Звездолет на Немезиду на 0,1 св. год на ядерном реакторе и ионнике

[Андрей из Питера]

И да насколько описанный в первоисточнике корабль (раскрытый вперед конус с 3 концентрическими кольцами) подходит для посадки на планету и насколько он оправдан для межзвездного полета?

[Андрей из Питера]

Спуск реактора, предназначенного для работы в невесомости в космосе, в работоспособном состоянии с первой космической на землеподобную планету с атмосферой. Вот такую ажурную конструкцию:да через тепловую и ударную нагрузку атмосферыкоторую с трудом переносят специально спроектированные и защищенные аппараты (видите как обгорела защита и какая обтекаемая форма нужна?)

Ну при спуске можно отсоединить ставшие ненужными нам двигатели.

[Yuri]

Основная ненужная масса там, я полагаю - радиаторы и радиационная защита. Можно заглушить реактор и посадить его ядро и турбины-генераторы без всего лишнего. Но тогда на месте надо будет разворачивать новые контуры охлаждения, с бассейнами, градирнями и прочими атрибутами традиционной АЭС. Выдюжат, с заглушенным реактором и без нефти?

[Felis]

Тема, конечно про звездолет, но я задам тут вопрос, для которого (пока) не хочется открывать очередную тему;
Насколько сильно должна пострадать СС, чтобы люди предприняли полет за ее пределы?
Даже если все планеты утопить в Солнце, не проще ли собирать оставшиеся астероиды, кометы и т.д, строить какие нибудь цилиндры О'Нила и не улетать далеко? Излучение звезды – даже если она сильно изменится – замечательный источник энергии. По-моему, даже если тысячи и миллионы комет после катаклизма будут сыпаться на орбиты таких колоний, предотвращать столкновения легче, чем толкать пароход с тысячей-другой колонистов к неизвестному красному карлику, где, возможно, кроме таких же мелких планетоидов ничего и нету. Конечно, можно обнаружить его планеты издалека, попытаться оценить состав атмосфер и температуру, но в итоге, если там окажется планета как в упомянутом романе – все равно затраты на ее освоение (даже без перелета) могут оказаться больше, чем на строительство цилиндров, торов и нор в астероидах.

[alex_semenov]

Насколько сильно должна пострадать СС,

Да. правильный вопрос... Очень интересный.
Эх, чувствую придется мне вынимать свои наработки и открывать тему на том что есть, а то кто-то ее таки откроет вперед меня одним дурацкой строкой (что я считаю обычно очень нехорошим стилем)!

Если бегло, я считаю так. Система должна пострадать настолько, что выживание людей в ней будет ДОРОЖЕ межзвездного путешения к новой земле-2, которая непременно где-то должна оказаться поблизости. Но путешествие между звездами настолько дорогое удовольствие, что очень тяжело представить себе так растерзанную систему... То есть, дабы действительно выгнать людей сразу за пределы солнечной системы нужно совпадение массы везений и невезений. По-сути нужно сверхчудо.
Но суть в чем?
Люди - разные. Может случится так, что одни решать выживать тут, а кто-то решит что лучше лететь туда. Хотя опять таки весь вопрос в технической и экономической возможности. Но если речь идет о бегстве в новый рай из ада, то и 1000 лет полета кому-то может показаться оправданным мероприятием.

[alex_semenov]

в общем без танцпола из первоисточника никак?

80 лет полета? Конечно нет! Нужен и блекджек и бабы!

По поводу высадки. Все-таки надо предусмотреть отделение заметной части корабля (со всеми необходимыми ресурсами) и спуск его в атмосфере (скажем Земли)?
Гм… Это конечно усложняет задачу…
Хотя…
Надо подумать.
Про спасение реактора. Во-первых там будет не один реактор а блок реакторов. Хотя бы потому что 80 лет непрерывной работы невозможен, значит надо иметь независимые энергогенераторы один из которых временно останавливается.
Далее.
На планете не понадобится так много энергии как для полета. Посудите сами. На каждого человека приходится по 90 тонн массы корабля. А энергоустановка вырабатывает 1000*90 000 = 90 Мвт энергии на человека! В нашем мире 30 кВт/чел  - уже выше крыши. То есть если и спасать то только часть блока главных реакторов. Возможно это вспомогательный реактор? Возможно.

[Андрей из Питера]

На планете не понадобится так много энергии как для полета. Посудите сами. На каждого человека приходится по 90 тонн массы корабля. А энергоустановка вырабатывает 1000*90 000 = 90 Мвт энергии на человека! В нашем мире 30 кВт/чел  - уже выше крыши. То есть если и спасать то только часть блока главных реакторов. Возможно это вспомогательный реактор? Возможно.

главное, чтобы потом остальные реакторы не упали на голову людям. можно и вспомогательный, но я планировал для простоты обходится одним реактором.

Если бегло, я считаю так. Система должна пострадать настолько, что выживание людей в ней будет ДОРОЖЕ межзвездного путешения к новой земле-2, которая непременно где-то должна оказаться поблизости. Но путешествие между звездами настолько дорогое удовольствие, что очень тяжело представить себе так растерзанную систему... То есть, дабы действительно выгнать людей сразу за пределы солнечной системы нужно совпадение массы везений и невезений. По-сути нужно сверхчудо.Но суть в чем?Люди - разные. Может случится так, что одни решать выживать тут, а кто-то решит что лучше лететь туда. Хотя опять таки весь вопрос в технической и экономической возможности. Но если речь идет о бегстве в новый рай из ада, то и 1000 лет полета кому-то может показаться оправданным мероприятием.

ну в исходном романе Земля сгорела от дейтерия в воде и в результате распалась вся Солнечная система.

[Андрей из Питера]

Совсем забыл. А если погрузить все 1200 человек в анабиоз на время полета?

[Felis]

Совсем забыл. А если погрузить все 1200 человек в анабиоз на время полета?

На СЖО это не должно повлиять - им же еще просыпаться и жить 

[alex_semenov]

Совсем забыл. А если погрузить все 1200 человек в анабиоз на время полета?

А мы умеем это делать?

Нет, если допустить такую технологию, даже ее половинчатый вариант, например люди умеют впадать в спячку под капельницу, скажем на пол года (ген им от медведей пересадили ) и при этом жить в 2 раза дольше, то это могло бы ужать кабину в половину. Пол экипажа  бодрствует, половина - спит. Полет для каждого длится в 2 раза быстрее. Если бы в 4-ре или 8 раз больше можно было бы спать чем бодрствовать (с соответствующим удлинением жизни) - совсем лепота! Тогда и в 1000 летний полет можно отправляться.
Но это же - фантастика!

[Felis]

...то это могло бы ужать кабину в половину. Пол экипажа  бодрствует, половина - спит.

Субъективное ощущение длительности полета, это одно, а объем кабины – другое.
На подлете к цели все должны проснуться. Что тогда? В тесноте, да не в обиде?
Или тех, кому выпало спать в конце полета так и не будить, пока не сядут на планету?

[noxx77]

Алекс, БИОС-3 вообще уже не показатель. Электролизер+бактерии эффективнее фотосинтеза и если удастся основной рацион жиры, белки, крахмал получать из автотрофов-окислителей водорода, то фитотроны и всякая живность вполне поместятся в рекреационные объемы, включая таковые в жилых помещениях. С фитотронов и живности - всякого рода "витамины", обогащающие рацион + вкус.
Суть в другом - на корабль придётся впихивать производство всего. Это тоже СЖО и его объемы.
Да и требования к личному пространству при проживании в нем всей жизни выше, чем вахтовые спартанские. Часть можно переложить, конечно, на ВР, но немного.

[noxx77]

На подлете к цели все должны проснуться. Что тогда? В тесноте, да не в обиде?
Или тех, кому выпало спать в конце полета так и не будить, пока не сядут на планету?

При подлете можно и ужаться до условий подводной лодки.

[Андрей из Питера]

Алекс Семенов тут один знакомый физик что-то посмотрел вашу формулу и написал вот это:

тогда T = 2 * (9/8 (s/2)^2/w)^(1/3) = (9/4 s^2/w)^(1/3) что там L — у меня s множитель не тот но порядок правильный

что скажите?

[alex_semenov]

Алекс Семенов тут один знакомый физик что-то посмотрел вашу формулу и написал вот это:

тогда T = 2 * (9/8 (s/2)^2/w)^(1/3) = (9/4 s^2/w)^(1/3) что там L — у меня s множитель не тот но порядок правильный

что скажите?

Гм…
О какой формуле идет речь?
Ведь мы вывели выше две формулы.
Первую, буквально на пальцах (на словах), - для равномерно ускоряющегося и тормозящего звездолета.  Там я действительно допустил ошибку в коэффициенте. Он получается не, 8 а 4 (надо перепроверить ибо ошибку я нашел рассматривая тот беглый вывод в уме). Ошибка интересная (достойная отдельного рассмотрения). Но все равное не совпадает с тем, что выдал ваш физик!

Вторая  формула - для ускоряющейся и тормозящей ракеты. Ее вывод занимает несколько страниц (поэтому получив конечные выкладки, я попробовал их всеми доступными способами  проверить, например построить график из исходной модели, который дала тот же результат). Я эту формулу привел в форму как у вашего физика:



Видите? Все равно коэффициент 27/2 не совпадает с 9/4! Может и не должен (ибо для другого случая)?
Может вы "огласите весь списочек, пожалуйста!"?

То есть покажите как эти 9/4 у вашего физика получились? И самое главное - для какого звездолета?

Про то, что  порядок (за исключением коэффициентов) совпадает. Разумеется, тут нет и не может быть ошибки. Ибо все формулы в физике проверяются через размерность. В данном случае секунды равны корню кубическому из квадратного метра, деленного на ватт. Любой (советский!) школьник может в два счета это проверить, если знает как производные единицы измерения сводятся к базовым.

[alex_semenov]

О моей ошибке.

Допустим, вы хотите минимизировать  W и соответственно w.Для этого вам нужно весь путь держать двигатель включенным. До середины пути вы разгоняетесь, а с середины тормозите. Назовем такую траекторию В.Если вы хотите по траектории В пролететь дистанцию L за время T, то какая скорость V' будет в серединной точке такого пути?Она будет в 2 раза выше чем на траектории А.Почему?А попробуйте понять это сами. Это простая геометрическая задача. Постройте обе тракетории в координатах V=f(T) и вы все поймете.То есть. Ваш двигатель все время T  перелета в сумме разгоняет звездолет до скорости 2V' (сначала разгоняет от 0 до V', а потом тормозит от V' до 0, в итоге 2V'). То есть до 4V то есть до  4L/T.То есть за время Т двигатель должен разогнать массу M  до скорости 4L/T. Это значит сообщить массе M кинетическую энергию Е = M* (4L/T)^2/2. Если эту энергию поделить на T - мы получим мощность W, а если поделить на M, то удельную мощность (энерговооруженность) w. То есть  (окончательно):

w> 8*L^2/T^3

Почему логические переходы выделенные цветом неверные?
Я не поленюсь это все нарисовать:

Прежде всего, почему V' = 2V? Потому что площади фигур ABCD и AED равны и равны L  - дистанции перелета. Она у нас фиксированная, неизменная и равна V*T.
На первый взгляд, какая разница разгоняемся мы за время Т до скорости V', а потом ее тормозим (в итоге приращение скорости равно 2V' = 4V), или мы просто берем и разгоняемся до 2V'=4V за время Т?
Но последний случай - это фигура AFD. И видно что ее площадь не равна L.
Легко видеть, что она равна 4V*T/2 = 2L
При той же мощности привода мы разгонимся до 4V только на дистанции в 2 раза большей. Значит, что бы разогнаться до 4V на дистанции L нам нужна мощность в 2 раза больше. Вот что высчитывает формула:

w = 8*L^2/T^3

Для того что бы разогнаться и затормозить на дистанции L нам нужно учитывать не удвоенную скорость, а удвоенную кинетическую энергию 2E, где E = M*(2*V)^2/2



или, надо просто вычислить w только на первом участке T/2, что даст то же самое:



Мораль?
("Во всем должна быть мораль!" (с) Графиня Алисе)
Рассуждая на словах, выстраивая очень правдоподобные рассуждения ИЗ СЛОВ, очень легко сделать логическую ошибку.  Тогда чего стоят бесконечные горы наших чисто словесных рассуждений здесь?

[Андрей из Питера]

Алекс Семенов речь про это:

Так сами можете прикинуть!Возьмите формулу выше и вывернете из нее время ТT=(8*L^2/w)^(1/3)Какая реальная удельная мощность достижима? Ну скажем 1000 ватт/кг.Допустим.Тогда идеальная в 10 раз меньше w=100Подставляем L - 0.1 св. год.Сколько у вас получилост T?У меня 132 года.

Сейчас для простоты скину цитаты:

Я: https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,128761.40.html
Я: теперь что-нить тебе понятно?
Физик: пояснело, но какая модель-то?
Физик: а, постоянная масса с мощностью разгона
Я: https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,128761.20.html
Я: пост № 36
Физик: если мощность w, то энергия E=wT
Я: так
Физик: пусть вся она кинетическая
Физик: =m v^2/2
Физик: а, там удельная w
Я: да
Физик: тогда E=w m T
Я: мы типа строим звездолет на ионнике до звезды на расстоянии в 0,1 св. лет
Физик: v = (2 w T)^(1/2)
Я: v это время?
Я: или подожди
Физик: скорость от времени T
Физик: интегрируем
Физик: путь s = 2/3 (2 w T^3)^(1/2)
Я: а время?
Физик: 2 w T^3 = 9/4 s^2
Физик: T = (9/8 s^2/w)^(1/3)
Физик: но это если всё время ускоряться
Физик: а надо s/2 ускоряться, и s/2 замедляться
Я: так
Я: и тогда как будет формула?
Физик: тогда T = 2 * (9/8 (s/2)^2/w)^(1/3) = (9/4 s^2/w)^(1/3)
Физик: что там L — у меня s
Физик: множитель не тот
Физик: но порядок правильный

А насчет повышения удельной мощности он сказал так:

Физик: ну вот пишут, что реакторы на быстрых нейтронах ещё в десять раз мощнее на кг
Физик: раз в пять можно сократить
Физик: 18 лет

по вашим вопросам он пока не на связи - как будет я ему напишу.

[alex_semenov]

по вашим вопросам он пока не на связи - как будет я ему напишу.

нет у меня вопросов, вся его формальная логика - очевидна.
Я даже вижу где "корень зла":

Физик: v = (2 w T)^(1/2)

Видите?
Я полагал, что при постоянной w,  v=f(t) растет линейно (в два раза больше времени, в два раза больше скорость), v=at, a=константа!, а тут в корень из t. И выведено, вроде, правильно...
Значит?
При постоянной w мы не получаем равноускоренного движения?
Бр-р-р!
У меня идет, что назевается, полный разрыв шаблона!
Гм… Буду думать!

[Андрей из Питера]

Алекс Семенов тут знакомый еще кое что написал по его мнению важное для темы:

ну, я модель прописал — вся мощность тратится только на прирост и падение кинетической энергии звездолёта. остальное — по формулам очевидно постоянная мощность не даёт равноускоренного движения же никогда потому что энергия зависит от скорости квадратично

глюк в равноускоренности график в моей модели — парабола

[alex_semenov]

То, что там парабола - это я усек.
Да, его модель  не равноускоренна. НО! Тогда и моя неверна! Ведь вся ее "гениальная простота" зиждется на уверенности, что при постоянной мощности мы получаем постоянное ускорение!
Кстати, "катастрофа основ" не касается второй моей формулы. Для ракеты. Она выведена строго формально без графических упрощений, на основе модели, которую построил AlexAV, тоже физик (физик - это тот кто не думает, а знает!)

Блин, я все никак не въеду. Мы прикладываем к телу массой m постоянную силу F. Тело ускоряется с постоянным ускорением a. Что получается? У нас при этом квадратично растет мощность, закачиваемая в кинетическую энергию тела? С какого хрена? Ладно бы росла сила. Но она - константа!
А-а-а!!!!У меня сейчас крышу сорвет!!!!
Дурдом на форуме есть?!!!
Я хочу тутда!!!!
Позовите санитаров!!!
Похороните меня в укромном уголке этого раздела!!!!