых с ЖРД (а сильно большие сомнительны....)

Если греть рабочее тело до температур, сравнимых с ЖРД, то и удельный импульс будет как у ЖРД. И смысл?

В атмосфере удельный импульс псевдобесконечный: мы вообще не тратим рабочее тело Зачем нам сверхдорогой аналог камеры сгорания?

[pkl]

Забудьте про использование ресурсов атмосферы. Атмосфера - это только помеха, её надо пройти как можно скорее. Атмосферный участок траектории стартующего космического аппарата мизерный - приращение скорости минимально. Да и тяга двигателя, использующего атмосферу, будет ничтожной.

[neteru]

Думаю надо сделать орбитальный космический лифт(читал где то, что к 2050г сделают) и по тросу ракету поднимать, а там на орбите стартануть и никакого лазера не надо!

[mrbus]

Имеется пара идей. Касательно фотонного разгона (идея автора темы, признайтесь, не нова - это просто фотонный двигатель, модифицированный под разогрев воздуха, что только сильно снизит КПД) - в моменты разгона можно использовать точно подогнанные зеркала, чтобы отраженный луч использовать многократно. Отразился он от ракеты (придав ей импульс в идеале чуть меньше 2p, где p - суммарный импульс фотонов), затем отразился от земного зеркала, снова полетел к космическому аппарату, и т. д. (при этом длина волны излучения будет при каждом отражении падать, хотя это мало существенно, все равно высокого КПД не добиться и основная энергия будет уходить в нагрев, т. е. падать будет скорее интенсивность излучения, чем длина волны).

Вторая идея касается не совсем космоса, но авиации. Топливные расходы на авиацию весьма высоки, КПД двигателей крайне низок. Есть предложение использовать высотные лифты (т. е. башни с лифтами) для подъема груза/пассажиров, которых с большой высоты тупо пускать на планере (без всякого топлива). В следующем пункте повторять операцию. КПД электродвигателей достигает 90+%, а именно они делают всю работу (в физическом смысле). Итоговый КПД соответствующий.
(Авторство идеи оставляю за собой, если что вдруг... Хотя уверен, что подобные идеи уже были).

Более чем уверен - подобные идеи уже выдвигались.

[Polnoch Ксю]

Забудьте про использование ресурсов атмосферы. Атмосфера - это только помеха, её надо пройти как можно скорее. Атмосферный участок траектории стартующего космического аппарата мизерный - приращение скорости минимально. Да и тяга двигателя, использующего атмосферу, будет ничтожной.

Какая же это помеха, если она дает псевдобесконечный УИ? Тяга двигателя для стоимости полета вообще безразлична, имеет значение только УИ, ну и стоимость ракеты, пусковой установки. На тягу двигателя для старта с Земли накладывается одно единственное ограничение: она должна давать ускорение всего летательного аппарата несколько выше ускорения свободного падения на Земле! И все!

Мощнее, не значит дешевле: посмотрите на прожорливые ЖРД, или на стоимость эксплуатации комплекса Энергия-Буран(вот уж где нерастраченная безумно дорогая мощь!!). Тема же про дешевый способ выведения грузов и людей на НОО А не про самый мощный или самый быстрый: какая разница, взлететь и разогнаться до НОО за 120 секунд, или за пару часов, меееедленно разгоняясь по спирали в стратосфере? Главное, что бы билеты для туристов стоили ну хотя бы всего на порядок дороже рейса Москва-Астана, Москва-Шарм-эль-Шейх, Москва-Бангкок

Думаю надо сделать орбитальный космический лифт(читал где то, что к 2050г сделают) и по тросу ракету поднимать, а там на орбите стартануть и никакого лазера не надо!

Орбитальный лифт не подходит для транспортировки людей на НОО (почитайте про время путешествия на лифте до геостационара, где, наконец, скорость станет орбитальной).
Хотя для транспортировки грузов на геостационар(а так же для сообщения третьей космической) и с геостационара на Землю, он, конечно, идеальный. Если прочности углеродных нанотрубок, конечно, хватит (для Луны в точку Лагранжа хватит, а вот для Земли на ее геостационар, к сожалению, не факт)

[Polnoch Ксю]

затем отразился от земного зеркала, снова полетел к космическому аппарату, и т. д.

Что-то неправдоподобное. Что там отразится от черной болванки? Скорее уж она переизлучит в ИК диапазоне, и во все стороны. Как эту энтропию можно использовать?

Для других идей (в том числе лифта, в том числе планеров) мне кажется, лучше сделать по отдельной теме. В некоторых и сама с удовольствием поучавствую в обсуждении.

[bob]

Забудьте про использование ресурсов атмосферы. Атмосфера - это только помеха, её надо пройти как можно скорее. Атмосферный участок траектории стартующего космического аппарата мизерный - приращение скорости минимально. Да и тяга двигателя, использующего атмосферу, будет ничтожной.

Да вот всё-таки хочется как-то использовать атмосферу поэффективнее, а не тратиться на её протыкание в лобовую. Воздушный старт у Рутана и у Боинга - это уже очень сильный прорыв (применение самолёта вместо первой ступени). Но, может быть, можно сделать лучше?

[dimetrigontchev]

Тема же про дешевый способ выведения грузов и людей на НОО

Ну Вы прямо срисовали нашу идею: высотный аэростат, подрыв на 60 км с отбросом бесполезной массы (как камни античного прыгуна в длину) и вывод ПН на НО, кстати был удачный натурный эксперимент

[pkl]

Забудьте про использование ресурсов атмосферы. Атмосфера - это только помеха, её надо пройти как можно скорее. Атмосферный участок траектории стартующего космического аппарата мизерный - приращение скорости минимально. Да и тяга двигателя, использующего атмосферу, будет ничтожной.

Какая же это помеха, если она дает псевдобесконечный УИ? Тяга двигателя для стоимости полета вообще безразлична, имеет значение только УИ, ну и стоимость ракеты, пусковой установки. На тягу двигателя для старта с Земли накладывается одно единственное ограничение: она должна давать ускорение всего летательного аппарата несколько выше ускорения свободного падения на Земле! И все!

Мощнее, не значит дешевле: посмотрите на прожорливые ЖРД, или на стоимость эксплуатации комплекса Энергия-Буран(вот уж где нерастраченная безумно дорогая мощь!!). Тема же про дешевый способ выведения грузов и людей на НОО А не про самый мощный или самый быстрый: какая разница, взлететь и разогнаться до НОО за 120 секунд, или за пару часов, меееедленно разгоняясь по спирали в стратосфере? Главное, что бы билеты для туристов стоили ну хотя бы всего на порядок дороже рейса Москва-Астана, Москва-Шарм-эль-Шейх, Москва-Бангкок

Никакого "псевдобесконечного у.и." не будет. Будет лишь аэродинамический нагрев и сопротивление атмосферы. И рассеивание луча в атмосфере. Далее. Тяга. Удельная тяга должна быть достаточно большой, чтобы оторваться от Земли и разогнаться до 1-й космической.

Полночь! Зачем Вы убиваете прекрасную идею?

[pkl]

Забудьте про использование ресурсов атмосферы. Атмосфера - это только помеха, её надо пройти как можно скорее. Атмосферный участок траектории стартующего космического аппарата мизерный - приращение скорости минимально. Да и тяга двигателя, использующего атмосферу, будет ничтожной.

Да вот всё-таки хочется как-то использовать атмосферу поэффективнее, а не тратиться на её протыкание в лобовую. Воздушный старт у Рутана и у Боинга - это уже очень сильный прорыв (применение самолёта вместо первой ступени). Но, может быть, можно сделать лучше?

Много раз пробовали. Результат один - ничего не получится. Протяжённость траектории ракеты - порядка 1500 км. Из них на атмосферу приходится... ну 200 - 300. Овчинка выделки не стоит.

Вообще, существуюет эмпирическое правило: всё, рассчитанное на быстрый, динамичный старт /РН, МБР, ЗУР, противоракеты и т.п./ имеет ракетные двигатели и атмосферу не использует; всё, рассчитанное на долгий полёт в атмосфере /самолёты, вертолёты, крылатые ракеты и т.п./ использует турбореактивные и прямоточные двигатели. У них просто разный режим и среды обитания.

[bob]

всё, рассчитанное на быстрый, динамичный старт /РН, МБР, ЗУР, противоракеты и т.п./ имеет ракетные двигатели и атмосферу не использует; всё, рассчитанное на долгий полёт в атмосфере /самолёты, вертолёты, крылатые ракеты и т.п./ использует турбореактивные и прямоточные двигатели. У них просто разный режим и среды обитания.

Для РН, по большому счёту, не нужен быстрый динамичный старт. МБР, ЗУР и противоракеты имеют его вынужденно. Им надо побыстрее пройти активный участок траектории для того, чтобы быстрее поразить цель и снизить собственную уязвимость. РН же с гражданской нагрузкой спешить некуда. Она штука мирная. Так что материал к размышлению остаётся. У неё своя среда обитания, поскольку времена когда гражданская РН обязана была быть одновременно МБР, давно прошли. Теперь это непересекающиеся ареалы.

[dimetrigontchev]

Для РН, по большому счёту, не нужен быстрый динамичный старт. МБР, ЗУР и противоракеты имеют его вынужденно. Им надо побыстрее пройти активный участок траектории для того, чтобы быстрее поразить цель и снизить собственную уязвимость. РН же с гражданской нагрузкой спешить некуда. Она штука мирная.

Ошибаетесь Боб, дело не в целевой задаче ракеты, а в законах физики (механики). Энергетически куда-как выгоднее разогнать ракету максимально возможно прямо у поверхности Земли, чем медленно и печально набирать Первое Исчезновение. Техника пока сие не умеет...

[Polnoch Ксю]

Ну Вы прямо срисовали нашу идею: высотный аэростат, подрыв на 60 км с отбросом бесполезной массы (как камни античного прыгуна в длину) и вывод ПН на НО, кстати был удачный натурный эксперимент

красиво, может быть даже жизнеспособно, но... кинетическая энергия первой ступени больше потенциальной на порядок-полтора

Никакого "псевдобесконечного у.и." не будет. Будет лишь аэродинамический нагрев и сопротивление атмосферы.

Псевдобесконечный УИ как раз есть. Аэродинамическое сопротивление не имеет значения, так как мы его преодолеваем с помощью наземной электростанции.
Уже есть гиперзвуковые летательные аппараты. Нет фундаментальных ограничений, что бы разогнаться в стратосфере до 15 и даже 20М, и это будет дешевле (см. расчеты несколько страниц назад!), с точки зрения ракеты, даже бесплатно, чем разгон с помощью рабочего тела.

Не обижайтесь, но на моей стороне математика (формула циолковского, УИ, и тд), а на Вашей эмоции. Большая тяга, скорость выведения, нужна для военных, а не для коммерческого космоса.
Наверное, лазерные ракеты вояк будут именно такие, как Вы их описываете: с невероятными температурами в камере "сгорания", с невероятными ускорениями разгона, и... будут стоить запредельных денег, про которые любители космоса будут говорить "лучше бы на первый звездолет до альфы центавра эти деньги отдали!"

[Polnoch Ксю]

Много раз пробовали. Результат один - ничего не получится. Протяжённость траектории ракеты - порядка 1500 км. Из них на атмосферу приходится... ну 200 - 300. Овчинка выделки не стоит.

Это по тому, что ракета на ЖРД. Ему и выгодно атмосферу проткнуть как можно скорее. У всех космолетов траектория пологая, а у нас вообще будет пологая спираль вокруг лазерного излучателя.

[ВадимZero]

Это по тому, что ракета на ЖРД. Ему и выгодно атмосферу проткнуть как можно скорее. У всех космолетов траектория пологая, а у нас вообще будет пологая спираль вокруг лазерного излучателя.

Лучше уж ретранслятор, вывести в космос и лететь по прямой, чем спирали накручивать. Тут еще стоит прикинуть какой диаметр будет у спирали(не дальше линии горизонта) И какое будет центробежное ускорение.

[dimetrigontchev]

красиво, может быть даже жизнеспособно, но... кинетическая энергия первой ступени больше потенциальной на порядок-полтора

Ксеня, а если подумать? Ничего так что был успешный натурный "эксперимент", правда на малой массе ПН.
"Ему и выгодно атмосферу проткнуть как можно скорее" (С) Вы сами мыслите в правильном направлении 

[bob]

У всех космолетов траектория пологая, а у нас вообще будет пологая спираль вокруг лазерного излучателя.

Не, от спирали надо отказываться. Энергозатраты на центростремительное ускорение нивелируют всю идею. Для того, чтобы вернуться назад по витку спирали, нужно угрохать обратно почти всю кинетическую энергию, запасённую на витке. (Останется только вертикальная составляющая. Вот она-то и нужна. Поэтому траектория должна быть обычной, ракетной.)

[Polnoch Ксю]

У всех космолетов траектория пологая, а у нас вообще будет пологая спираль вокруг лазерного излучателя.

Не, от спирали надо отказываться. Энергозатраты на центростремительное ускорение нивелируют всю идею. Для того, чтобы вернуться назад по витку спирали, нужно угрохать обратно почти всю кинетическую энергию, запасённую на витке. (Останется только вертикальная составляющая. Вот она-то и нужна. Поэтому траектория должна быть обычной, ракетной.)

можно еще десяток лазерных установок вдоль пологой прямой траектории. Может, это не так и дорого будет.
Но вы не забывайте, что у нас энергия (при хорошем КПД лазера) практически бесплатная. Почему бы виткам не стать выгодными?