Детали проекта Breakthrough Starshot

[ВадимZero]

Да, фотоны разумеется взаимодействуют с протонами. Но как сильно?

Насколько я знаю практически ни как. Длинна волны протона слишком маленькая, чтобы низко энергетичные кванты с ним взаимодействовали.

[noxx77]

огорчу немного любителей интерферометров

Отличный довод против Семенова.
Восстановление изображения по кольцевому увеличению против восстановления изображения по интерференционной картинке.
Зная параметры гравитирующего тела картинка восстанавливается однозначно.

Насколько чёткой будет эта картинка?
Хотя у всего свои плюсы и минусы:
Получаем гравитационную, знаем, что восстанавливать с интерференционной.
Но не проще ли реально построить большие телескопы на Луне/орбитах?

[gans2]

Главная проблема - неустранима в принципе.
Ибо она концептуальна.
Гравитационный супертелеском нельзя повернуть на нужную тебе цель. Приходится самому бегать вокруг супертелескопа. Что бы сменить угол наблюдения на 180 градусов, вам потребуется переместиться (по прямой) на 4 000 а.е.

Блаблабла.
Ничего не слушаем, своё токуем.

Кто сказал "один телескоп в гравитационном фокусе"?
Надо на Седне строить авторепликатор и триллионы датчиков по цене песка в ресурсах запускать. Из датчиков строится матрица. А вот задача снимать с неё информацию - это задача для ума. НО "зачем думать? Прыгать надо!"

[VimanaPro]

Да, фотоны разумеется взаимодействуют с протонами. Но как сильно?

Насколько я знаю практически ни как. Длинна волны протона слишком маленькая, чтобы низко энергетичные кванты с ним взаимодействовали.

Прогуглите:
"лазерные ускорители протонов" и "лазерно-плазменные ускорители протонов"

[ВадимZero]

Прогуглите:
"лазерные ускорители протонов" и "лазерно-плазменные ускорители протонов"

Если кратко, то все эти ускорители вначале воздействуют на электроны, а те в свою очередь передают момент протонам через кулоновское взаимодействие.

[Gleb1964]

огорчу немного любителей интерферометров

Отличный довод против Семенова.
Восстановление изображения по кольцевому увеличению против восстановления изображения по интерференционной картинке.
Зная параметры гравитирующего тела картинка восстанавливается однозначно.

очень тонкая кольцевая апертура - это тоже больше сродни интерферометру. Только если в интерферометре сводятся две апертуры (минимальный вариант), то изображение пересекается интерференционными полосами, а в случае тонкой кольцевой апертуры будет много-много колец, в которые пойдет вся энергия. Примерно так, только во много раз хуже:

Надо на Седне строить авторепликатор и триллионы датчиков по цене песка в ресурсах запускать. Из датчиков строится матрица.

Я Вам уже писал, что просто датчик недостаточно. Нужен телескоп с коронографом приличного разрешения и с точной системой ориентации. Такой телескоп наводиться на небесное тело, используемое как гравитационная линза. Вокруг тела есть очень тонкая кольцевая зона, свет из этой зоны надо собрать и выделить из помех - сумма этого света и дает сигнал в одной точке в изображенния. Чтобы получить другую точку изображения, нужно переместиться на контролируемое расстояние или иметь еще один телескоп (и т.д.)
Как примерно выглядит функция рассеяния точки для кольцевой зоны гравитационной линзы, показано выше на рисунке. От каждого точечного объекта будет получаться вот такая многокольцевая структура. Для протяженного объекта эти кольца наложатся друг на друга - ситуация не лучше, чем в обычном интерферометре. Но, может нам и не нужно такое высокое дифракционное разрешение, его можно сделать меньше - но тогда это надо учитывать, а не писать про "километровое разрешение", которое будет получено для экзопланет.
Апертура такого телескопа должна быть соответствующая. Нужно собрать достаточно света, чтобы увидеть тусклый далекий объект, а гравилинза свет не соберет, у нее слишком маленькая телесная апертура. Все равно нужно развивать апертуру приемного телескопа - поэтому нанодатчики по "цене песка" не подойдут

[VimanaPro]

Прогуглите:
"лазерные ускорители протонов" и "лазерно-плазменные ускорители протонов"

Если кратко, то все эти ускорители вначале воздействуют на электроны, а те в свою очередь передают момент протонам через кулоновское взаимодействие.

http://arxiv.org/pdf/1403.6273v1.pdf (Theory of Light Sail Acceleration by Intense Lasers: an Overview)

[ВадимZero]

Прогуглите:
"лазерные ускорители протонов" и "лазерно-плазменные ускорители протонов"

Если кратко, то все эти ускорители вначале воздействуют на электроны, а те в свою очередь передают момент протонам через кулоновское взаимодействие.

http://arxiv.org/pdf/1403.6273v1.pdf (Theory of Light Sail Acceleration by Intense Lasers: an Overview)

И что там не так? Разгоняют вещество давлением света. Все тоже электрон-фотонное взаимодействие.

[Gleb1964]

может оценка из этого источника подойдет? http://www.newtonphysics.on.ca/chromosphere/

Calculations based on the theory which takes bremsstrahlung into account are considered first.  In this case, Marmet [3], [5] has shown that when a photon encounters an atom or molecule, the energy of the transmitted photon is very slightly reduced.  This follows from the fact that a secondary photon of extremely low frequency is emitted [3], [5] which reduces very slightly the energy of the primary photon.
          The fact that photon scattering is always inelastic has also been found independently and was demonstrated several years ago by Bethe and Salpeter [41], and has been recalled more recently by Jauch and Rohlich [42].  Because the energy loss is extremely small and the quantitative amount of energy loss is difficult to calculate, this mechanism has been generally ignored.  One can see that, due to bremsstrahlung, this inelastic scattering leads always to an energy loss, and, consequently, the transmitted photon loses some energy.  Therefore, the photon is slightly red shifted.  It is seen that the energy loss is caused by the acceleration of an electric charge (and therefore follows Maxwell's equations) rather than by a quantum or a relativistic effect.  Quantum and relativistic considerations do not lead to energy losses in this case.  Since calculations of energy losses due to the acceleration of charges is treated by electrodynamics, we have used here classical electrodynamical considerations.  The results of those calculations have been reported [3], [5].  It is seen that the red shift produced depends on the number of collisions with atoms and therefore on the amount of gas crossed in the trajectory of the photon.

The amount of red shift produced by the collision of one photon on an atom is given by \(b\). This parameter is called \(R\) in previous papers [3], [5].  It is seen that each time a photon meets an individual hydrogen atom or molecule on its path, the initial photon loses a very small fraction \(b\gg 10^{-13}\) of its initial energy due to bremsstrahlung due to momentum transfer on hydrogen in the solar chromosphere.  This is consistent with the prediction of quantum electrodynamics as calculated by [42] and [41].

A single photon collision on one atom undergoes a relative loss of \(b=9.09 \cdot 10^{-14}\)

конечно, это средневзвешенные оценки для чернотельного излучения (солнечного), но для лазера в видимом диапазоне должны подходить.
Итого - фотоны очень слабо взаимодействуют с протонами. При каждом взаимодействии в среднем теряется крохотная часть энергии фотона - порядка \(10^{-13}\) от энергии фотона.
Другой вопрос в том, что фотонов очень много - надо считать. 

[mbrane]

Итого - фотоны очень слабо взаимодействуют с протонами. При каждом взаимодействии в среднем теряется крохотная часть энергии фотона - порядка 10−13 от энергии фотона.
Другой вопрос в том, что фотонов очень много - надо считать. 

Ну как-бы вы привели неадекватную модель....солнечный ветер представляет собой не поток атомов водорода а поток протонов альфа частиц и электронов....взаимодействие низкоэнергетических (меньше 1эв) фотонов с протонами описывается формулой томсона ..да и рассеяние фотнов на  электронах можно  считать по той же модели - комптоновские поправки минимальны....

[Змей Петров]

И что там не так? Разгоняют вещество давлением света. Все тоже электрон-фотонное взаимодействие.

Я не спец, поэтому попроще скажу.
Масса электрона 500 кэВ, "масса" типичного лазерного фотона 1-3 эВ.
И - ничего - разгоняются электроны, как вы сами и говорите.

[mbrane]

И что там не так? Разгоняют вещество давлением света. Все тоже электрон-фотонное взаимодействие.

Я не спец, поэтому попроще скажу.
Масса электрона 500 кэВ, "масса" типичного лазерного фотона 1-3 эВ.
И - ничего - разгоняются электроны, как вы сами и говорите.

а протон в 2000-раз массивнее электрона...

[Змей Петров]

а протон в 2000-раз массивнее электрона...

А электрон в 200000 раз массивнее оптического фотона.
И, ничего - разгоняется.

[mbrane]

а протон в 2000-раз массивнее электрона...

А электрон в 200000 раз массивнее оптического фотона.
И, ничего - разгоняется.

сечение томсоновского сечения для электрона пол-барна, а для протонов \(3\times 10^{-4}\)барна

[Змей Петров]

Вы забываете про выше упомянутое коллегами количество фотонов.

[mbrane]

Вы забываете про выше упомянутое коллегами количество фотонов.

ну и ...10^11 Вт/1км2=10^5 Вт/м2 это плотность энергии 3*10^-4 Дж/м3 ака 10^14 фотонов на кубометр...тогда длина свободного пробега (10^14*10^-28)^-1=10^14 метров = 100 миллиардов километров   

[-Asket-]

http://trv-science.ru/2016/05/03/trv-prodolzhit-temu-zonda-k-alphe-centaura/
В предыдущем номере ТрВ-Наука была опубликована моя статья «Двойка по физике Мильнеру с Хокингом», где критиковался проект звездного паруса, исследовательская часть которого была профинансирована Юрием Мильнером. На статью было много откликов, причем одним из первых откликнулся сам Юрий Мильнер. По его инициативе мы проговорили по телефону около получаса. Ключевые моменты этого разговора будут сформулированы в виде интервью и опубликованы. В целом разговор был вполне конструктивным. В частности, я задал недоуменный вопрос: не стоит ли выступить с некоторым дисклеймером, что сам зонд к Альфе Центавра не является предметом финансирования — лишь эксперименты с лазерными парусами, полезные для более реалистичных целей? Мильнер ответил, что только и делает, что выступает с такими дисклеймерами, но журналисты не хотят их слышать.

Юрий посоветовал взять интервью у Филипа Любина, автора препринта, в котором обсуждается проект звездного паруса. Это интервью сейчас находится в стадии второй итерации (первой оказалось недостаточно, поскольку многие ответы напоминали типичные ответы Путина на пресс-конференциях). Второе предложение — организовать на базе «Троицкого варианта» обсуждение проекта. Фактически оно уже идет под вышеупомянутой статьей, но полезно будет провести более широкую хорошо модерируемую дискуссию. Из сенсации надо выжать максимум просветительского эффекта — тогда деньги Мильнера точно не пропадут.

В проект нанозонда к Альфе Центавра уже внесены некоторые изменения. Площадь паруса весом грамм будет не 1 м², а 16 м². Мощность пучка — от 50 до 100 гигаватт. Ускорение — 30 000 g. Массив лазерных излучателей расположится на Земле, его размеры — 1x1 км, излучатели будут плотно упакованы на квадратном километре. При этом авторы сталкиваются с жесточайшей проблемой атмосферной турбулентности. Чтобы ее хоть как-то преодолеть, излучатели должны быть маленькими — не более 20 см. На вопрос, не пугает ли авторов проекта число фазируемых излучателей выше 20 миллионов, Филип Любин ответил, что не пугает.

Дискуссия обещает быть интересной и веселой.

Борис Штерн

[Проходящий Кот]

Кстати, такую конструкцию применил Станислав Лем в "Фиаско". Но там отдача была столь высока, что Титан сдвинулся с орбиты....

[alex_semenov]

В проект нанозонда к Альфе Центавра уже внесены некоторые изменения. Площадь паруса весом грамм будет не 1 м2, а 16 м2.

Слабаки!!!
Зря они так легко пошли на попятные (от одного наезда!).
Я лично уже рассчитал стеклянный парус на 1 грамм и 1м2 при плотности 10^11 ватт/м2. При этом у меня получилось что отразить получится... до 70% энергии луча!!! Я сам не ожидал что все так хорошо получится. При этом попутно решаются некоторые проблемы с нагрузой и... даже управлением парусом в луче (он будет удерживаться в луче автоматически). Тот самый случай когда срабатывает синергизм решения.

Я не понял, а снижение плотности потока в 16 раз сильно улучшает "катастрофическую" ситуацию на которую указывал Штерн с плотностью энергии? Ведь по Штерну она минимум на 3 порядка превышает сколько-нибудь мыслимые (по Штерну) нагрузки!

Кстати, такую конструкцию применил Станислав Лем в "Фиаско". Но там отдача была столь высока, что Титан сдвинулся с орбиты....

Кстати, читая Фиаско я достаточно сильно стыдился за умницу Лема.
Он тут как инженер оказался не на высоте. Но выбор такого привода показывает что он следил за новыми идеями по-горячему. Фиаско возникло практически одновременно с бумом популярности  парусников Форварда в середине 80-х, если не ошибаюсь.

Мощность пучка — от 50 до 100 гигаватт. Ускорение — 30 000 g. Массив лазерных излучателей расположится на Земле, его размеры — 1x1 км, излучатели будут плотно упакованы на квадратном километре.

Вот это - уже полная бредятина. с такой мизерной апертурой они не смогут обеспечить необходимый разгон ну никак. Я думаю что все эти "новые" данные - попытка отмазаться от ретивых критиканов.
Блин. Забыл. Они же увеличили диаметр пятна почти на порядок (в 8 раз) значит апертуру можно уменьшить на столько же. То есть о снижении диаметра излучателя - это не шутка. Но дабы раскатать 1 грамм из 1м2 на 16 м2 им надо уменьшить толщину паруса в 16 раз (при той же плотности). Для стеклянной версии (где толщина паруса фиксируется 1/4 длины волны) это немыслимо. Значит?

Я рассматривал другой вариант. Металлический парус в 100 м2, но у меня получалась масса в 10 грамм, не меньше. И при этом дистанция разгона удлинялась в 10 раз, поэтому апертура излучателя оставалась прежней в ~10 км.
Правда у меня в итоге для этой версии все же не сошелся тепловой баланс на... 2 порядка все равно...  Поэтому я вернулся к стеклу и 1м2 как наиболее реалистичному решению.

Чего они испугались 10 км?
Можно подумать у них меньше получится оборудования на площади 1 на 1 км чем на 10 на 10? Или они не нашли подходящей ровной площадки на земле диаметром 10 км?

[Кремальера]

Из сенсации надо выжать максимум просветительского эффекта — тогда деньги Мильнера точно не пропадут.

Хм.Идет забота об ассигнациях.Причем чужих.Утопят они мечту.,как пить дать.