КВС в космосе

[alex_semenov]

О КПД конкретно лазерного привода. Вся цепочка. Как просили.
Следите и не растеряйте!
Идем в обратном направлении.
Потери импульса на поглощении лазерного луча парусом. Поглощается 4%, значит, импульс теряется где-то на 2% (можно посчитать точней, но лень!). Итого эффективность зеркала-паруса 0,98. Хотя тут будут неровности, блуждания… Давайте все же возьмем 0.95

Далее. Эффективность передачи энергии от лазера к парусу. Если мы не теряем на болтанке луча (и скажем потери в линзе совсем мизерные), то главная потеря в пятнах Эйри. Неустранимая.  Если мы используем только первый ноль Эйри, то это 84% всей переданой энергии. Так и порешим. Эффективность канала  передачи: 0.84
Далее. Мы с Фомой уже исправили мою ошибку в расчете суммарного КПЛ ЛСЭ с рекуперацией потока. См сообщение:
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,110326.msg2539852.html#msg2539852

Рекуперация отработанного пучка в  90% УЖЕ ВОЗМОЖНА. И если добиться КПД ЛСЭ в 30%,  то, считая по правильной формуле:



вы получаете КПД преобразования 0,810… Не вижу ничего невозможного в получении для инфракрасного света в 10-20 микрометров КПД в 30% (Хотя Фома может меня обломать).
Пока смело закладываю КПД  стадии "Электричество-Луч" 0,8

Ну и последняя стадия. Тепло->Электричество. Как я сказал выше, КПД тепловой машины в космосе просто ОБЯЗАН быть мало отличим от КПД идеальной машины по Карно. Если нагреватель у вас 1500К, а холодильник у вас 276 К (3 С) то КПД у вас будет 0.844… Но так как идеал не достижим, берем 0.8.

Итого ВСЯ ЦЕПОЧКА. Весь активный двиГатель.

0.8*0.8*0.84*0.95=0,51

Вот вам эффективность двигателя. Для сравнения, КПД ЖРД примерно такой же 50-70%

Еще тонкость. Самая большая потеря энергии будет не в двиГателе, а двиЖителе.
Эффективность лазерного движителя без учета релятивизма и эффекта Доплера считается просто. Это его конечная скорость в скоростях света. Я уже не раз показывал почему.
То есть, если вы разгоняете идеальный лазерный двиГатель до 0.1с  то в кинетическую энергию корабля превратиться лишь 10% направленного на него света.
Если вы разгоняете до 0.5с, то превратиться 50%.
Но эффект Доплера и релятивизм съест еще процентов 10-15. То есть в итоге для нашего случая 0.5с, эффективность привода будет 40-35%. Возьму опримистичнные 0.4

Вот теперь можно считать ПОЛНУЮ эффективность всего привода (Двигатель на движитель):

0.4*0.51=0,20…

ВСЕГО 20%

Если вы думаете,  что это мало - вы наивный мальчишка.

Возьмите всеми любимую анигиляционную ракету и посчитайте для нее потери при скорости 0.5с.
В двиЖителе вы сразу выиграете. Там КПД для постоянной и оптимальной скорости истечения будет 0.64… (круче чем 0.4)

Но в самом двиГателе у вас начнутся чудовищные потери энергии аннигиляции. например вы не сможете использовать более 30% всей выделившейся энергии (70% "мгновенно" превратятся в гамма-кванты, от которых вам надо прятаться, а использовать по назначению вы их не можете).

Но и 30% - это только превратившееся в всенаправленный импульс. Это теперь надо отразить зеркалом. Сам коллиматор (сопло) тоже даст вам не более 75% эффективности. Итого даже в самом лучшем двигателе вы получите 0.75*0.3=0.225
То есть в целом по использованию энергии запасенной в антиматерии в двигателе+движетель вы имеете эффективность 0.25*0.64=0,144

Где вы тут можете еще побороться? Вы можете использовать двигатель переменной тяги. Проект "Валькирия". За счет роста стартовой массы (скажем число Циолковского 1000) вы можете иметь реактивный двиЖитель с почти 100% КПД. Скажем 0.99
Тогда для такой ракеты вы будете иметь общую эффективность по антиматерии
0.25*0.99=0.22

Да, но считая парус, я считал от тепловой энергии термоядерных взрывов! Вы же не можете превращать тепловую энергию в антиматерию со 100%-й эффективностью.
Хотя бы потому что  антиматерия в ускорителях "делается" из электричества. А электричество надо еще добыть из тепла с некоторым КПД.
И тут все контраргументы против гравицапы обрушиваются на сторонников "более прямых" путей в космосе.
Кстати, если вы научитесь в ускорителях нарабатывать антиматерию с эффективностью 0.001 - выв добьетесь БЛЕСТЯЩИХ результатов. Тут, между прочим будет работать та же формула, что и в случае ЛСЭ с рекуперацией энергии.
Так что рекомендую ее записать на корочку…
Она ни раз еще пригодиться в самых неожиданных местах!

Зы. Есть идеи СОБИРАТЬ антиматерию в космосе. То есть не тратить энергию на ее добычу. Но вообще говоря, тот кто видел проект реалистичного звезолета на антиматерии от доктора Фрисби, понимает что СТОЛЬКО антиматерии собрать не получится, даже если запрудить всю солнечную систему ловушками на 1000 лет.

Есть другие виды привода?
А для 0.5с ДРУГИХ НЕТ! Можно попробовать раскочегарить термоядерую ракету. Но он выходит за рамки эффективности двиЖителя (когда скорость истечения - 0.62 от скорости полета). Так что это совершенно безумное занятие. Даже в самом оптимистичном случае вы адекватного суммарного кпд двигателя тут не получите. "Дедал" - как раз предельное убожество, к которому приводи вот такая бездумная гонка за скоростью средствами на это не предназначенными.

На больших скоростях с активными приводами мог бы конкурировать  только реактивный звездолет на антиматерии. Но он по эффективности явно отстает от светового паруса. Система Миронова или  близкая к ней, возможно и могла бы обогнать световой парус при некоторых ухищрениях (но это пока засекреченные технологии ). Однако там столько всяких фантастических допущений… В общем на больших скоростях (в доли света) фотонный привод, то есть лазерный парус ПО ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ конкурентов считай не имеет.
Как бы вам эта идея не казалась безумной…
Все остальные при ближайшем рассмотрении - еще более безумные.


А вообще говоря, "самым умным" (в какой-то области, разумеется) быть надоедает... "СеДня царь, завтра - царь... "  (с)

Нашел вот киношку.
http://www.ex.ua/71682990?r=1987,23775
Немного о колонизации звезд


Представьте себе, заснул... не досмотрел до конца. Скучно!...
Детский сад, одно и то же из пустого в порожнее. Ни единой искорки нового!
 

[Андрей Курилов]

Потери импульса на поглощении лазерного луча парусом. Поглощается 4%, значит, импульс теряется где-то на 2% (можно посчитать точней, но лень!). Итого эффективность зеркала-паруса 0,98. Хотя тут будут неровности, блуждания… Давайте все же возьмем 0.95

А почему не 0,96 и не 0,97? Меня вообще забавляет такое "а давайте возьмём с потолка. пущай будет так!"

Как я сказал выше, КПД тепловой машины в космосе просто ОБЯЗАН быть мало отличим от КПД идеальной машины по Карно.

Кому обязан?

[Андрей Курилов]

А для 0.5с ДРУГИХ НЕТ

Не, это понятно, что на скоростях от С/20..С/10 и выше надо разгоняться парусом. Но вот не было показано, что ПН выдержит эрозию средой как-то. Эрозия паруса обсуждается в другой теме и там тоже ещё не всё ясно.

[Инопланетянин]

Интересно было бы подсчитать затраты энергии на строительство гравицапы и подумать откуда такую энергию взять в Койпере ДО того как гравицапа построена?

[alex_semenov]

Потери импульса на поглощении лазерного луча парусом. Поглощается 4%, значит, импульс теряется где-то на 2% (можно посчитать точней, но лень!). Итого эффективность зеркала-паруса 0,98. Хотя тут будут неровности, блуждания… Давайте все же возьмем 0.95

А почему не 0,96 и не 0,97? Меня вообще забавляет такое "а давайте возьмём с потолка. пущай будет так!"

Помните анекдот? Про Туполева, который подходил к чертежу и рукой правил контур, рассчитанный на компьютере, мол так ему кажется лучше. Красивее! И легенда утверждает что действительно так было лучше. Мол, алгоритм оптимизации просто пропустил глобальный экстремум…

Что вам не нравиться в этом моем допущении?
По-настоящему заметные потери импульса светового зеркала только на поглощении и выходят. Я удвоил их на прочее, потом подумал, добавил еще процент на свое незнание и получил 0.95
 
Вот смотрите:



Это ультротонкий алюминий для СОЛНЕЧНОГО света.
Взято здесь: http://go2starss.narod.ru/pub/E32_UTSS.html

Зачем это надо смотреть? Что бы убедиться, что при 30 нм отражающие и пропускающие способности алюминия  уже не отличимые от  ТОЛСТОГО алюминия. Он уже практически ничего не пропускает и если вам хочется залезть в эти дебри, то Форвард собирался делать свой парус как раз не толстым, а  ПРОЗРАЧНЫМ (а я для "Драккара", своим конструкторским произволом заложил именно толстый, непрозрачный более чем в 40 нм!). То есть Форвард хотел сделать алюминий настолько тонким, что часть лазерного луча проходила бы насквозь и его импульс безвозвратно терялся бы.
Он это мотивировал эффективностью ускорения. Если хотите вникнуть в его логику, читайте по-английски великого и могучего Форварда здесь http://www.lunarsail.com/LightSail/rit-1.pdf (великий труд!)
Конкретно, вокруг рисунка 1.
Но и в выше приведенной статье эта логика обыгрывается. Так что можете читать там по-русски (зачем я переводил? Для вас! Для таких вот ЕДИНИЦ интересующихся еще!).
Но я не очень то такую оптимизацию по ускорению именно для лазерных парусов разделяю.
Я считаю, что это слишком расточительно. Если для СОЛНЕЧНОГО парусника это имеет смысл (с Зубриным я согласен! Там все равно энергия шаровая), то для ЛАЗЕРНОГО  - это безумие.
Я считаю, что лучше  иметь пускай и тяжелый, но непрозрачный парус. Форвард, кстати опримизацией энергетики корабля не занимался. Немного занимался Маркс, но я его статью не читал, видел график, который (как выяснилось при печати его работы в США) был несколько ошибочным.
Далее.
Вы наверное заметили, что на всех графиках отражательная способность алюминия порядка 90%. Никакие не 96 (100-4) верно?
Потому что это  для ВИДИМОГО света. А я собираюсь разгонять парус инфракрасным.
Вот нашел вам на вскидку график:
Спектральная отражающая способность зеркал с различными покрытиями

http://datchikisensor.narod.ru/043.html
или вот еще


То что алюминий дает 4% поглощения при 1 мкм я взял по справочнику (но поднять где сейчас не могу).
Напоминаю, я собираюсь разгонять лучом аж в  10-20 мкм. Чем длинней - тем лучше отражательная способность всех металлов. То есть 4% поглощения - это я взял даже с запасом.
Теперь, почему я поделил эти проценты на 2?
А прикиньте.
При идеальном падении луча на идеальное зеркало, зеркало получает импульс 2p, где p- импульс света E/c =hf/c.
Но если фотон позлатился?  Импульс полученный зеркалом будет просто p. Неупругое соудорение. Верно?
То есть при поглощении 4%  идеально падающего света на идеально ровное зеркало будет теряться 2% ИМПУЛЬСА. Да, эта энергия, потом излучиться через тепло. Но она излучиться в обе стороны и суммарный импульс будет 0 (хотя тут может быть тонкая поправка, если обратная сторона черней а так и будет )
Вообще же формула, точно считающая импульс света на реальное зеркало при идеальном падении луча считается  так:



e_t - коэффициент пропускания
e_r - коэффициент отражения
коэффициент поглощения получается автоматически.
Если e_t=0, а e_r=1 (идеальное зеркало) то мы получаем простую формулу F=2W/c для идеального зеркала (которая вообще выводится из формулы Эйнштейна E=мс2).
Какие еще потери в импульсе могут быть (а именно их мы и считаем!) у зеркала-паруса?
Очень незначительные!!!
Например, зеркало паруса  стоит не идеально к лучу. Оно несколько искривлено в некоторых местах (это может иметь смысл из конструкционных соображений). Скажем оно имеет форму небольшого конуснуса. Тогда тяга будет - косинус угла, а потери тяги как синус угла. Но учитывая малость угла это все будут МИЗРА. Проценты.  Эту  мороку с точным  расчетом я тут "округлил" до 0.95, считая что реально где-то так и можно ожидать.
Поэтому я сразу на глаз взял вот столько, считая это РАЗУМНЫМ допущением при прикидках.
Если бы я был такой злой и въедливый как вы, то я вообще не стал бы с этим углом заворачиваться. Зеркало парусника вообще говоря может быть поставлено почти идеально к лучу и можно было бы это не делать. Вот у Дрекслера сверхлегкий парус стоит идеально к лучу.



Но я честный. Я знаю что зеркало будет чуть морщиниться…

БОЛЬШЕ  заметных потерь на зеркале паруса нет. 
Как перед богом клянусь!
Это зеркало. Все. В этом его достоинство как движителя.

Как я сказал выше, КПД тепловой машины в космосе просто ОБЯЗАН быть мало отличим от КПД идеальной машины по Карно.

Кому обязан?

Законам природы.
Перечитайте еще раз: https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,110326.msg2542116.html#msg2542116

В космосе вам просто НЕКУДА больше сливать тепловые потери, кроме как через радиатор, что уже требует от вас затрат.
Почему я зарылся в гидродинамику труб? Потому что я хочу выжать из каскадов тепловых циклов гравицапы все. А тяжелее всего это сделать для последнего крайнего контура. Зачем выжимать все? Так в итоге будет ДЕШЕВЛЕ. Иначе придется за отвод паразитки платить драгоценной электроэнергией. Я же собираюсь атмосферу использовать как последний поршень последней паровой машины в контуре.

Вы все-таки не въезжаете в красоту концепции гравицапы!!! Верно?  Я понимаю, мало кто способен въехать... Надо было очень долго ломать голову над массой других вариантов. Въедливо сравнивать их все,  чтобы видеть всё ПОЛЕ решений и на нем овраги проблем. А кому  на этой планете СЕЙЧАС полет к звездам надо? Десятку фанатиков? Из них способных (есть способные но они не желают!) разобраться в проблеме как следует - единицы. Я - один из них. Глупо, смешно. Но так оно и есть! Я - первый и ... очень одинокий.
Я по роду занятий - системный аналитик. Видимо не без таланта. Я люблю обобщать и видеть не просто решение но ландшафт решений. И я, видимо, единственный способный аналитик, который применил системный подход именно к анализу такой дурной проблемы как межзвездный полет! И обнаружил что даже отцы-основатели с хорошей базой (доктора наук) мало что поняли в этой проблеме как целостной системе!
Не потому что они дураки, а потому что они просто не смотрели на проблему системно, широко! Бросовая, неважная это проблема. Они игрались ей, ублажали свои мечты и все.

[alex_semenov]

Интересно было бы подсчитать затраты энергии на строительство гравицапы и подумать откуда такую энергию взять в Койпере ДО того как гравицапа построена?

Да. я на этот вопрос все время с некоторой опаской оглядываюсь... Но так как я  не знаю пока до конца начальной массы объекта и его состава (там должен быть и лед и твердая порода и железо и алюминий и газы...) то я могу только со страхом оглядываться...
Но можно опять таки, попробовать очень грубо ПРИКИНУТЬ.
Я думаю, придется разбирать тело от 100 (нижний предел) до 300 (верхний придел) км в диметре (хотя такие тела еще могут иметь неправильную форму). 10^18-10^19 кг массой...
Можете попробовать прикинуть энергозатраты, скажем, как плавку такого шарика льда (хотя лед имеет плотность 1 т/м2, а типичная плотность тел 2 т/м2).
Лед  на самом деле очень тугоплавкий! Поэтому по льду можно оценить верхний предел эатрат на разборку.
Но там ведь вопрос еще в чем? Нужно добывать материалы. То есть  там химические процессоры будут работать и что бы понять их затрары надо связываться с энтальпиями... А для этого надо знать из чего ЧТО и СКОЛЬКО мы собираемся добывать.
То есть иметь предварительный проект (а его нет).
Предварительно я думаю что НЕ ВСЯ масса исходного тела будет перерабатываться. Часть пойдет как балласт ядра. Балласт гравицапе очень нужен.
Но часть массы может быть и потеряна (выброшена) в качестве расплаты за остановку вращения тела. Ведь  гравицапу  надо повесить в космосе неподвижно и вращаться она должна будет уже по командам системы управления при перенацеливании на новую звезду. Правда крайне медленно (быстрей энергетики не хватит). Скажем один оборот за год.
Гм… тут можно сразу прикинуть сложноги. Получится ли? Оборот за год это примерно одна 10 000-я оборота  в час. Это значит что внутри масса в 10 000 раз меньшая вращаться со скоростью 1 оборот в час… Если это непрерывный состав по кольцу в 300 км, то это скорость "состава" в 1900 км/ч и массой 200 тератонн…
И таких колец надо два… Да еще наверно нужны и просто силовые гиростабилизаторы (за одно и накопители энергии…)
Вот, наверное, и второе назначение балласта…
Вернее третье. Первое - держать импулс луча (чтобы гравицапа не сильно уходила с орбиты), второе - создавать микрогравитацию для крайнего теплового контура  и третье - вращение и стабилизация гравицапы.

[Andrew Gontchev]

О КПД конкретно лазерного привода. Вся цепочка. Как просили.
Следите и не растеряйте!

Где Free Space Loss??? Увы, любое э/м взаимодействие имеет скверное свойство затухать при распространении в силу волнового пробега, формула потерь проста до изумления:  = ((4*пи*d)/лямбда))^2, где "пи=3,14159.... d = расстояние между излучателем и приемником в метрах, "лямбда - длина волны излучения также в метрах. 
Берем от балды:
d = 10 млдр. км (это еще далеко не край Солнечной Системы), то есть 10^12 метров
лямбда = 1 нм (самое такое ближнее ИК), то есть 10^(-9)
Итого имеем потери как остаточная мощность сигнала  = 1,6 на 10 в минус 44 степени   
КПД привода сами посчитаете? Да, длину волны конечно можно сильно понизить, до звуковых частот, но не поможет 

[alex_semenov]

Где Free Space Loss??? Увы, любое э/м взаимодействие имеет скверное свойство затухать при распространении в силу волнового пробега, формула потерь проста до изумления:  = ((4*пи*d)/лямбда))^2, где "пи=3,14159.... d = расстояние между излучателем и приемником в метрах, "лямбда - длина волны излучения также в метрах.

А  зачем нам оптика чуть ли не в 500 км в диаметре?
Вот смотрите:


То что в центральном диске Эйри - наше. А вот кольца вокруг (до бесконечности) и будет ваши Free Space Loss.
Вот эти крайние кольца и есть "потери в свободном пространстве". И составят они УЖЕ ПОСЧИТАННЫЕ мною: 1-0,84=0.16.
То есть потери энергии при передаче луча 16%.

"Послушайте, профессор!" (с)
А не пошли бы вы ДЛЯ НАЧАЛА почитать другого доктора наук?
А?
Американского.
Роберта Форварда.



Признанного эксперта, кстати, в данном вопросе.
Вот его знаменитая статья.
http://www.lunarsail.com/LightSail/rit-1.pdf
Вы тут так бравируете своим английским, что вам, я думаю, этот текст осилить будет не сложно.
Уже три десятка лет всякие апологеты лазерного паруса (типа меня) читают ее как отче наш.
Кстати, если вам милее радоиооптика, то вот вам еще от того же автора и по радиопарусу:
http://path-2.narod.ru/design/base_e/starwisp.pdf

Хотите найти ошибки в моих оценках КПД? Ищите ошибки там.
Я отталкиваюсь от этих работ как поп от святого писания...
 

[vika vorobyeva]

лямбда = 1 нм (самое такое ближнее ИК), то есть 10^(-9)

Справедливости ради, 1 нм - это уже рентгеновский диапазон. Ближний ИК - это 1 мкм (10^-6 м).

[Andrew Gontchev]

А не пошли бы вы ДЛЯ НАЧАЛА почитать другого доктора наук?
А?
Американского.
Роберта Форварда.

Алекс, не спорьте с основами науки, если кто-то преднамеренно (или предвзято) игнорирует ее законы - его личное дело, но Free Spacer Loss - объективная реальность для всех длин волн э/м излучения (иначе бы звезды ночью сияли бы как Солнце днем).  У Форварда (в его юные года) были прекрасные работы по баллистике - псевдо ГСО, квази-стационарная полярная орбита (спутник висит на полюсами как ГСО на экватором) минимальными энергетическими затратами. А потом он сошел с ума (когда его из НАСА выгнали), ну бывает...

[Andrew Gontchev]

Справедливости ради, 1 нм - это уже рентгеновский диапазон. Ближний ИК - это 1 мкм (10-6 м).

Уважаемая Вика - полностью согласен, откинем 6 нулей легко - ничего же не измениться 

[Проходящий Кот]

О КПД конкретно лазерного привода. Вся цепочка. Как просили.
Следите и не растеряйте!

Где Free Space Loss??? Увы, любое э/м взаимодействие имеет скверное свойство затухать при распространении в силу волнового пробега, формула потерь проста до изумления:  = ((4*пи*d)/лямбда))^2, где "пи=3,14159.... d = расстояние между излучателем и приемником в метрах, "лямбда - длина волны излучения также в метрах. 
Берем от балды:
d = 10 млдр. км (это еще далеко не край Солнечной Системы), то есть 10^12 метров
лямбда = 1 нм (самое такое ближнее ИК), то есть 10^(-9)
Итого имеем потери как остаточная мощность сигнала  = 1,6 на 10 в минус 44 степени   
КПД привода сами посчитаете? Да, длину волны конечно можно сильно понизить, до звуковых частот, но не поможет 

А как тогда мы звезды видим?

[Andrew Gontchev]

О КПД конкретно лазерного привода. Вся цепочка. Как просили.
Следите и не растеряйте!

Где Free Space Loss??? Увы, любое э/м взаимодействие имеет скверное свойство затухать при распространении в силу волнового пробега, формула потерь проста до изумления:  = ((4*пи*d)/лямбда))^2, где "пи=3,14159.... d = расстояние между излучателем и приемником в метрах, "лямбда - длина волны излучения также в метрах. 
Берем от балды:
d = 10 млдр. км (это еще далеко не край Солнечной Системы), то есть 10^12 метров
лямбда = 1 нм (самое такое ближнее ИК), то есть 10^(-9)
Итого имеем потери как остаточная мощность сигнала  = 1,6 на 10 в минус 44 степени   
КПД привода сами посчитаете? Да, длину волны конечно можно сильно понизить, до звуковых частот, но не поможет 

А как тогда мы звезды видим?

глазами, энергетический бюджет трассы прикиньте

[Инопланетянин]

При длине волны 10 мкм, апертура собирающей линзы на 1.25 св. года будет 290 км в диаметре. Поэтому, если линзу или сразу излучатель сделать 580 км в диаметре

Мне кажется, что проще будет застроить всю поверхность гравицапы одной составной линзой, чем пытаться раскрутить и затормозить вращение исходного планетоида. Дешевле выйдет на порядки. А перенаправить излучение можно будет, просто включив мелкие (и примыкающие друг к другу) антенны с нужной стороны. Им даже двигаться не придётся.

[alex_semenov]

Ага... Читать первоисточники не будем. Будем равзовдить демагогию?

Алекс, не спорьте с основами науки, если кто-то преднамеренно (или предвзято) игнорирует ее законы - его личное дело, но Free Spacer Loss - объективная реальность для всех длин волн э/м излучения.

А я не отрицаю эти ваши фри спейс лосс. Напротив, я их вам ПОСЧИТАЛ!
То что вы считаете - это, я так понял, ВСЕНАПРАВЛЕННАЯ антенна и сферическая волна? Мы же используем не просто направленную антенну (которая для параллельного пучка всегда имеет расхождение и значит ваши фри лос) но даже собирающую линзу у которой фокусное расстояние - диснацния разгона. Но и эта линза все равно будет иметь НЕУСТРАНИМЫЕ по законам физики "фри лосс" и составят они 16%.

Кстати, раз уже зацепились с вами... об измерении расстояния до Луны с точностью 25 см.
У кого из нас банан в ухе?
Я как раз  и имел в виду то, что вы мне бросились объяснять (мол я ничего не понял). Я и имел в виду расстояние.
Я и говорил, что мы можем УЖЕ СЕЙЧАС построить в космосе триангуляционную  пирамиду  с ребрами длинной в сотни тысяч километров и с точностью измерения расстояний между вершинами в 25 см (а скорей всего уже и выше).
Если мы можем строить такие базы для измерений в космосе, то мы можем, опираясь на них, получать чудовищно-точные углы направления на цель. Я полагал, что вы это  сообразите.
А вы решили что я радианы с сантиметрами спутал!
Э-хе-хе...
"Возвышающий себя - унижен будет, унижающийся - возвысится" (с)

[Проходящий Кот]

......
А как тогда мы звезды видим?

глазами, энергетический бюджет трассы прикиньте

Размазки на площадь пи*r^2  вполне хватит. Или закон сохранения энергии у нас уже не действует?

[alex_semenov]

Мне кажется, что проще будет застроить всю поверхность гравицапы одной составной линзой, чем пытаться раскрутить и затормозить вращение исходного планетоида. Дешевле выйдет на порядки. А перенаправить излучение можно будет, просто включив мелкие (и примыкающие друг к другу) антенны с нужной стороны. Им даже двигаться не придётся.

Гм.. не думаю... Хотя может быть?
Но вообще излучатель - вещь будет крайне дорогая...  Он будет сложней (тоньше) устроен чем вся остальная конструкция гравицапы во много раз. Масса у излучателя будет небольшая, а вот материалы там используемые... "Золотое око" в общем то...

[Andrew Gontchev]

А я не отрицаю эти ваши фри спейс лосс. Напротив, я их вам ПОСЧИТАЛ!
То что вы считаете - это, я так понял, ВСЕНАПРАВЛЕННАЯ антенна и сферическая волна? Мы же используем не просто направленную антенну (которая для параллельного пучка всегда имеет расхождение и значит ваши фри лос) но даже собирающую линзу у которой фокусное расстояние - диснацния разгона. Но и эта линза все равно будет иметь НЕУСТРАНИМЫЕ по законам физики "фри лосс" и составят они 16%.

Алекс, Вы изучали основы волновой теории?
1. Любая волна от любого типа излучателя, при пробеге много большем чем ее собственная длина - имеет ПЛОСКИЙ фронт.
2. Фокусирующую ("собирающую") с ФР равным млрд (и даже единицы км) изготовить принципиально невозможно, т.к. длина волны не позволяет. 

[Проходящий Кот]

И что из этого следует?  Что звезды гораздо ближе, чем кажутся?

[Андрей Курилов]

В космосе вам просто НЕКУДА больше сливать тепловые потери, кроме как через радиатор, что уже требует от вас затрат.

Сколько контуров у вас? 2? Тогда берём в качестве реалистичного КПД турбины 60%. Оставшиеся 40% энергии в виде тепла перейдут во второй контур. Там КПД турбины уже будет меньше - допустим - 50%. Итого в двухконтурном случае вы только во ВРАЩАТЕЛЬНУЮ энергию конвертируете 0,6+0,4*0,5 = 80% энергии. Может быть 3 контура? В 3-м контуре температуры и давления ещё ниже, посему КПД будет уже где-то 40% (от 20% тепловой энергии, доставшейся третьему контуру). Итого вы выиграли ещё 8%. Дальнейшее увеличение числа контуров будет примерно асимптотически приближать вас к отметке в 90% КПД преобразования энергии во ВРАЩАТЕЛЬНУЮ. Именно поэтому городить большое кол-во контуров нет смысла. КПД электрогенератора не превышает 80%. Это означает, что в случае 2х контуров вы можете выжать 64% электрического КПД, в случае 3х - ~70% и ~72% в случае очень большого кол-ва контуров. Т.е. видно что 3 контура - уже достаточно и больше не стОит городить даже.

Но и это идеализированный случай. Обратите внимание на штуку, обозначенную буквой "С" на рисунке:

Без этой штуки ничего не будет. Это компрессор, и он, в самом идеальном случае, отбирает часть работы (вращательной энергии) прямо от турбины. Если это электрический насос - то всё намного хуже Ибо энергия вращения имеет более высокую энтропию, чем электрическая и более дешевая. Каждый контур сам съедает часть энергии. И чем больше порядок контура, тем меньше КПД его турбины и тем большую часть энергии отъедает компрессор/насос.. Это ещё одна причина, почему если контуров больше 2-3 то система уже демонстрирует меньше КПД. Итого, в 3-хконтурной системе А. Семёнова останется где-то 2/3 энергии, успешно преобразованной в электричество.

Про КПД вигглеров я не знаю, поэтому тут придётся либо поверить на слово Семёнову, либо кому-то таки вставить своё слово. Разброс вероятных значений будет от 10%, заявленных оппонентами до 80%, заявленных Семёновым. На трансформаторах и ЛЭПах потеряется ещё 10% в гудёж и низкочастотное излучение (не в тепло!), итого будет КПД получения луча от 6% до 48% в зависимости от того, кто будет прав насчёт вигглеров.

Внимание, вопрос
Сколько актиноидов надо сжечь для запуска тысячи тонн на скорости в С/10? Есть ли столько урана/тория в Солнечной Системе вообще? Вы же собирались взрывать бомбы массой в десятки тысяч тонн ежечасно? Где столько исходного материала брать?

Немного критики собственно паруса
1) Я вижу на картинке с пятном Эйри, что оно неравномерно. Но, ЕМНИП, у вас рассчёт был для случая, когда это пятно тютелька-в-тютельку аккуратно ложится на парус и имеет одинаковую падающую мощность по всей площади паруса. Ибо рассчёт паруса у вас также был предельный - т.е. чуть больше мощности - парус начнёт аблировать от многоваттов падающей мощности на квадратный метр.
2) Вы говорили также, что фокусное расстояние равно дистанции разгона. Означает ли это, что в конце разгона пятно Эйри будет занимать лишь малую долю на поверхности паруса, т.е. что удельная падающая мощность на кв. м. паруса будет больше?
3) Где, наконец, рассчёт выживания ПН под напором среды на скоростях С/10..С/2 ??