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

[Yuri]

Либо я чего-то не понимаю, либо

Так как у нас (по условию) постоянная мощность должна быть в струе W

то это значит, что у нас классическая, а не идеальная ракета!
мы тратим энергию (расходуя её с постоянной мощностью) на разгон реактивной массы
и получаем постоянную тягу в сколько там тонн в секунду, при константной скорости истечения (в СО ракеты).
и для нас действует классическая формула Циолковского:

v = v0 + u * (m0 / m(t))


И тогда ускорение у нас не падает как корень, а растет, потому что постоянная тяга прикладывается к уменьшающейся массе ракеты.
У нас

m(t) = m - dm/dt*t, а dm = const (секундный расход)

http://m.wolframalpha.com/input/?i=classical+rocket+equation&lk=3

[Gleb1964]

А давайте придумаем какую-нибудь гипотетическую ракету и в качестве эксперимента запустим, виртуально конечно,  а?
...
Масса ракты M = 1000 кг
...
 (но мы же предполагаем что она массу ракеты не уменьшает, масса остается постоянной 1000 кг.)
...

вот ответ из выдержки из расчета Семенова - "масса ракеты не уменьшается"
откуда в ракету попадает рабочее тело и с каким импульсом - здесь не рассматривается

[Андрей из Питера]

Алекс Семенов По удельной мощности:

ну вот пишут, что реакторы на быстрых нейтронах ещё в десять раз мощнее на кг

это знакомый физик написал.

[alex_semenov]

Алекс Семенов По удельной мощности:

ну вот пишут, что реакторы на быстрых нейтронах ещё в десять раз мощнее на кг

это знакомый физик написал.

Вы спасибо ему передали? Тогда ждите. Не спешите вы! Какие нафик быстрые нейтроны? Нам до них - еще как до Киева раком.
Мы в теории не разобрались а вы в практику лезите!
Хотя забегая наперед скажу сразу - известные нам реакторы нам не подходят. И с этим еще разбираться и разбираться. Но не до этого сейчас!

[alex_semenov]

А давайте придумаем какую-нибудь гипотетическую ракету и в качестве эксперимента запустим, виртуально конечно,  а?
...
Масса ракты M = 1000 кг
...
 (но мы же предполагаем что она массу ракеты не уменьшает, масса остается постоянной 1000 кг.)
...

вот ответ из выдержки из расчета Семенова - "масса ракеты не уменьшается"
откуда в ракету попадает рабочее тело и с каким импульсом - здесь не рассматривается

Да. Все верно. Я рассматриваю идеализацию, в которой масса ракеты не меняется. Ее можно представить, например, как прямоточку, которая в самом начале собирает много рабочего тела (много рабочего тела отбрасывает с малой скоростью), но по мере разгона сужает "входное отверстие" забирая из окружающей среды топлива все меньше и меньше (ибо отбрасывает мало массы но с большей скоростью). При этом каждую секунду она расходует постоянное количество энергии на свой разгон.
Это все - умозрительные конструкции нужные нам для того чтобы  разобраться в теории.

Если наша идеальная ракета - ракета (с запасом массы на борту) то ее кривая разгона будет сложней.
С одной стороны, она должна в начале ускоряться быстро, а потом  все медленней и медленней (из нашего выше выведенного принципа). Но так как у нашего тела переменная масса то это накладывает другую тенденцию. Сначала ракета ускоряется медленно (ибо масса ее еще большая) а потом все быстрей и быстрей.
Надо отметить что потребует и откорректировать динамику изменения скорости истечения (ведь она все время должна быть равная мгновенной скорости ракеты)!
Результирующая траектория будет, думаю витиеватой.
В начале (если массовое число 100 или даже 1000) наша идеальная ракета будет вести себя как обычная ракета, хотя переменная тяга (по мере роста скорости) будет "прогиб" несколько спрямлять. Но к концу разгона, когда ракетной массы останется сравнимо с массой ракеты и переменность массы отступит на задний план, проявится закон корня квадратного из t. То есть кривуля у нас выгнется "спиной". Получится такая изящная s-образная "дека". Думаю, что будет так. Но, это на глаз. Надо проверять.

[alex_semenov]

В начале у вас будет отбрасываться огромная масса за секунду с малой  скоростью и вы "дергаете с места" (как автомобиль) но по мере набора скорости ваше ускорение падает.

вот именно, к месту старта ракеты (промежуточному) доставляется огромная излишняя масса, которая должна быть отброшенна с малой скоростью - какая в этом красота и идеальность!

Глеб, весь вопрос: ЧТО мы идеализируем (оптимизируем)?
Традиционно (во всех букварях про ракеты) оптимизируется масса. Ракетная масса. Ее стремятся уменьшить всеми средствами. И поэтому считается, что оптимальная ракета - ракета с минимальным массовым числом (массовым совершенством).
НО!
Суть в чем? Стремясь к минимальному массовому совершенству мы совершенно НЕ ИНТЕРЕСУЕМСЯ энергетическим совершенством.
Пока мы стартуем из гравитационной ямы или летим к недалеко - к планетам своей системы, нас действительно мало волнует энергетическое совершенство (какая часть из добытой энергии превратилась в кинетическую энергию ракеты). Но когда мы переходим к дальним полетам, к звездам - ситуация меняется.
Тут выясняется, что дабы разогнать 1 кг полезной нагрузки (и потом затормозить!) до заметной части света, скажем 0.01с (3 000 км/с) оказывается,  требует много энергии!
Ну посчитайте сами. Мы прикинули что каждый человек на борту звездолета  это примерно 30 т массы (плюс еще 60 все остальное железо самого звездолета). Прикиньте энергию, которую надо затратить на разгон  массы в 90 тонн ходя бы до 3 000 км/с
Сколько?
4,05E+17 Джоулей. Это только чистая энергия (при 100% кпд привода)! Калорийность урана - 8,37E+13 Дж/кг. То есть, если у вас некий идеальный привод (кпд двигателя и движителя =1) то вам для разгона "одного космонавта" нужно 4 840 кг, почти 5 тонн. Торможение еще 5 тонн. Сколько стоит 10 тонн оружейного плутония или урана?
И это какие то вшивые 0.01с! (световой год за 100 лет!). И это при чудесном приводе!!!
То есть нам потребуется не меньше 10 тонн на человека.
А если кпд привода будет 10%? Потребуется 100 тонн.
А ески кпд привода будет 1%? Потребуется 1000 тонн на человека!
Вывод?
На таких трассах ЧТО надо оптимизировать?
Вшивое массовое совершенство?
Нафига?
Кому оно нафик упало?
Такой корабль-ракет скорей всего стартует из космоса и ее массовое число в этом случае В ПРИНЦИПЕ может быть каким угодно большим (бороться с силой тяжести его приводну не надо, надо бороться только с силой инерции). Оно может быть хоть 100 хоть 1000!
Почему? Потому что  рабочая масса стоит дешево (а она наверняка стоит очень дешево) и добыть ее наверняка можно где-то там, в космосе. Скажем на Луне или на Церере. Верх кретинизма - тараканить  ее из глубокой гравитационной ямы Земли!
И какой смысл в этом случае экономить именно массу?
Масса баков? А они понадобятся?
А вот энергия (энергоноситель) всегда будет КРАЙНЕ дорог. Запредельно дорог. И экономить надо именно его.
Неужели это не понятно?
Значит? Значит межзвездный корабль должен оптимизироваться ТОЛЬКО энергетически. А значит,  для него надо максимизировать суммарный КПД привода.
Все! Вердикт! Обжалованию не подлежит!
Других мнений быть и не может!

Ну и сюда же. Максимизировать КПД привода (в частности оптимизировать ракету по энергетической эффективности) надо еще и потому что это МИНИМИЗИРУЕТ удельную мощность, которая у нас (как мы видим) оказывается очень серьезным лимитирующим фактором. Для каждой дистанции L и удельной мощности w, мы имеем время перелета T, которое нам очень не нравится.

[Андрей из Питера]

Вы спасибо ему передали?

Да передал. Ок жду.

[Gleb1964]

Алекс, Вы как всегда убедительны и я с Вами почти согласен, кроме таких случаев вопиющего нарушения сохранения импульса, когда я, не поймите меня правильно - не смог смолчать! 
Отталкивание вначале старта от большой массы вне гравитационной ямы - это вроде старта с катапульты от астероида. Катапульта, желательно, подлиннее. А дальше любые Ваши стратегии, но конечный результат считается почти сразу. Можно представить себе конечный результат - звездолет, уносящий импульс M*V и энергию M*V²/2 и облако рабочего тела, имеющего массу m, центр тяжести которого улетает в противоположном направлении со скоростью -v, импульсом -m*v и энергией m*v²/2, но это еще не вся энергия из баланса. Если облако рабочего тела имеет дисперсию скоростей - разные части облака двигаются с разными скоростями относительно центра тяжести, то это можно назвать внутренней энергией облака - уменьшение этой внутренней энергии - вопрос оптимизации энергетического баланса.
Это, фактически, описание вашей концепции "идеальной" ракеты, только с открытыми глазами на то, что получить ноль кинетической энергии для облака рабочего тела не получиться

[Андрей из Питера]

Alex_semenov
Время полета устанавливаем ровно в 2 года.

[Андрей из Питера]

Могу срок полета увеличить для больше реалистичности. Насколько увеличить?

[CTPAHHNK]

Можно попробовать ускориться катапультой, тогда начальная скорость будет до включения двигателя и разгон пойдет с некоей начальной скорости. 

[Проходящий Кот]

И что будет дальше делать это кровавое пятно?

[CTPAHHNK]

Ваще то катапульты очень разные бывают, но если очень нравится кровавое пятно, не буду мешать. 

[crazy_terraformer]

Для идеальной ракеты нужен мощный внешний источник энергии - гамма-лазер на Меркурии и идеальный отражатель (фотонная ракета), или ,о да, да, да преобразователь энергии гамма-квантов в кинетическую энергию окружающей среды. Излучение гамма-лазера испаряет пыль,осколки комет и астероидов и ионизирует пар и космические газы, получается плазма, генерируя на поверхности корабля соответствующее переменное электромагнитное поле можно отталкивать плазму от корабля формируя реактивные струи.

А бедолаг первых колонистов роботы на месте пусть 3d-криопринтерами распечатывают или из распечатанных эмбрионов в инкубаторах выращивают до взрослого состояния, и  интеллект им с долговременной памятью прямо в хромосомы кодируют.

[Андрей из Питера]

Вокруг центральной цилиндрической части расположены концентрические кольца. Всего три. Они связаны друг с другом переходами. Они словно образуют конус, раскрытый вперед. Представляешь? С центральной цилиндрической частью это выглядит как волчок. Фил вспомнил то, что видел сам.

-- И на кольцах жилые отсеки?--спросил он.

-- Да. Мы сейчас находимся в среднем--это медсанчасть. Во внешнем находится жилой отсек, там помещаются медсестры и шеф. Когда у нас было много раненых, мы на время большинство помещений переоборудовали под палаты. Но теперь они пусты. В этом кольце -- мы называем его третий этаж--есть гостиная, есть общие помещения с баром и маленьким салоном для танцев, есть кино- и видеозал, читальный зал, душевые, столовая. К столовой примыкает кухня и продовольственный отсек. Все вещи не самой первой необходимости расположены на первом этаже, во внутреннем кольце.

Какая-то странная схема звездолета.

[AlexOrex]

Какая-то странная схема звездолета.

По-моему, можно делать жилой отсек вроде автомобильного колеса. Обитаемый тор, или два тора, вращающихся в противоположных направлениях (для компенсации прецессии) - это камера. Покрышка - это слой баков с рабочим телом, защищающий жилой тор от радиации (причем баки могут не крутиться, а висеть на своем каркасе, если это позволит облегчить конструкцию). Диск колеса - это спицы радиальных коммуникационных шахт плюс натянутый между ними тепловой радиатор жилого тора (центробежный эффект обеспечивает конвекцию теплоносителя). Подшипник ступицы - переходный кольцевой отсек и т.д. На оси висят посадочные аппараты и прочее оборудование и лаборатории, требующие микрогравитации. Правда, есть некоторый затык в переходе от вращающейся к неподвижной части корабля - все коммуникации придется соединять через какие-то скользящие контакты и "щетки", а это чревато износом и потерей герметичности.

[Тау_0]

"Истина" в том, что никуда далее солнечной системы люди никогда не полетят. Как минимум в рамках известной сейчас физики...

[Андрей из Питера]

(причем баки могут не крутиться, а висеть на своем каркасе, если это позволит облегчить конструкцию).

Не понял: жилые отсеки вращаются, а подвешенные к ним баки не вращаются?

[Проходящий Кот]

Смотрите "Одиссею"1968 года и многие другие научно-фантастические фильмы....

[OratorFree]

Вот сидите вы тут и не знаете, а мир уже не будет прежним : https://astronomy.ru/forum/index.php?topic=137562.new#new

Кривой перевод Гугля :

Arxiv: 1512,02652 [PDF, другие]
    Новый источник субмм в течение нескольких угловых секунд от $ α $ Центавра: АЛМА открывает самый дальний объект Солнечной системы
    Р. Liseau, В. Vlemmings, Е. О'горман, Е. Бертоне, М. Чавес, В. Де-ла-Лус
    Комментарии: 4 страницы, 5 рисунков, представленные астрономии и астрофизики; Комментарии приветствуются!
    Тематика: солнечных и звездных астрофизика (astro-ph.SR)

    Понимание формирования звездных и планетных систем требует понимания структуры и динамики их крайних регионах, где крупные органы не ожидается, чтобы сформировать. Счастливым поиски Седна-как объектов позволяет наблюдать регионов, которые, как правило, не обследованных. Атакама Большой миллиметрового / субмиллиметрового Array (ALMA) является особенно чувствительным к точечных источников и представлены в настоящее время единственным средством для обнаружения Седна-как объекты далеко за пределами их перигелия. ALMA наблюдения 10 месяцев, кроме показал новый точечный источник абсолютно черного тела, что, по-видимому, сопутствующие $ \ $ альфа Сеп В. Мы исключаем, что источником является суб / звездная членом $ \ $ альфа Центавра системы, но утверждают, что это либо крайняя ТНО, супер-Земля или очень здорово коричневый карлик в наружной области Солнечной системы.

5. Выводы
В течение десяти месяцев между 2014 и 2015, изображений АЛМА наблюдения показали новый источник в двух диапазонах, в 0,74 мм (полоса и 0,87 мм (полоса 7) соответственно, в то время как шум был слишком высоко в других диапазонах. Пребывание в 5,5 "обоих Сеп А и В, этот объект существенно поделился высокая собственно
Движение ЕКС. С спектрального наклона 2, его субмм-SED появляется тепловой энергии. Тем не менее, простые аргументы убеждают нас, что этот объект не может быть обычная звезда. Мы утверждаем, что объект, скорее всего, часть Солнечной системы, в движении ProGrade, хотя на расстоянии слишком далеко, чтобы быть обнаружены на других длинах волн, а именно
ЭТНО (100 >> АС), гипотетической Супер-Земля (300 АС) или супер-круто коричневый карлик (20 000 АС).