"Resolution" новый корабль Дедал-типа.

[pkl]

И ещё вопрос: а радиоволны от потока ионов/плазмы отражаться не будут?

Да. интересный вопрос. Не задавался им. Спасибо. Возможно выхлоп действительно все испортит...

Еще мрачная мысль на свежую голову. Для ректенны с шагом 1-2.5 мм вакуумный полупроводник, возможно, окажется слишком крупным. То есть вакуумный зазор не может быть слишком маленьким (при условии что катод и так нагрет до красного свечения, то есть электронное облако катода будет очень мощным).
Вообще удобней было бы использовать волну длинной побольше. Но это потребует очень большого антенного поля излучателя со всеми вытекающими. Понизив скорость в 10 раз (с 0.5с до 0.05с) мы уменьшили дистанцию ВСЕГО в 100 раз.
Это весь выигрышь для передающей системы.
И подняв длину волны с 10 мкм до 10 мм мы уже съели 4 порядка. А еще у нас диаметр пятна в фокусе стал очень маленьким (еще на два порядка). В общем, полная труба...
Не склеивается идея...

Для межпланетных перелетов она может и  сгодится (меньше на порядки уельная мощность, тогда не нужен такой горячий радиатор-антенна, плазменный выхлоп - с гулькин нос, и все прочее...). Но для межзвездника на 0.05с ...

Так у Вас плазма или ионы? Или пока ещё не определились? И, я не понял, что не так то? Объясните гуманитарию.

[AlexAV]

Так у Вас плазма или ионы? Или пока ещё не определились? И, я не понял, что не так то? Объясните гуманитарию.

Да в любом случае выбрасываемый поток вещества должен быть квазинейтрален (иначе на двигателе будет накапливаться некомпенсированный заряд с понятными последствиями для его работы). Это достигается эмиссией электронов в поток уже ускоренных ионов. Поэтому, хотя в основе работы ионного двигателя лежит ускорение ионов, выбрасывать он будет, в конечном счёте, всё же плазму.

[alex_semenov]

Так у Вас плазма или ионы? Или пока ещё не определились? И, я не понял, что не так то? Объясните гуманитарию.

Дар разницы нет. В том смысле что выхлоп ионника это все плазма.
Засада в другом.
Для 10 мм длины волны, даже при сокращении дистанции разгона в 100 раз, диаметр фокусирующей апертуры все равно получается чудовищно-большой. Нужна линза в ~10 000 км в диаметре.

[pkl]

Гммм... линзы эти... я на форуме НК как то предлагал в профильной ветке использовать в качестве линзы кольца Урана. Ну или, как вариант - облако фон Нейманов в точке либрации. Они могут выстраиваться в линзу Френеля. Как такая идея?

Или придётся возвращаться к оптике.

[VimanaPro]

Может бред или дежа вю ...
Кто-то когда-то не предлагал кольца с Дедала "отстреливать" ?

[Проходящий Кот]

Какие кольца?

[VimanaPro]

Какие кольца?

Вроде бы собирались принимать радиолуч (с Луны), для него вроде бы и кольца по дистанции (значит померещилось, сорри)

[alex_semenov]

Какие кольца?

СБРАСЫВАТЬ "КОЛЦА" или линзы - предлагали многие.
Например, Лэндис.
http://www.geoffreylandis.com/lightsail/Lightsail89.html



Кстати, именно Лэндис первым рассмотрел (количественно оценил) концепцию запитываемого по лучу (правда лазерному) межзвездный инонный зонд. При этом он предлагал что-то пипа этого:



О сбрасываемых кольцах, собственно. Их предлагал Миронов для своего "ионолета"
http://lnfm1.sai.msu.ru/SETI/koi/bulletin/20/articles/3.html



Ксати, а если эту идею переложить на концепцию зонда с 0.05с?
Ведь почему мы снизили скорость? У нас (продленного на век-два настоящего) просто не хватит МОЩНОСТИ на большее.

[pkl]

Так у Вас плазма или ионы? Или пока ещё не определились? И, я не понял, что не так то? Объясните гуманитарию.

Дар разницы нет. В том смысле что выхлоп ионника это все плазма.
Засада в другом.
Для 10 мм длины волны, даже при сокращении дистанции разгона в 100 раз, диаметр фокусирующей апертуры все равно получается чудовищно-большой. Нужна линза в ~10 000 км в диаметре.

От этого зависит, какое рабочее тело будет использоваться. Для ионников нужны или щелочные металлы, или благородные газы, а для плазменных - в принципе любой газ сойдёт, но лучше, наверное, водород или ксенон.

Гм... можно ли из щелочных металлов делать несущие конструкции? Каковы их свойства при низких температурах? Наверное, должны быть твёрже, чем при комнатной.

[Андрей Курилов]

Гм... можно ли из щелочных металлов делать несущие конструкции? Каковы их свойства при низких температурах? Наверное, должны быть твёрже, чем при комнатной.

Думается мне, с давлением насыщенных паров всё плохо, как у магния.

[VimanaPro]

Гм... можно ли из щелочных металлов делать несущие конструкции?

Наверно можно.
Но вроде бы межзвёздный газ на 90% состоит из водорода и гидриды как конструкционные материалы как-то не очень ?

[AlexAV]

Для 10 мм длины волны, даже при сокращении дистанции разгона в 100 раз, диаметр фокусирующей апертуры все равно получается чудовищно-большой. Нужна линза в ~10 000 км в диаметре.

Вот ещё кое-что по ректеннам (в качестве выпрямляющего элемента в статье берутся высокочастотные диоды Шоттки (собственно ничего лучше в этом диапазоне частот и не существует)).


Вот такие приблизительно у них получаются кривые КПД выпрямления при различной частоте излучения:

1 – 12 ГГц (2,5 см), 2 – 23 ГГц (1,3 см), 3- 43 ГГц (7 мм).

Собственно видно, что для длинных волн короче 1 см КПД начинает катастрофически падать.

Опять же с помощью высокочастотных точечных диодов слишком большую мощность не снимешь. Приводятся цифры 3-6 кВт/м2 в зависимости от конструкции решётки (это предел определяемый электрическими параметрами самих диодов, т.е. безотносительно к вопросам охлаждения системы).

А если переходить на мощные плоскостные диоды или электровакуумные элементы частоты надо снижать, по крайней мере, до порядка 1 ГГц (рекордные параметры для лампового диода до порядка 10ГГц). Т.е. переходить в дециметровый, в крайнем случае, сантиметровый диапазон.

P.S. Вообще в теме межзвёздных перелётов часто появляются идеи… весьма интересные и полезные… вот только для собственно межзвёздных перелётов малоприменимые. Т.е. если “урезать осетра” и рассмотреть их в применение к межпланетным перелётам (а то и околоземным задачам) всё начинает выглядеть куда лучше. В частности аппарат запитанный по радиолучу выглядит вполне уместно в качестве буксира в околоземном пространстве и системе земля-луна, т.е. если ограничить дальность передачи энергии несколькими сотнями тысяч километров. И тогда как параметры антенных решёток, так и требуемой мощности становятся вполне вменяемыми. Для запуска межзвёздного зонда размер оптической системы, конечно, получится совершенно неадекватный. А гигантизм – первый признак, что в проекте что-то не то.

[alex_semenov]

А если переходить на мощные плоскостные диоды или электровакуумные элементы частоты надо снижать, по крайней мере, до порядка 1 ГГц (рекордные параметры для лампового диода до порядка 10ГГц). Т.е. переходить в дециметровый, в крайнем случае, сантиметровый диапазон.

Алекс, как всегда спасибо.
То есть мои интуитивные опасения, что на нужной нам частоте (выше 3 Мгц) вакуумные диоды не смогут работать, вы подтверждаете?

Хотя я далек от мысли, что приведенные вами КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ характеристики (более чем наглядно и по-существу, еще раз спасибо!) окончательны и обжалованию не подлежать (как раз здесь и уместна фраза: "есть много в мире друг Горацио…"). Но я думаю это ОПОРНЫЕ данные, от которых надо отталкиваться (и вряд ли далеко получится уйти).
И действительно, для обсуждаемого здесь межзвездного ионного зонда выводы печальны.

P.S. Вообще в теме межзвёздных перелётов часто появляются идеи… весьма интересные и полезные… вот только для собственно межзвёздных перелётов малоприменимые. Т.е. если “урезать осетра” и рассмотреть их в применение к межпланетным перелётам (а то и околоземным задачам) всё начинает выглядеть куда лучше.

Второй закон Кларка: "Что бы понять границы возможного, надо отважиться на невозможное"

Ввязываясь в тему межзвездных перелетов, я как раз рассчитывал и на это. Ставя перед собой "нереальные цели" мы ПО ИНОМУ увидим реальные.
А вообще говоря, любая НАСТОЯЩАЯ поисковая активность (поиск идей, решений) обладает таким странным свойством. Искали одно - получили совсем другое.
Это чувство юмора самой матери-природы.
Более того. Я обнаруживаю, что она, зараза, не просто дает нам не то что мы вожделели (горько, по-детски, разочаровываея нас). Она как мудрая мамаша, дает нам именно то что нам ДЕЙСТВИТЕЛЬНО надо, хотя мы, дураки, этого у нее не просили. А зря!
Разумеется, это нельзя воспринимать серьезно. Как некое дополнение к "законам" Кларка. Но весь предыдущий опыт показывает что природа ПОКА нас, дураков, хранит от наших дурацких вожделений.

В частности аппарат запитанный по радиолучу выглядит вполне уместно в качестве буксира в околоземном пространстве и системе земля-луна, т.е. если ограничить дальность передачи энергии несколькими сотнями тысяч километров. И тогда как параметры антенных решёток, так и требуемой мощности становятся вполне вменяемыми. Для запуска межзвёздного зонда размер оптической системы, конечно, получится совершенно неадекватный.

Да. Эта мысль уже высказывалась (и именно в приложении к микроволнам).
Что тут можно отметить.
Для космического транспорта  важно чтобы ДОЛЯ полезной нагрузки была максимальна. Поэтому запутываемые по лучу буксиры по сравнению с буксирами с автономным источником энергии (атомный реактор+радиаторы к нему) будут иметь эту долю выше. Отправляя грузы с планеты А на планету В вам надо иметь на каждой источник микроволн. А своими микроволнами разгоняют буксир, микроволны с В- тормозят.

Еще одна идея (открываю военную тайну!). В случае ведения военных действий в космосе, очень важно СКРЫТЬ запуск корабля. Хотя тут не все так просто, но есть надежда что подобная запитка (с ме-е-е-е-дленным разгоном) позволит избавиться от "засветки" старта у наблюдателей противника.
Я никогда не сбрасываю со счетов военную сторону космоса. Война - естественное проявление самой Эволюции.
Поэтому никакой разум никогда не избавится от этого.

А гигантизм – первый признак, что в проекте что-то не то.

Это намек на КВС?

На это отвечу. Гигантизм - понятие ОТНОСИТЕЛЬНОЕ. Согласны?
Так, "гравицапа" - сооружение "карманное" по сравнению со сферой Дайсона. То есть для очень продвинутой космической цивилизации сооружение как раз небольшое.
Но для нас (для нашей цивилизации) это немыслимое сооружение.

[alex_semenov]

Ремарка общего характера.
Вообще говоря, если мы снижаем скорость перелета до процентов от света, то достоинства систем, с внешним источником питания (и импульса) падает.
Да, такие системы позволяют получить очень высокую удельную мощность (ватт/кг) привода (что необходимо быстрым звездолетам). Но расплатой за это является дистанция разгона. Она должна быть маленькой (для парусника, например, это фокусное расстояние разгоняющего лазера и тут все очень напряженно).
В случае быстрых кораблей (скажем на 0.5с) это не проблема.
Допустим, мы запускаем корабль на дистанцию 10 св. лет. Для быстрого корабля, летящего к цели на 0.5с, в идеале (при мгновенном разгоне и торможении) перелет займет 20 лет. Значит разгон любого такого быстрого корабля не может длиться более 10 лет. Но лучше что бы  длился 1-2 года. В десятую от времени перелета. Но это означает и короткую дистанцию разгона. Примерно 1 св. год. (10% от всей дистанции). Здесь требование ужать время разгона совпадает с требованием короткой дистанции разгона.

Но для медленного корабля, летящего к той же цели на скорости 0.05с разгон может длиться ДОЛЬШЕ. Скажем, если дистанция его разгона составит те же 10% от дистанции (1 св год), то надо использовать это по максимуму для снижения ускорения (и удельной мощности привода). Но если привод имеет внешнее питание, питающая система требует что бы дистанция разгона оставалась как можно короче.
То есть, хотя снижая скорость с 0.5 до 0.05 мы можем снизить удельную мощность привода в 1000 раз, внешний источник привода нам этой возможностью воспользоваться не позволяет.
Так для выше предложенного зонда, я предположил разгон за 80 дней (рассчитывая получить приемлимое фокусное расстояние и промазал). Но нам так быстро разгоняться для 0.05с нет нужды. Если мы примем условие, что дистанция разгона должна составлять десятую от всей дистанции перелета (как в примере с быстрым кораблем), то для в десять раз более медленного корабля нам достаточно иметь ускорение 0.012м/с2. И с таким ускорением разгон может длиться аж 40 лет! При перелете 180 лет (это 9 св. лет на 0.05с, без торможения) время разгона более чем приемлемое!
Зачем же тут ужиматься до 80 дний?

В этом случае надо, видимо, действительно попробовать найти привод с БОРТОВЫМ источником энергии. Проще говоря, классическую ракету.
Это я и имел в виду, когда сказал "мы все-таки мудреем год от года"
Снизив скорость перелета всего в 2-3 раза (от 0.12 до 0.05) разработчики "Икара" сильно УПРОСТИЛИ  себе задачу.
Возможно действительно для скоростей 0.03-0.1с надо попробовать придумать двигатель на управляемом термоядерном синтезе или использующий распад (там тоже энергии хватает для такой скорости!)?

[AlexAV]

Алекс, как всегда спасибо.
То есть мои интуитивные опасения, что на нужной нам частоте (выше 3 Мгц) вакуумные диоды не смогут работать, вы подтверждаете?

Нет. Лампы без особых сложностей нормально работают до 500 МГц - 1 ГГц (длина волны 30-60 см). С определёнными ухищрениями (подавление резонанса на проходных ёмкостях и индуктивности) до 5-10 ГГц, а вот дальше уже начинаются проблемы. Но даже 500 МГц (а это обычная серийная ВЧ-лампа) – это намного больше 3МГц.

В дециметровом и метровом диапазоне с диодами (хоть вакуумными, хоть полупроводниковыми) вообще никаких проблем нет. Вот в миллиметровом - совсем другое дело. Там кроме точечных арсенид-галиевых диодов Шоттки как-то и вариантов не видно. Да и те работают в этой области не слишком эффективно.

Т.е. можно сделать очень мощную и весьма эффективную ректенну и на вакуумных лампах (благо перегрева особенно опасаться не нужно). Но только в дециметровом (или метровом) диапазоне. Понятно что дальность луча в этом случае будет не слишком большой (при разумных размерах излучающего антенного поля).

[alex_semenov]

Но даже 500 МГц (а это обычная серийная ВЧ-лампа) – это намного больше 3МГц.

Я тут ошибся. Описался. Не 3 МГц (это действительно слишком длиная волна, аж... с/f = 100 м!), а 3 ГГц (длина волны 0.1м или 100 мм!).  Но даже 100 мм - это очень много! Я рассчитывал на 10 мм максимум! То есть не меньше 30 ГГц...
Но как видно из вашего графика, рассчитывать на 90% кпд при такой частоте ректенны не приходися. А именно на этой надежде и зиждился весь эскизный проект! Если у ректенны будет КПД 40%, то чем она лучше радиатора при бортовом реакторе? тогда бортовой реактор куда лучше!
Но, к сожалению, мы не вписываемя с реактором по габаритма-массе радиаторов. Классический ионник до 0.05с разогнать ну никак не получается (за сколько-нибудь приемлимое время, разумеется)! Это я уже прикидывал. Ему не хватает удельной мощности даже при самых радуждых прикидков аж на несколько порядков!

[pkl]

А гигантизм – первый признак, что в проекте что-то не то.

Это намек на КВС?

На это отвечу. Гигантизм - понятие ОТНОСИТЕЛЬНОЕ. Согласны?
Так, "гравицапа" - сооружение "карманное" по сравнению со сферой Дайсона. То есть для очень продвинутой космической цивилизации сооружение как раз небольшое.
Но для нас (для нашей цивилизации) это немыслимое сооружение.

Как Днепрогэс для Киевской Руси - вещь совершенно немыслимая. Для цивилизации II типа линза 10 000 км диаметром не является чем-то невообразимым. У подозреваю, такие сооружения они будут строить... ну не массово, но будут.

[Dem]

Я тут ошибся. Описался. Не 3 МГц (это действительно слишком длиная волна, аж... с/f = 100 м!), а 3 ГГц (длина волны 0.1м или 100 мм!).  Но даже 100 мм - это очень много! Я рассчитывал на 10 мм максимум! То есть не меньше 30 ГГц...
Но как видно из вашего графика, рассчитывать на 90% кпд при такой частоте ректенны не приходися. А именно на этой надежде и зиждился весь эскизный проект! Если у ректенны будет КПД 40%, то чем она лучше радиатора при бортовом реакторе? тогда бортовой реактор куда лучше!

Всё упирается в физический размер ламп. Если лампа размером в сантиметр - то естественно, волна в десяток сантиметров длиной для ней предел.  Но можно сделать и по технологии изготовления микросхем, в микроны размером.
а ещё слышал, что нанотрубки (по-сути вакуумные лампы молекулярных размеров) - вплоть до видимого диапазона поглощают.

[AlexAV]

Всё упирается в физический размер ламп. Если лампа размером в сантиметр - то естественно, волна в десяток сантиметров длиной для ней предел.  Но можно сделать и по технологии изготовления микросхем, в микроны размером.

Всё несколько сложнее. Упрощённо есть три фактора, которые определяют дизайн лампы на высоких частотах:
1)   Конечность времени пролёта электрона между электродами
2)   Проходная ёмкость
3)   Ограниченность тока эмиссии

Причём это факторы дают взаимоисключающие требования к системе. Чтобы  уменьшить время пролёта электрона – надо уменьшать расстояние между электродами, а чтобы снизить проходную ёмкость – расстояние наоборот надо увеличивать. Чтобы поднять пропускаемый ток – надо увеличивать площадь электродов, но при этом опять же начинает расти проходная ёмкость.

Т.е. в этом треугольнике время пролёта – ёмкость – мощность надо искать оптимум. До нескольких гигагерц это ещё как-то удаётся, а далее уже не очень, какая-нибудь из этих характеристик будет становиться неприемлемой. Просто уменьшение размеров всего здесь не спасёт.

[Юрий_К]

Все эти разговоры о звездолетах, вызывают у меня лишь скуку. И вот почему.

Вы все поняли неправильно. Все проблемы Королева и сотоварищей были в том что они хотели послать на Марс людей. Здесь же хотят послать 100-тонный автомат на <= 0.05с. Если это для вас скучно, то кто вам доктор?