КВС в космосе

[d.koshelev]

Опыт создания бортовых ЯЭУ имеется уже сейчас. Разумеется, масштабы будут другие, несоизмеримые. Но тем не менее..

Да, есть такие, если лететь далеко от Солнца или оптическую заметность КА надо сильно уменьшить (СБ - знатно бликуют, Иридиумы наверняка видели). Но там мощности не более десятков кват и срок жизни десятки лет максимум. А срок жизни определяется законами Матери-Природы.

[Андрей Курилов]

При чем тут вера? Речь о достоверно установленных фактах. Я изучал физику по 10-ти томнику Поля (зам фон Арденне так на минуточку), он объяснял "давление света" фотоэмиссией электронов. Подтверждено экспериментально.

Охренеть. Давно не видел людей, которые отрицают даже такие базовые вещи. Вся теория Максвелла ведь коту под хвост! Просто праздник какой-то! Ничё, что величина светового давления соответствует экспериментально именно импульсу фотонов, а не какой-то там эмиссии электронов, не?

[Проходящий Кот]

Так гениям наука и её факты вообще не указ.....

[d.koshelev]

Охренеть. Давно не видел людей, которые отрицают даже такие базовые вещи. Вся теория Максвелла ведь коту под хвост! Просто праздник какой-то! Ничё, что величина светового давления соответствует экспериментально именно импульсу фотонов, а не какой-то там эмиссии электронов, не?

А Максвелл тут при чем?

[vika vorobyeva]

О давлении света можно почитать тут:
http://www.physbook.ru/index.php/A._%D0%94%D0%B0%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D1%81%D0%B2%D0%B5%D1%82%D0%B0
Век живи - век учись

[d.koshelev]

О давлении света можно почитать тут:
http://www.physbook.ru/index.php/A._%D0%94%D0%B0%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D1%81%D0%B2%D0%B5%D1%82%D0%B0
Век живи - век учись

Мне право уже как-то неловко. Вроде думающие люди собрались: мой школьный знакомый спер из физического кабинета (в день выпуска нас из школы) эту самую вертушку имени товарища Лебедева. Лапочкой накаливания в упор - крутиться как бешеная, а вот 10ти ваттным зеленым лазером в упор на одно плечо - хоть бы шевельнулась. Приезжайте - сами убедитесь.  Где давление? 

[Проходящий Кот]

Сегодня не 1 апреля.....

[Кремальера]

При чем тут вера? Речь о достоверно установленных фактах. Я изучал физику по 10-ти томнику Поля (зам фон Арденне так на минуточку

Колонель,вы хвастливы как Ржевский.,я был неправ назвав вас утенком с регалиями,ваш феномен гораздо ширее и по размерам не меньше индюшачьего.Что же до ваших нонконформистких выпадов,то они малоэффективны.,т.к. начиная с первого сообщения топикстартера ,а также идеи Семенова и Всеволодсона все основываются на фундаментальных работах людей-признанных авторитетах в проблематике МП.Не думаю что люди имеющие такое имя могли позволить себе пороть откровенную чушь.

[d.koshelev]

Колонель,вы хвастливы как Ржевский.,я был неправ назвав вас утенком с регалиями,ваш феномен гораздо ширее и по размерам не меньше индюшачьего.Что же до ваших нонконформистких выпадов,то они малоэффективны.,т.к. начиная с первого сообщения топикстартера ,а также идеи Семенова и Всеволодсона все основываются на фундаментальных работах людей-признанных авторитетах в проблематике МП.Не думаю что люди имеющие такое имя могли позволить себе пороть откровенную чушь.

Опуская первую часть (колонель, утенок - это Вы про кого?) хочу заметить, что предмет данной ветки, равно как и авторитетность на которую Вы так старательно ссылаетесь - подразумевает создание неких устройств, реализуемость которых не только запредельно далека от современной суммы технологий Человечества, но и сильно противоречит некоторым достоверно установленным законам Матери-природы.

[Dem]

Т.е. если корабль весит 1000 тонн и имеет радиатор площадью квадратный километр, то корабль массой в миллион тонн должен уже будет иметь размер радиаторов не в 1000 раз больше, а в 31000 раз (при прочих равных параметрах) - т.е. 31000 кв. км. Проблемы при увеличении радиатора тоже растут быстро.

Сделать температуру радиаторов 300К и разместить внутри них жилую зону.

[Андрей Курилов]

Сделать температуру радиаторов 300К и разместить внутри них жилую зону.

Обитаемые отсеки не могут быть тонкими плёнками, защита от радиации нужна.

[alex_semenov]

А считать идеи вокруг  КВС реакторов никто не так и не взялся?

Я тут прикинул, что электроплазменный двигатель очень даже годится для корабля спящих, если оставить за скобками радиаторы.

Вообще забудьте о двигателях ! Пока.
Будет ПОДХОДЯЩИЙ источник энергии (с подходящим размером радиатора) - двигатель тут же найдется!

Для корабля поколений актиноидов жалко, посему может пригодиться КВС в целях экономии.

Об этом и речь. Кстати, вы определились с массой полезной нагрузки?
От нее и пляшут обычно. У вас корабль-мир или корабль-город?
В какие массо-габаритные рамки будем вписываться?

Но тут загвоздка вот в чём. Тяжёлый звездолёт на электричестве - это очень плохо. Ибо при кубическом росте массы кубически должна расти площадь радиаторов при прочих равных.

Разумеется. А при линейном росте - линейно.
А размер в корень из…
Я не понял зачем вам именно оценивать кубический рост массы?

Я предлагал вот как считать (по диаграмме Курилова-Семенова ).
С линейным падением скорости корабля, его масса может расти квадратично (а не кубически). Эквиэнергетически (так сказать). На оба корабля вы затрачиваете одну и ту же энергию.
Тогда если у вас корабль имел на скорости v массу 1000 тонн, то на скорости 1/10 от v он должен иметь массу 100 000 тонн (энергозатраты будут те же). Но при этом удельная мощность у него упала в кубе, хотя из-за роста массы возросла в квадрате. То есть площадь радиатора возросла в степени 2/3.
Если у вас на корабле в 1000 тонн был радиатор в 1 км2 (1000 000 м2) на скорости v, то при таком вот масштабировании как я предлагаю для нового, в десять раз более медленного корабля, вам нужен радиатор в 10 000 м2 (миллионв в степени 2/3). Теперь посчитайте сколько м2 на тонну массы приходится у первого и второго корабля.

У первого 1000 000м2 / 1000 тонн = 1000 м2/тонну.
У второго 10 000 м2 / 100 000 тонн  = 0.1 м2/тонну.

Ощутимое снижение?
Первый корабль может оказаться неосуществимой фантазией (допустим), а второй вполне вписываться в паровозные технологии.
Надо искать компромиссную массу, скорость и удельную площадь радиаторов (именно удельную, гарабитами пугать никого не надо)!
Все найдется!

Поэтому считать КВС я не возьмусь даже. Для выживания/дрейфа в собственно межзвёздной среде КВС тоже не годится - об этом я уже писал выше.

Ваше желание жить между звездами припеваючи понятно, но это может оказаться просто физически неосуществимо.
Очень, конечно, здорово было бы представить космос как некие зеленые, полные дичи, континенты  Земли по которым медленно скитаются охотники-собиратели и заполняют все собой даже не подозревая что они мигрируют… Но у нас с нашей вселенной скорей всего не тот случай. У нас тут скорей всего колонизации Полинезии:



И нужен хотя бы "Кон-тики"... Какой никакой...



 

[Кремальера]

И нужен хотя бы "Кон-тики"... Какой никакой

Звездолет с КВС -это прежде всего колонизатор.То бишь тут надо понимать что это шип второй волны(если конечно будет первая).Первая волна искателей может быть представлена вообще полутупыми автоматами флай-бай на парусах.И лучше конечно будет запулить сразу двадцать тысячетонников,со спящими сурками на борту(как и предлагал где-то всеволодсон),чем городить один гигатонный кочующий мир.Весь вопрос лишь в том насколько вниз можно будет уменьшать ЭУ.Если нам все равно потребуются тысячи тонн металлической взвеси,то проще ИМХО,возиться с гигантским прыгуном от солнца Мэтлофа.

[Грехов Михаил]

1. Вы сначала найдите планету для колонизации. Второй Земли (как с точки зрения состава атмосферы, наличия воды так и с точки зрения устойчивой орбиты и спокойной материнской звезды) просто нет пока. Может будет где-то намного дальше, чем Альфа Центавра.
2. Чем-то надо ещё тормозить.
3. Спускаться на планету и разворачивать хозяйство с принципом положительного самообеспечения.
4. Философско-политический смысл?  Что нам от колонии, с которой потом будет связываться по радио и передавать одно сообщение за десятилетие?  Если вообще сможем передавать по мощностям.  Смысл, если и на Земле ещё порядок не навели и засираем планету и гробим экологию семимильными шагами? Станет ли человечество счастливее от такой миссии на которую надо полвека-век горбатиться без какой-либо отдачи?

[Okub62]

Не, ну чтобы Синьор Кристобаль Колон смог отправится на открытие Америки, несколько поколений безвестных Родриго Санчесов (или как их там) тренировались строить для этого подходящие корабли. 

[ivanij]

Не, ну чтобы Синьор Кристобаль Колон смог отправится на открытие Америки, несколько поколений безвестных Родриго Санчесов (или как их там) тренировались строить для этого подходящие корабли. 

 Если распространить эту логику на современность, то наша задача в течение нескольких поколений научиться выживать в открытом Космосе. Ну или приспособить его для жизни человека. Что, в общем-то почти одно и тоже. 

[Грехов Михаил]

Если распространить эту логику на современность, то наша задача в течение нескольких поколений научиться выживать в открытом Космосе. Ну или приспособить его для жизни человека. Что, в общем-то почти одно и тоже. 

Но условия межзвёдных полётов отличаются от условий околоземной орбиты, главным образом радиацией (уже галактической). Кроме этого сегодняшнее развитие человечества идёт вразрез с требованиями к космическому перелёту. Например для обеспечения бизнеса не надо строить шибко надёжные вещи, ибо человек, купивший автомобиль, лет через пяток должен его заменить. Тоже самое с одеждой, жильём, коммуникациями. А вот для перелёта нужна сверхнадёжная техника. Со снабжением тоже проблемы.

[Андрей Курилов]

Я предлагал вот как считать (по диаграмме Курилова-Семенова ).
С линейным падением скорости корабля, его масса может расти квадратично (а не кубически). Эквиэнергетически (так сказать). На оба корабля вы затрачиваете одну и ту же энергию.
Тогда если у вас корабль имел на скорости v массу 1000 тонн, то на скорости 1/10 от v он должен иметь массу 100 000 тонн (энергозатраты будут те же). Но при этом удельная мощность у него упала в кубе, хотя из-за роста массы возросла в квадрате. То есть площадь радиатора возросла в степени 2/3.
Если у вас на корабле в 1000 тонн был радиатор в 1 км2 (1000 000 м2) на скорости v, то при таком вот масштабировании как я предлагаю для нового, в десять раз более медленного корабля, вам нужен радиатор в 10 000 м2 (миллионв в степени 2/3). Теперь посчитайте сколько м2 на тонну массы приходится у первого и второго корабля.

У первого 1000 000м2 / 1000 тонн = 1000 м2/тонну.
У второго 10 000 м2 / 100 000 тонн  = 0.1 м2/тонну.

Кубическая зависимость получается из требований к продолжительности полёта, а не из постоянства энергии, затрачиваемой на полёт. Звездолёт должен лететь настолько медленно, насколько это можно позволить вообще, чтобы не отапливать вселенную.
Берём две точки - для килотонны ПН и для мегатонны. Соответственно, скорости будут С/100 и С/1000. Если тупо умножить тонны на скорость в таком виде в квадрате, то получим безразмерные 0,1 и 1. Видно, что мегатонный корабль тратит на порядок больше энергии для разгона. Но его разгон может длиться на порядок больше, поэтому мощность бортовой энергоустановки может оставаться той же (!). Вот такой вот интересный вывод получился для кубической последовательности. Т.е. радиаторы для корабля спящих и для корабля поколений могут иметь примерно одинаковый размер. Причём для корабля поколений радиатором может стать уже и вовсе обитаемый отсек. Я вообще ожидал что размеры радиаторов будут расти, причём быстрее размеров корабля.

И нужен хотя бы "Кон-тики"... Какой никакой...

Кон-тики нужен раз в десятки тысяч лет, когда происходит исчерпание ресурсов одного айсберга и происходит сближение с другим. Средняя характерная взаимная скорость при сближении будет около 20-50 км/с. Выглядеть это будет так, как будто соседний айсберг пролетает мимо на минимальном расстоянии, скажем 10¹² м (6²/₃ АЕ). Перелёт раскладывается на 2 перемещения по 2-м перпендикулярным осям. В одном направлении потребуется покрыть этот тераметр за время перелёта, т.е. разогнаться и затормозить снова, а в перпендикулярном направлении - разогнаться до скорости, с которой соседний айсберг пролетает мимо (20-50 км/с).

Наиболее энергетически выгодно стартовать так, чтобы когда корабль наберёт необходимые 20-50 км/с по одной из осей, он как раз поравнялся с целевым объектом по другой оси. Задача из разряда - как наиболее выгодно запрыгнуть в поезд на полном ходу
По моим прикидкам - в таком случае надо стартовать примерно за год до максимального сближения, когда соседний айсберг ещё находится на расстоянии примерно 10 АЕ или чуть меньше. Это накладывает серьезное ограничение снизу на дальность обнаружения соседних айсбергов в межзвёздной среде и является отдельной проблемой (в общем-то уже решённой). Значит, примерно за 2 года надо разогнаться до 20..50 км/с в одну сторону и преодолеть расстояние в тераметр - в перпендикулярную. Если всё время перелёта равномерно разгоняться и тормозить, то получаем, что за год надо развить по одной оси 10..25 км/с, по другой - преодолеть 500 млн. км (и начать торможение преодолевая оставшиеся 500 млн. км). Получаем по каждой из осей разгон до 20 и 30 км/с, что потребует дельта-v за первый год в 35..40 км/с. Второй участок длиной в год - тоже самое, только вектор будет другим. Итого, дельта-v составляет 70..80 км/с с большой дисперсией, т.е. в более широком диапазоне случаев - 50..100 км/с. Среднее ускорение - 2..2,5 мм/с за секунду. Если перевозить 4..5 килотонн багажа, то потребуется тяга 10 кН. Требуемый УИ, соответственно 20-30 км/с, так что выбор двигателя тут невелик - либо это тот же VASIMR на электричестве, либо двухступенчатая ракета с ТфЯРД. Чтобы VASIMR мог обеспечить такую тягу, потребуется 20 ГВт электроэнергии подводить в течение 2-х лет. Что равно всего 8 тонн урана при КПД добычи электричества в 40%. В случае с ТфЯРД потребуются те же тонны урана-233. Вот так вот вкратце. Жить, в принципе, можно, если будет чистый дейтериевый УТС. Если не будет - то усё, никак.

[alex_semenov]

В догонку. Почему мне понравился кубический закон роста  массы кораблей при снижении скорости перелета, по сравнению с моим старым квадратичным?

Напомню (потому что мало кто помнит или уловил).

Что такое диаграмма Курилова-Семенова?

Энергию, затраченную на разгон (или на разгон и торможение большой разницы нет в нашем случае) любого корабля летящего на скорости v, если мы летим не быстрее 0.2-0.5с можно с хорошим приближением описать школьной формулой.



m - масса корабля
v-  скорость
ню- общий КПД привода

Поэтому я предложил ввести эквиэнергетическую линию на диаграмме масса от скорости, которая связывает массу корабля с его скоростью. Чем медленней корабль летит, тем квадратично больше должна быть его масса.
Например, если на 0.1с его масса 1000 тонн,
то на  0.01с его масса уже может быть 100 000 тонн.
На 0.001c  его масса должна быть 10 000 000 тонн

Но я же вывел (пока я не видел что бы кто то еще до меня это сделал) простой закон, связывающий мощность любого межзвездного привода со скоростью перелета:



Здесь добавилась дистанция полета S  и видно, что удельная мощность  растет от скорости кубически.
Курилов предложил (пару страниц назад) повышать массу корабля с падением скорости не квадратично (как я), а кубически.
Например, если на 0.1с масса корабля 1000 тонн,
То на 0.01с масса корабля уже будет 1000 000 тонн
На 0.001с  - 1000 000 000 тонн.

Почему? А всем этим кораблям нужна одинаковая МОЩНОСТЬ запускающего привода.
То есть эти корабли лежаться не на эквиэнергетическую, а на эквимощностную кривую.
И вот почему его шкала - лучше.
Вообще говоря, кривые можно проводить выше-ниже, как душе заблагорассудится. И что бы более-менее здраво оценить все эти параметры масса-скорость, надо для себя зафиксировать эквивелечину (энергию или мощность). Я фиксировал энергию. Но у Курилова (осознавал он это или нет - я не понял) фиксируемая велечина лучше. Он взял необходимую мощность.
Я ведь собирался привязывать на диаграмме кривые к некому осязаемому показателю (положить в здравый диапазон). И для этого лучше всего подходила оценка со шкалы цивилизаций Кардашева.
Я хотел взять 1/10 - 1/100 (доля, выше которой любая цивилизация вряд ли будет тратить на запуск единичного корабля) от  мощность цивилизации I-го типа как верхний предел и как нижний - от мощности цивилизации достигшей, скажем 1/100 от цивилизации I-го типа (мол это наиболее здравый интервал мощностей для всех мыслимых в нашей вселенной цивилизаций. Наша цивилизация по сравнению с этим немощна, что тоже можно показать на диаграмме)
Но для моей кривули нужа была какая-то еще искусственная привязка. Перевод можности в энергию. А вот для кривой Курилова (кубической) такой привязки уже делать не надо.
И ведь действительно, привязывай не привязывай, а оценка затрачиваемой мощности куда точней чем энергии (которую можно привязать только к некой одной точке на интервале)

Вот что мне вчера подсознательно запало, а только сегодня дошло.
Я вот думаю поместить все же две кривули (вернее два семейства кривых) и свои квадратичные кривули как то согласовать  с кубическими… Плюс-минус лапоть…
Хотя все равно они получаются не такие теперь и правильные.
Гм…

[Андрей Курилов]

Почему? А всем этим кораблям нужна одинаковая МОЩНОСТЬ запускающего привода.

Только что сказал это сообщением выше:

Но его разгон может длиться на порядок больше, поэтому мощность бортовой энергоустановки может оставаться той же (!). Вот такой вот интересный вывод получился для кубической последовательности. Т.е. радиаторы для корабля спящих и для корабля поколений могут иметь примерно одинаковый размер. Причём для корабля поколений радиатором может стать уже и вовсе обитаемый отсек. Я вообще ожидал что размеры радиаторов будут расти, причём быстрее размеров корабля.