"Resolution" новый корабль Дедал-типа.

[AlexAV]

Оценил геометрию критической системы для двигателя на осколках (т.е. с достаточно тонким слом топлива, чтобы осколки могли его покидать).

В качестве отражателя-замедлителя брался углерод-13 с плотностью 2,3 г/см3. Топливо – америций-242m. Оценка производилась с помощью метода Монте-Карло (несколько упрощённого, т.е. сечения рассеяния, деления и поглощения считались для нейтрона постоянными и равными средним по тепловому спектру).

Геометрия в виде периодической решётки каналов:



Геометрия каждого канала, приблизительно такая:



Длины указаны в сантиметрах. Плотность топлива 1 мг/см3. Баланс нейтронов получается следующим:

35.3% - поглощение с делением
28.4% - паразитное поглощение в процессах (n,gamma)
36.4% - утечка из реактора

Америций даёт 3,26 нейтронов на деление, т.е. минимальный вклад поглощения с деление должен быть 30,7%, т.е. есть небольшой запас реактивности.

Оптическая толщина слоя топлива 2 мг/см2, что совместимо с выходом осколков с малыми потерями (пробег порядка 10 мг/см2).

Для вывода осколков через каналы на систему должно быть наложено достаточно сильное продольное магнитное поле.

Правда отражатели получаются уж очень тяжёлые…

[AlexAV]

AlexAV скажет, что на один протон, разделивший атом урана, будет миллион, которые потеряли свою энергию об электронные оболочки. Ситуация изменится если энергия протона будет под Гэв. Но тогда он паруса просто не заметит, пролетая через него.

Именно так. Вообще какие протоны при таких оптических толщинах топлива?

Вот скажем сечения деления урана-235 протонами:

[AlexAV]

Я подозреваю , что вы тут решили что я хочузаменить делящийся  ЭНЕРГОНОСИТЕЛЬ  на энергоноситель антиматерию. Так?
Но моя мысль хитрей.
Я об антипротонном парусе.]Я подозреваю , что вы тут решили что я хочузаменить делящийся  ЭНЕРГОНОСИТЕЛЬ  на энергоноситель антиматерию. Так?
Но моя мысль хитрей.
Я об антипротонном парусе.

Да по сути в антипротонном парусе антипротоны и являются источником энергии: аннигиляция антипротона даст около 2ГэВ энергии, а деление ядра только около 200МэВ. Вторичные нейтроны в такой геометрии заметного вклада давать не будут. Т.е. аннигиляция даст почти 90% выделяемой в таком парусе энергии.

В любом случае накапливать антипротоны в весомых количествах сегодня не умеют совершенно. Причём вопрос не столько с получение собственно антипротонов, сколько с их дальнейшим использование. Т.е. с охлаждением, рекомбинацией в атомы, хранением этих самих атомов.

[Кремальера]

Правда отражатели получаются уж очень тяжёлые…

Масса одной трубки-соты(цвета хаки) тянет под 280гр.Поправьте ежели неверно.Разве это много?Этой решеткой каналов выложено дно нашего реактора-котелка.,который сам у нас трубообразный.Пучок из этих канальцев диаметром метр будет весить где-то 3,7 тонны..Вполне себе танковый газотурбинный двигун с трансмиссией в сборе.

[pkl]

Можно оценить суммарное массовое число при полёте по следующей схеме:
1) Разгон термоглиссером "запчастей" у Солнца до 200 км/с, массовое число ~28.
2) Разгон электроплазменными двигателями с изменяемым УИ до 4000 км/с, массовое число - 20.
3) Торможение электроплазменными двигателями до 100 км/с, массовое число - 40.
4) Торможение абляционным щитом в атмосфере целевой звезды, массовое число ~ 2.
В итоге массовое число составит 44800. Т.е. для запуска 2000-тонной ПН потребуется почти 90 или даже все 100  мегатонн суммарной начальной массы. Неслабо. Полёт до альфа Центавра составит около 500 лет.

1-я ступень - термоядерный "Орион". Другое решение - высадить репликатор /ту самую ПН/ на комету и сделать разгонные ступени из её вещества. Из неё же брать рабочее тело.

[gans2]

Другое решение - высадить репликатор /ту самую ПН/ на комету и сделать разгонные ступени из её вещества. Из неё же брать рабочее тело

Планетоидный бред. Видимо не лечится.

[Проходящий Кот]

А что не так?

[pkl]

Тоесть межзвездники всё равно требуют космоцивилизацию......

Рано еще деталь такие выводы. Надо еще помучаться. Мало ли что пропустили?

Но вот то что люди вцепились соединять бульдогов с носорогами... мне кажется это напрасной тратой сил.
Если термоглиссер и ионнник по отдельности не дают нужного эффекта, то бессмыслено соединять эти две плохие идеи в надежде получить одну хорошую.
Да, порой можно выжать эффект синергизма... Но это бывает порой. А чаще эффект обратный.
И термоглисер и ионник - сами по себе хороши в своей области. Но в той области, куда вы их тянете - они хреновые. И соединять их в надежде получить конфетку - не получить ничего путевого.

Хотя  создатели "Икара" идут по этому пути тоже …

Я считаю, что соединять принципиально разные концепции (например разгон парусом, торможение парашютом и, допустим, дотормаживание взрыволетом) - это ВЫНУЖДЕННЫЙ прием. За неимением возможности сделать все одной системой (парус только разгоняет).

Так мы как раз в такой ситуации! Вот цепочка моих рассуждений:
Какие источники энергии у нас есть, чтобы запустить звездолёт?
1. Солнце.
2. Немного радиоактивных элементов и много дейтерия.
3. Гравитация планет гигантов.
Всё. Как это можно использовать? Первое, что приходит в голову - энергия Солнца. В виде излучания. И в виде гравитации. Как это можно использовать? Ну, гравитационный манёвр - понятно. Но этого мало. Тут сразу мысль - ЭРД на солнечных батареях либо парус. Ну и термоглиссер. Проблема в том, что каждый из этих способов работает только на определённом расстоянии. Термоглиссер - в перигелии. Солнечные батареи и паруса - где-то между орбитами Меркурия и Юпитера. И каждого по отдельности не хватает. А если сложить? Термоглиссер даёт сколько? 200-300 км/с. Парус - 600. 200-300 + 600 = 800-900. Уже что-то. А если добавить ЭРД? Отсюда и получается единственная разумная схема разгона - использование по максимуму ресурсов Солнечной системы. Отправляем зонд к Юпитеру, он разворачивает его к Солнцу, в перигелии включаем термоглиссер, затем развёртываем парус, затем доразгоняемся ЯЭДУ. Возможно, пока падаем на Солнце, используем ЭРД для разгона.  Возможны и другие схемы, но в целом... вряд ли при реалистичном подходе есть смысл думать об антивеществе или ТЯРД. Если мы предельно реалистичны.

[pkl]

Кстати, я как-то на НК считал наиболее оптимистичную пушку. У меня получалось 300 км/с в лучшем случае. Это при выстреле снарядом типа танкового управляемого. Но тут та же проблема. Удельная мощность. Теперь на участок разгона...

Стрельнуть в сторону Солнца. Уже 300 км/с. Около Солнца включить термоглиссер. 300 + 200 = 500. + парус 600 км/с. Уже 1100.

[Проходящий Кот]

И сколько заберет Солнце при уходе на бесконечность?

[pkl]

А что не так?

Формула Циолковского. Да ганс?

Зато нет проблем с рабочим телом и стройматериалами. И с дейтерием тоже. Я ведь, в конце-концов, не всю комету собираюсь разогнать, а только небольшой пролётный зонд!

[pkl]

И сколько заберет Солнце при уходе на бесконечность?

Не знаю. Наверно, несколько км/с. Как у "Вояджеров".

[Valenock]

40 км/с от уровня земной орбиты.

[alex_semenov]

Стрельнуть в сторону Солнца. Уже 300 км/с. Около Солнца включить термоглиссер. 300 + 200 = 500. + парус 600 км/с. Уже 1100.

Стрельнуть чем? Глиссером? С запасом водорода в пропорции 20 к 1?
Издеваетесь?
Стрельнуть можно снарядом массой не более 1 тонны. С чудовищным ускорением как в танковой пушке.

[alex_semenov]

Да по сути в антипротонном парусе антипротоны и являются источником энергии: аннигиляция антипротона даст около 2ГэВ энергии, а деление ядра только около 200МэВ. Вторичные нейтроны в такой геометрии заметного вклада давать не будут. Т.е. аннигиляция даст почти 90% выделяемой в таком парусе энергии.

Гм... не обращал на это внимание...
Спасибо...
То есть и эта концепция - в топку?

[AlexAV]

То есть и эта концепция - в топку?

Нет, почему. Как метод трансформации энергии аннигиляции в кинетическую энергию частиц – не так уж и плохо. Если научиться накапливать и хранить антивещество в промышленных масштабах…

P.S. Что касается двигателя на осколках деления – то похоже там всё не так уж безнадёжно, есть ещё над чем подумать (приведённая в предыдущем моём посте компоновка активной зоны явно неудачная, нужна длинная, но тонкая топливная зона и структура электромагнитных полей, дающих дрейфовые поверхности не пересекающие зону для вылетающих через поперечную поверхность осколков нигде, кроме точки выхода осколка, но как (и можно ли) это сделать мне пока не понятно).

[alex_semenov]

Нет, почему. Как метод трансформации энергии аннигиляции в кинетическую энергию частиц – не так уж и плохо. Если научиться накапливать и хранить антивещество в промышленных масштабах…

Да я это уловил, но это резко снижает цену концепции. Сам парус как "сопло" очень неэффективен. Даже если бы все осколки, летящие по направлению полета отражались на 180 градусов, эффективность паруса как приемника импульса была бы 1/3.
Это кстати касается и изотопного паруса, кажется.

P.S. Что касается двигателя на осколках деления – то похоже там всё не так уж безнадёжно, есть ещё над чем подумать (приведённая в предыдущем моём посте компоновка активной зоны явно неудачная, нужна длинная, но тонкая топливная зона и структура электромагнитных полей, дающих дрейфовые поверхности не пересекающие зону для вылетающих через поперечную поверхность осколков нигде, кроме точки выхода осколка, но как (и можно ли) это сделать мне пока не понятно).

Алекс, главное тут - сохранить  нужную нам высокую  удельную мощность.  А если удельная мощность после всех модернизаций резко падает, то мы получаем ну еще одну концепцию межпланетного привода. Но зачем она нам? Межпланетных приводов у нас пруд пруди.

[Проходящий Кот]

Корабль-призрак | Проект Икар Семинар обновление # 3/4
http://www.icarusinterstellar.org/project-icarus-workshop-update-34-the-ghost-ship/


Корабль-призрак

Мы продолжаем нашу дугу с описанием прогресса дизайнеры Project Icarus ", представленный на британском межпланетного общества 21 октября и 22, 2013 , с соответствующей записи для Хэллоуина: Первый межзвездный "Корабль-призрак":

Корабль привидения

 Как внезапного конце абитуриента, Призрак игрока Мюнхен подал свою концепцию космического зонда к Альфе Центавра.

Корабль-призрак использует один сингл фьюжн этап двигательной для ускорения и замедления. Замедление подкрепляется магнитной системы паруса, который использует сопротивление межзвездного действия водорода на магнитное поле, которое замедляет космический корабль. Двигательная установка слияние основывается на дейтерия - дейтерий инерциального термоядерного синтеза. Инерциального термоядерного синтеза основан на сжатии крошечный шарик из термоядерного топлива с помощью системы зажигания, в нашем случае количество лазеров. Топливо сжимается этих лазеров очень высокой мощности до такой степени, что может происходить слияние. Команда решила использовать дейтерия - дейтерий, как дейтерий - тритий будет использовать большое количество трития, который распадается достаточно быстро. Это означает, что непомерно большое количество трития должен храниться на борту космического корабля. Дейтерий - Гелий 3 отбрасывали из-за трудностей, связанных с горнодобывающей гелия 3 с Луны или газовых гигантов.

Система зажигания сплав на основе схемы быстро зажигания. Красота этой схеме зажигания находится в развязкой сжатия и воспламенения топливной таблетки. Без развязки, много энергии необходимо для создания условий синтеза в гранулы чисто сжатием. Это как разжигая шток динамита, зажимая его. Это возможно, но вам нужно зажать его очень сильно. Что вы используете вместо этого "предохранитель": вторичный лазер высокой мощности, которые пронзает осадок и зажигает его. Таким образом, вы получите такое же количество энергии из осадка с помощью гораздо меньше энергии для сжатия и воспламенения.

Однако, для того, чтобы зарядить лазеры, вы все равно нужен очень большой и тяжелый источник питания. Таким образом, мы использовали "трюк", чтобы обойти это требование. Мы думали об использовании самой реакции синтеза в качестве источника питания. Таким образом, мы будем использовать предыдущую реакцию синтеза для зажигания следующий. Тем не менее, это все еще трудно сделать, и крупные банки конденсаторов, которые хранят энергию будет необходимо. Тем не менее, мы нашли еще одну хитрость. Дейтерий - дейтерий реакции образуется большое количество нейтронов. Нейтроны незаряженных частиц. Это означает, что они улетают во всех направлениях. Таким образом, они не способствуют тяги, как для генерации тяги, частицы должны быть выброшены в одном определенном направлении. Так есть ли возможность использовать эти нейтроны для производства электроэнергии? Было бы идеально, так как они будут в противном случае теряется. Удивительно, но есть способ использовать нейтроны для выработки электроэнергии: атомная подводная лазера. Атомные лазеры непосредственно конвертировать энергии нейтронов в лазерной энергии.

Есть два типа атомных лазеров. Один основан на газ, а другой на твердое вещество. Мы использовали вариант твердотельного лазера, как он подходит для создания чрезвычайно короткие, мощных импульсов. Эта концепция была впервые представлена ​​на Prelas и Boody в 1991 году. Нейтроны ввести камеру, наполненную диоксидом урана. Эта камера имеет кольцеобразную форму и расположены вокруг осевой камеры. Нейтроны взаимодействуют с диоксидом урана, в результате чего реакции деления. Делящегося продукты затем возбуждают флуоресцентный газ. Вспышка света, который порождается газа передается световод для лазерного усилителя, который генерирует лазерный луч. Эта система имеет очень высокую эффективность около 8%. К сожалению, эта система должна быть подана с аэрозолем диоксида урана и флуоресцентного газа. С помощью этих расходных материалов, общая масса системы зажигания является немного меньше, чем 1000 тонн. По сравнению с альтернативными вариантами зарядки, это все еще достаточно низкое число.

С гранул массы двух граммов и частоте импульсов 150 розжига гранул в секунду, мы должны в общей сложности 150 000 тонн топлива для нашего корабля. Удельный импульс нашей двигателя составляет около 540 000 с.

Потрясающий мощность двигателя создает избыточное тепло, которое должно быть отклонено. В противном случае, элементы космических аппаратов начнет таять быстро. Мы используем жидкий радиатор капель, который имеет чрезвычайно высокий процент отказов тепла 500kW/kg с помощью жидкого алюминия в качестве теплопроводного жидкости. Радиаторы имеют общую площадь 7.6km ².

Основной структурой, которая имеет космический корабль вместе представляет собой цилиндрическую структуру фермы на основе углеродных нанотрубок. Углеродные нанотрубки имеют исключительно высокую прочность на растяжение при очень низкой плотности. Такой материал необходим, так как тяга двигателя около 1,6 млн, что эквивалентно примерно 160 тонн силы сжатия, действует на структуру уже более 15 лет. Структура подлежат сил сжатия, как правило, пряжки. Тонкий структура пряжки легче, чем структуры с большим поперечным сечением. Это причина, почему наш корабль использует структуру с диаметром 100 метров.

Космический аппарат будет разгоняется за 15,6 лет до скорости 6% в. После 54 лет круиза, магнитный парус развернут, которая уменьшает скорость примерно до 1% в. Для окончательного замедления, слияние двигатель снова используется. Космический корабль затем поступает в систему Альфа Центавра для развертывания суб-зондов и сбор данных.
Добавление всех масс и достаточный запас вместе, наш космический корабль имеет общую массу 153 800 тонн.

На следующей неделе мы представим последнюю транспортное средство, предназначенное - в корабль с ультра-режущей кромки системы экспериментальная двигательной! Оставайтесь с нами!

 / Икар

[Проходящий Кот]

Сверхплотного дейтерия Fueled Starship | Проект Икар Семинар обновление # 4/4



http://www.icarusinterstellar.org/ultra-dense-deuterium-fueled-starship-project-icarus-workshop-update-44/

УДА Икар Концепция Обзор

Идея об использовании Удд в качестве основного топлива для приведения в движение межзвездного исследования вытекает из необычными свойствами, что УДА, как утверждают,. Огромная плотность УДА в своем естественном состоянии облегчает иначе необходимый этап сжатия мишени топливной таблетки (например, в классических системах инерциального термоядерного синтеза (ICF)), что, в свою очередь, обеспечивает ряд возможных улучшений для разработки общей программы движения Система. Тем не менее, тема фактической УДА существования еще несколько спорным, поскольку никакие сторонние экспериментальные результаты не существует и большая часть опубликованных работ связана с одной группой ученых в университете Гетеборга (Швеция). Тем не менее, концепция УДА в первую очередь предполагается как гипотетической платформы, которой мог изучить возможность потенциального использования УДА в качестве первичного топлива и вытекающие отсюда последствия в отношении дизайна. УДА является экзотической формой металлического водорода (Ридберга материи) и, предположительно, найдены вдоль с регулярным металлического водорода в экспериментах, выполненных доктором Holmlid и его группы в Университете Гетеборга. Список своими экзотическими свойствами долго, и она включает в себя сверхпроводимости и сверхтекучести при комнатной температуре, а также о своей главной характеристикой: огромная плотность. Оценки его плотности варьируются от 10 28   до 10 29 см -3 на основе теоретических предсказаний и экспериментальных наблюдений. Этот уровень плотности примерно в 150 раз выше, чем первоначально прогнозируемого фонда National Ignition ICF цели при пиковой сжатия. Огромный плотность будет означать, что, как показал Винтерберг [1], очень низкий расход энергии требуется для воспламенения термоядерной мишени, в то время как полностью обойти необходимость сжатия мишеней и тем самым ряд вопросов физики, которые приходят вместе с ним . Цифры оценить, что одно PW-шкала, 3 кДж лазерный луч будет достаточно, чтобы начать реакцию синтеза. Это еще означает, что система в целом слияние-драйвер для зажигания будет включать только одного лазера, вместо того, чтобы много (т.е. 100 или 200) лазеры, необходимые для традиционных схем МКФ. Понятие УДА Икар быть ускорение транспортного средства в 2 этапа , достижения крейсерской скорости 0.05C, а замедление фазы также 2-х ступенчатый Magsail-фьюжн гибридная система, которая позволила бы на рандеву миссии. Обе ступени двойного двигателя, что значительно повышает надежность конструкции. Общее время рандеву миссия к-Центавра резюмирует быть надлежащим образом 100 лет. Второй этап играет роль завершающей стадии замедления, используя тот же двигатель и архитектуру как на стадии ускорения. Основным техническим решением, которое требуется указывая, что после 2 -й этап ускорения была завершена, большинство (apprix 68%) от массы радиатора отбрасывается. В 0,368 ют перед-Центавра Magsail развертывается. Дизайн Magsail полностью основан на коде Matlab от семестра работы Raible [2] и был рассчитан, чтобы иметь массу 238 тонн. После фазы Magsail замедления система Magsail также снизился, в результате чего масса полезной нагрузки до 612 тонн. Когда обратный импульс будет завершена, конечная масса полезной нагрузки 320 т, из которых 150 т научна полезной нагрузки. На рисунке 1 показана упрощенная разбивка архитектуры миссии.
 

 

 

 

 

Рисунок 1:. Упрощенная архитектура миссия Из-за присущего предела DD топлива (низкий выход энергии по сравнению с, т.е. D 3 He), удельный импульс автомобиля остается достаточно низким приблизительно 550,000 с, что приводит к большой топливный массы 75000 т . Это накладывает дальше, строгие массовые требования к замедления систем (Magsail) и других подсистем, в частности вторичного энергосистемы, экранирование и отходов тепла распоряжении в качестве основных массовых вкладчиков. Важно отметить, что топливо хранится в цистернах будет регулярно дейтерия и что превращение дейтерия в УДА будет осуществляться на борту. Это связано с предсказал лишние свойства УДА, а также в связи с потенциальной нестабильности топлива (из-за экстремальных плотностях и низких энергетических потребностей зажигания, существует статистическая вероятность того, что большое количество УДА бы вступить в реакцию спонтанного фьюжн). УДА Двигатели имеют четыре очень важных преимуществ по сравнению с любой другой концепции слияния в настоящее время (теоретически) доступны. К ним относятся:
 

 
Полный обход стадии сжатия мишени, что позволяет прямого зажигания [3] (отсутствие гидродинамических неустойчивостей и снижение последствий плазменный лазерные взаимодействия).
Одноместный PW-шкала лазерной мишени зажигания, которые массово снижает сложность системы и, таким образом массу.
Практически неограниченные прибыли, в зависимости исключительно от размера мишени. Это, конечно, значительно увеличивает производительность доставляемого всей концепции.
Использование D в его танков и преобразует его в УДА на борту должны быть доставлены в реакционную камеру (сопла). D в изобилии на Земле, стабильные, нетоксичные и порядков дешевле в производстве, чем т. 3 He.
В сочетании, указанное допускать много-двигателя, модульной конструкции что значительно повышает общую устойчивость и надежность системы, и значительно снижает затраты на разработку и строительство.
 
 С другой стороны, есть один, но очень важный, вопрос, который серьезно влияет на общую жизнеспособность двигателей УДА основе.
 
Жизнеспособных доказательство заявленных УДА характеристик и массового УДА производства.

А именно, подавляющее большинство из UDD-связанных документов была опубликована одним научной группы при Университете Гетеборга, Швеция, во главе с доктором Л. Holmlid [4-7] и несколько работ от доктора Ф. Винтерберг [1 , 8], кто пытался представить теоретические основы концепции УДА. Насколько известно автору, в настоящее время нет никаких сторонних подтверждений о УДА наблюдений и вообще очень мало дискуссий о ней в научном сообществе. В заключение: если УДА, его свойства и массового производства подтверждены, чтобы быть реальным, УДА вызовет крупный революция в мире ядерного синтеза. Однако в связи с относительной научной безвестности, отсутствие сторонних результат репликаций и теоретической неопределенности УДА производственного процесса, что один "если" большая. Литература: 1. Винтерберг, Ф., сверхплотного дейтерия и претензии НТС. физики Письма 2010. 374 (27): р. 2766-2771. 2. Raible, М., Концепция развития магнитном Паруса замедления системы . Мюнхенский технический университет. 3. Stanic, М., Проект Икар: Анализ и сравнение УТС с инерционным удержанием лазеров и прогнозы для будущего использования в космических двигательных , в 63-й Международной конгрессе по астронавтике . 2012: Неаполь, Италия. 4. Андерссон, ПУ и Л. Holmlid, сверхплотного дейтерия:. возможно ядерного топлива для инерциального термоядерного синтеза (ICF) Физика Письма 2009. 373 (34): р. 3067-3070. 5. Badiei, С., ПУ Андерссон, Л. Holmlid, Производство сверхплотной дейтерия: компактный будущее слияние топлива. Applied Physics Letters, 2010. 96 (12): р. 124103-3. 6. Андерссон, ПУ и Л. Holmlid, Сверхтекучий сверхплотного дейтерия при комнатной температуре. физики Письма 2011. 375 (10): р. 1344-1347. 7. Андерссон, ПУ, В. Lonn, Л. Holmlid, Эффективный источник для производства сверхплотной дейтерия D (-1) для лазерно-индуцированной синтеза (ICF). Обзор научных приборов, 2011. 82 (1): р. 013503-8. 8. Винтерберг, Ф., выпуска термоядерной энергетики на инерционным удержанием: путей к Ignition . 2010, Нью-Джерси, Лондоне, Сингапуре, Пекине, Гонконге, Тайбэе, Ченнаи: World Scientific.

На следующей неделе мы будем объявлять победителя и закрытие эту захватывающую главу в исследовательской портфеля Икар межзвездной в. Мы не могли бы сделать это без вашей заинтересованности, поддержки и удивительные обратной связи на деталях общих до сих пор на этих транспортных средств!

 Спасибо!

 / Икар

[AlexAV]

Сверхплотного дейтерия Fueled Starship | Проект Икар Семинар обновление # 4/4

Сверхплотный дейтерий. Это та, как бы это сказать помягче, странная работа где сверхплотное вещество пытаются считать по Гайтлеру-Лондону?
Коротко - это полная чушь.

УРС дейтерия довольно хорошо изучен как теоретически (с применение куда более адекватных и точных моделей), так и в эксперименте -  и никакой метастабильной сверхплотной фазы там нет.