Невозможность достижения звезд

[Андрей Курилов]

Верно. Но мега- это 106, а тера- 1012. Так что шесть.

Тьфу. Стыдно. Спать мне пора.

Чистый дейтерий - очень тяжёлое топливо. И для магнитных и для инерционных систем.

В зарядах производства ВНИИТЭФ вполне себе сжигается. А это, по сути, инерционная система.

[AlexAV]

В зарядах производства ВНИИТЭФ вполне себе сжигается. А это, по сути, инерционная система

Верно, но оптически толстая. По энергии импульса вниз это слабо масштабируется. Т.е. десятки килотонн. Кроме того в этом случае 80% энергии взрыва будет уходить в излучение. Неизбежная плата за непрозрачность...

[Андрей Курилов]

Ну для звездолётов инерциальный синтез действительно трудно приложить. А вот устроить КВС в недрах кометы - самое то.

[VimanaPro]

Ну для звездолётов инерциальный синтез действительно трудно приложить. А вот устроить КВС в недрах кометы - самое то.

Всё бы вам, людЯм, где-нибудь что-нибудь понадкусывать и после надкусывания - хоть потоп
 

[alex_semenov]

В итоге, что у нас (вернее у меня) есть на сегодня ТВЕРДО?

Есть простые критические реакторы (в самых разных вариантах) и можно ТВЕРДО рассчитывать на инонный зонд с энерговооруженностью до  200  Вт/кг. То есть маленький (до 100 или даже 1000 тонн) зонд мы можем отправить уже сейчас, но лететь к цели он будет полторы тысячи лет.  (хотя если с нами через 50 миллионов лет сблизится какая-то звезда, то такой корабль может туда добраться за 200 лет).

Есть неуправляемый термояд в бомбах. Взрволет типа "Орион". Здесь можно получить очень высокую энерговооруженность (не считал специально, но до 1000 Кв/кг наверняка).  Но здесь другое ограничение - удельный импульс выше 500-700 км/с не получить (в силу того, что энергия взрыва норовит превратиться в  излучение,  а не энергию плазмы).
Поэтому эффект (скажем с применением маневра Оберта) почти тот же что и у первого варианта. Чем лучше Орион? Тут энергия термоядерная, то есть можно послать все же колонию. Хотя вряд ли очень большую.

Это то, что мы реально имеем.
Что еще? Да по сути из реальных (на известных прямо сейчас технологиях) вариантов больше и нет.

Что есть у нас из явно ПРЕДВИДИМОГО?
(в порядке близости к реализации).

Прежде всего - подкритические реакторы на 238-уране и тории (либо ускорительным либо с термоядерный источником нейтронов). Пока я не могу  показать, что это можно будет впихнуть в 200 Вт/кг, но если это можно сделать (а почему и нет?) то это позволит создавать не легкие ионные звездолеты, а тяжелые (пол миллиона тонн) межзвездные колонии. Но это в любом случае полторы тысячи лет полета, если к Альфе лететь прямо сейчас.
Это синица в руках.

Что с взрыволетом? Можно его раскачегарить еще хоть как-то? Там надо поднимать как-то удельный импульс до 1000-2000 км/с. Предельная мощность термоядерных бомб 6 мт/т , если бы ее превратить в энергию плазмы (хотя бы на 80%) это позволили бы разгонять (и очень быстро) корабли до 0.02-0.05 с. А это  уже  200 лет полета до А. Центавра. Но как добиться такого эффекта? Не ясно.  Возможно никак.
Но было бы очень неплохо этого добиться.

На фоне этого всего осталось вспомнить еще один  вариант с неплохими шансами.
Виверн-джет. Амбиполярная ловушка. Термоядерная труба километровой длины медленно но все же куда быстрей чем ионник разгоняющаяся и тормозящая на протяжении всего полета. Звездолет на 20-50 тыс. тонн сухой массы и удельной мощностью в 10-100 кВт/кг. Полет займет столетия. Но надо научиться жечь гелий-3 с дейтерием и решить массу попутных проблем. Шансы у этой идеи выше чем у раскачегаренного взрыволета. Но примерно одинаковые.

Это все что можно рассматривать как здравая инженерная реализация.
Остались здравые спекуляции (дальние перспективы).

Они все -  внешний привод. Например, токовая петля разгоняемая потоком материи, которая выстреливается вслед кораблю с Луны (скажем, каждая порция массы, разгоняется потоком частиц). Источник энергии для этого? Тут может быть самый широкий спектр.  От солнечной энергии до каскада КВС. Мы тут как инженеры очень даже вольны в выборе лучшего источника энергии. Чем внешний (активный) привод и хорош. Такой корабль не может быть межзвездной колонией как два первых варианта (разумеется). Но ему и не надо. То есть это зонд, носитель эмбрионов или в лучшем  случае слипер-шип. Значит это скорость не ниже 0.05с (но не выше 0.1с) и столетия (не более) полета к цели. Нерешенных проблема тут масса. Например, как тормозить?  Но есть надежды на их решение (см ниже).

Еще вариант (действительно инженерно правдоподобный). Быстрый лазерный парус, разоряемый астросооружением типа "гравицапа" (концепция КВС доведенная до своего логического конца, минисолнце). В итоге мы получаем звездолет-мечту на долях от света (0.3-0.5с) и по сути  власть над пространством Галактики. То есть это концепция межзвездного полета с явным избытком (например с его помощью уже можно вести межзвездные войны).
НО!
Две проблемы. Одна - физическая. Как бороться с доплеровской аберрацией? Не факт что побороть ее нельзя. Но это будет предельная технология. Скорей всего сумма технологий.
Вторая - такой привод может себе позволить очень развитая КОСМИЧЕСКАЯ цивилизация. То есть то, что мы тут когда-то называли предельная цивилизация. Цивилизация-мечта.  То есть должны быть ИИ, фон-Нейманы и прочая, прочая пока что фантастика… Тут огромные сомнения чисто философские. А возможна ли вообще такая цивилизация? Но если возможна, то чисто физически такой привод можно себе представить.
Да, тут есть  еще проблема торможения и дотормаживания. Первая может решаться магнитным парашютом (тут все не так уж и плохо, есть предпосылки к решению проблемы) а вот вторая… остается открытой. Все зависит от того какую минимальную скорость можно получить на парашюте? Если можно сбросить до 1000-300 км/с, то дотормаживание становится задачей уже сейчас хорошо разрешимой (от торможения в солнечном ветре до использования простого взрыволета). А если нет… у нас после парашюта остается 5 000 - 3 000 км/с, вся концепция становится сильно фантастической…

Вот по-сути и все сколько-нибудь стоящее (на мой взгляд) идеи МП.

[Иван Моисеев]

Плазма максвеллизуется за времена порядка нескольких плазменных колебаний. Для тех плотностей это фемтосекунды.

Не могу исключить, что такое существует в какой-то плазме для какой-то модели.
Но ЛТС - плазма очень разная в одной мишени.  Как по плотности, так и по температуре. И все Это очень быстро меняется во времени. Не вижу, как может появиться Максвелл в такой модели. (Для всей мишени, а не для отдельных ее зон.)

[Иван Моисеев]

По поводу моей последней статьи. Вообще-то она продукт не "Магелланово облака" и даже не "Суммы технологии", а чтения форумов по теме. А этот топик, ЕМНП стал последней каплей.
Я намеренно (и это в тексте показано) абстрагировался от проблемы двигателя, с тем чтобы ответить на аргументы невозможности МП вне его.
"Взял пивка бутылок двадцать, чтоб потом не отвлекаться.
В частности - по связи, СЖО, допустимых масштабов и.тд.
А сейчас здесь началось обсуждение по двигателю. Ничуть не возражаю и даже приветствую, полагая, что то, о чем я писал в статье, сомнений не вызвало.

[alex_semenov]

Суть в том, что хороший двигатель сильно облегчает остальные проблемы. Никто не сомневается, что колония на 10 000 или даже 1000 человек благополучно переживет перелет в 200 лет (как у вас). Но у вас слишком фантастический двигатель.
А если взять реалистичный двигатель (ионный с ядерным реактором) то той же колонии в 10 000 чел. надо уже 1500 лет болтаться в абсолютной пустоте. И вот тут все ранее опущенные вопросы (СЖО, технологический рициклинг, социальные проблемы  общества) встают в полный рост.

[Иван Моисеев]

Но у вас слишком фантастический двигатель.

Для того, чтобы такой двигатель начать проектировать (уровень ТП), достаточно запустить ИТС. На решение последней задачи США и Россия бросают миллиарды долларов, для меня это веский аргумент, что задача будет решена.

надо уже 1500 лет болтаться в абсолютной пустоте

На мой взгляд, 500 лет - это предельный срок перелета, который имеет смысл рассматривать.

[Андрей Курилов]

На решение последней задачи США и Россия бросают миллиарды долларов, для меня это веский аргумент, что задача будет решена.

Физика мало зависит от кол-ва вбрасываемых долларов.

На мой взгляд, 500 лет - это предельный срок перелета, который имеет смысл рассматривать.

Если вы ограничены сверху массой ПН в тысячи тонн и можете погрузить экипаж в криосон - да, это так (случай С/100).
Но если вы можете запустить миллионы тонн ПН и экипаж будет свободно жить и сменять поколения - то приемлимо лететь и 5000 лет (С/1000).

[Иван Моисеев]

Физика мало зависит от кол-ва вбрасываемых долларов.

Физика вообще не зависит.
Зависит уровень аргументации конкретного проекта. Чтобы заполучить какой-нибудь самый мелкий миллион долларов - вы должны быть весьма убедительны, а проверять вашу аргументацию будут очень тщательно, на разных уровнях.

приемлимо лететь и 5000 лет

Возможность существует, целесообразность отсутствует.

[AlexAV]

Но ЛТС - плазма очень разная в одной мишени.  Как по плотности, так и по температуре. И все Это очень быстро меняется во времени. Не вижу, как может появиться Максвелл в такой модели. (Для всей мишени, а не для отдельных ее зон.)

Стоп. Мишень неоднородная конечно. Но когда говорят "квазимаксвелловская плазма" имеется ввиду лишь то, что в каждом микрообъёме плазмы (размером порядка длинны свободного пробега тепловых частиц) устанавливается локальное  распределение частиц по энергиям практически неотличимое от максвелловского. Установление такого распределения для электронов (а когда мы говорим об излучении, то нас интересую практически только они) происходит как раз (при типичных плотностях мишени) за доли фемтосекунд, что на много порядков быстрее чем скорость протекания любых других процессов в такой среде. Плазма мишени всегда  квазимаксвелловская, она в принципе не может получиться другой.

Физически сильные отличия  от распределения Максвелла могут возникать только в бесстолкновенной плазме, причём (как правило) в сильных внешних электромагнитных полях.     

[AlexAV]

Для всей мишени, а не для отдельных ее зон.)

Макроскопическое распределение температур здесь роли не играет. Если в каждой точки мишени существует существует локальное Максвелловское распределение электронов по скоростям и мишень прозрачна для тормозного излучения, то значимый положительный выход энергии от реакции бора с водородом получить невозможно.

[AlexAV]

На решение последней задачи США и Россия бросают миллиарды долларов, для меня это веский аргумент, что задача будет решена.

Само по себе это ведь ничто не гарантирует. Хотя D-T скорее всего рано или поздно добьют.  Там действительно нет принципиальных проблем, больше технические. Правда если посмотреть на NIF, то есть сомнения, что это может куда-то полететь. Даже на D-T.

А вот другие варианты... Уже очень не факт. Физика горения там немного другая, очень тесно завязанная на переносе излучения.

Для D-T излучение сравнительно малая поправка из-за очень большой скорости собственно термоядерной реакции, малой оптической толщине мишени и сравнительно низкой температуры. Это вообще какой-то подарок природы. Хотя... пока мы даже его взять не можем.

Для остальных всё становится сильно не так...   

[Иван Моисеев]

Плазма мишени всегда  квазимаксвелловская, она в принципе не может получиться другой.

Вчера она была максвелловская, сегодня "квази"...
Суперпозиция разных спектров - это уже иной спектр, вариантов множество.
Процесс слишком сложен, чтобы разбирать его в форумном формате. Есть модели, есть комп.модели. Для B11H я не видел, вероятно их нет, потому как процесс построения моделей весьма трудозатратен и все ресурсы брошены на DT.
B11H - это вопрос второй очереди для сегодняшних физиков.
Доказательство ее невозможности - это тоже модель. Исходные предпосылки - модель - вывод о невозможности.
Такого я пока нигде не видел. Пока вижу серьезные работы в серьезных изданиях по вопросам, как это сделать.

[Иван Моисеев]

Само по себе это ведь ничто не гарантирует.

"Полную гарантию может дать только страховой полюс".

Правда если посмотреть на NIF, то есть сомнения, что это может куда-то полететь.

Это кто смотреть будет.
Если запустят реакцию с Q>1,5, я (и, разумеется, не только я) готов дать на основе NIF (с другим лазером) абрис реального проекта РД.
В  NIF очень много лишнего для космоса, убрать это - уже можно вписывать в имеющиеся возможности.

[AlexAV]

Вчера она была максвелловская, сегодня "квази"...

Используют и то и то название,  это одно одно и тоже.

Суперпозиция разных спектров - это уже иной спектр, вариантов множество.

Да нет там никакой суперпозиции спектров и быть не может. Если бы были - всё современные модели можно в мусорку было бы выбросить (там исключительно гидродинамика с переносом излучения). Если нет локального максвелла, то гидродинамическое приближение вместе с Онзагером (уравнения диффузии,  теплопроводности и т.д.) становятся неприменимы. Там можно пользоваться только чистой кинетикой. Уравнения Больцмана и т.д. Для мишеней это к счастью не нужно.

Процесс слишком сложен, чтобы разбирать его в форумном формате.

Процесс полностью - да. Но некоторые его свойства вполне предсказываются. Чтобы показать, что невозможно вытянуть себя за волосы из болота не нужно решать полную механическую задачу.

Пока вижу серьезные работы в серьезных изданиях по вопросам, как это сделать.

Только системы с электростатическим удержанием и некоторые экзотические магнитные системы. Но там действительно даже локальное распределение частиц не имеет ничего общего ни с Максвеллом, ни с Больцманом. Т.е. указанное ограничение не действует.

Для классических инерционных систем его вообще никто всерьёз не рассматривает (ни одной такой работы не видел).

[AlexAV]

Если запустят реакцию с Q>1,5, я (и, разумеется, не только я) готов дать на основе NIF (с другим лазером) абрис реального проекта РД.

Этого пока и близко нет, есть около десяти килоджоулей полезного выхода при около двух мегаджоулей вложенной энергии. Если построят некий супер NIF c энерговкладом около 10 МДж - будет зажигание. Скорее всего.

P.S. То что NIF с его энергетикой полноценного зажигания не даст было ясно ещё до его строительства. Существуют данные по подземным ядерным испытаниям, которые указывают, что минимальный энерговклад в D-T мишень для зажигания находится около 10 МДж, но никак не двух. Чистый дейтерий в микро мишени кстати вообще зажечь не удалось.

[Андрей Курилов]

приемлимо лететь и 5000 лет

Возможность существует, целесообразность отсутствует.

Как вы считаете? Раньше у вас было 200 лет, теперь - 500. Что под этими магическими числами?

[AlexAV]

В  NIF очень много лишнего для космоса, убрать это - уже можно вписывать в имеющиеся возможности.

Это понятно. Но скажем накопитель на эти мегаджоули способный их выдать за наносекунды вам всё равно потребуется. А те же высоковольтные конденсаторы имеют удельную запасаемую энергию всего где-то 10 Дж/кг. Вот уже тысяча тонн набежала.  И т.д.