Пределы человечества:проект, межзвездный аппарат со скоростью от 100 до 300 км/с

[OratorFree]

Почему именно такая масса??

Потому, что у Роскосмоса такая планируется. Я думал это все знают.

Картинка и параметры и ссылки тут : https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,94247.msg3772566.html#msg3772566

[OratorFree]

Потребляемая мощность  VF-200  = 200 и 1 мвт/200 = 5 движков так да? А если не 5 а 10-20 двигателей но работа в импульсном режиме? Копим энергию от реактора в кондюках ( как пример приведено), потом  тратим за короткий интервал времени?? Потери во времени но тем не менее...если собрались лететь 1000+ лет понятие - время- теряет свой смысл).

Не уловил смысла идеи. Что от этого поменяется?

[snickers]

Не уловил смысла идеи

Это была идея пародии на взрыволет).
 Кстати а чего автору эта концепция не нравиться?? Взрыволет более эффективен как по мне).

[snickers]

Уже даже в материнки не ставят практически. Вы из какой эпохи к нам?

Ну да все в этом мире это - "материнка")) Если их почти не ставят в САМИ "материнки" то это весомый аргумент. А это конечно не в счет --> емкостные накопители энергии с быстрым разрядом, в устройствах силовой электроники, частотно-регулируемых электроприводах и источниках питания, где надо постоянный ток высокого напряжения. Это так навскидку.
PS А так да вырисовывается "концепция" звездолета "всем по 100")). Это 1) материнка ( без конденсаторов конечно же)), 2) ядерный реактор + ионник. Пока так. Вот он  Звездный Странник "всем по 100") Тут главное прикрутить материнку к реактору и на ионнике можно лететь).

[mo]

Мне очень интересно почему надо потратить по Вашим расчетам около 40+ лярдов денег причем не наших и ради чего?

Исключительно ради прогресса.
Вы ж не станете ныть о необходимости асфальта и новых больниц?

О кондеях...
Мне понравился расчёт времени дифузии в кремниевом полупроводнике при глубоком охлаждении. Точно не помню, но порядка сотен тысяч лет микросхема будет храниться. Работать будет чуть меньше, но это уже частности. Буквально недавно в другой теме читал расчёт зависимости скорости диффузии от температуры.

К слову о "зачем". Зачем я сейчас фотографирую далёкую галактику?

[snickers]

в кремниевом полупроводнике

Причем тут кремниевый полупроводник и конденсатор? Это как -- износ тормозных колодок и ... количество циклов заряда в АКБ. Вроде и то и то к машине относиться). Но есть нюансы).

Исключительно ради прогресса.

Где Вы тут прогресс то видели? 100 км/сек это не прогресс. Новых идей нет. Все та же реактивная колымага со старой идеей... ионник и ядерный кошмар на орбите).  Новая идея это в НАСА. Они там используют мыслю что скорость света в вакууме равна скорости света)) но вот вакуум то может быть разный. Например вакуум в эффекте Казимира . Там как бы вакуум более "вакуумистый" чем обычный и скорость света в нем больше обычной скорости света в вакууме обычном и если такое создавать перед звездолетом то ... в общем Энштейна идея тут не нарушается). И скорость света больше скорости света но все вроде окей), а если повезет то и движка не надо, обычный вакуум сам с в "попу" толкать сей чудо девайс будет ибо спереди такой гравицапы вакуум пожиже того что позади будет. От как то так товарисчи накурили).
PS Вот Вам пример чего то "прогрессорского". Хз че там выйдет у них. Но это хоть творческое выбивание грантов), а не банальность набившая уже оскомину -- ядерная колымага .. ионник, взрыволет или гробик поколений с философской идеей типа -  в братской могиле к звездам)).

[Rattus]

где надо постоянный ток высокого напряжения

Ну и где в космосе надо постоянный ток высокого напряжения? И какой там в источнике? Пафоса достаточно - давайте уже конкретно: что откуда как и куда и почему это невозможно.

[Skipper_NORTON]

Ядерный реактор + ионник

 
Мне интересны точные параметры.
У меня выходит, собранная на орбите ракета массой в 3700 тонн, и далее гравманевры, и результат -
КА полезной массой в 3 тонны, удаляется со скоростью более 100 км\с, из солнечной системы.
Проект реальный, стоимость будет порядка 40 миллиардов долл.
 
Что получается с ядерным реактором?  Подозреваю что 3-мя тоннами там не обойтись.
Нужно будет разгонять КА, вместе с очень-многотонным ядерным реактором.
Подсчитайте, какой массой должен быть ваш корабль, который разгонит в итоге, 3 тонны
полезной массы, до скорости 100 км\с, и имеющий,
 

Ядерный реактор + ионник

 
тогда и можно будет сравнить примерные стоимости.
Примечание - у ионника малая тяга, а потому маневры, подобные моим, за короткое
время пролета около Солнца или планет - уже невозможны будут
 
Если у вас выйдет достаточно небольшая масса, и стоимость, то возможен и проект -
гибрид, предложенного мной варианта, и вашего. Сначала разгоним по моему
варианту, до 100 км\с, используя грав-маневры. А потом с помощью вашего ядерного реактора
на борту и ионника - добавим еще 100 км\с скорости, и получим на выходе 200  км\с  ? 

[snickers]

Пафоса достаточно - давайте уже конкретно: что откуда как и куда и почему это невозможно.

Вам КОНКРЕТНО написали - срок службы электроники  электроники в таком полете меньше времени полета. Одна их причин выход из строя конденсаторов. На что лично Вы ответили каким то бредом типа ---

Уже даже в материнки не ставят практически.

. Что Вы хотите конкретно? Модель материнки что полетит в космос?? )))

Ну и где в космосе надо постоянный ток высокого напряжения?

Попробуйте почитать что пишут выше. Что там товарисчи предлагают --> двигатель VASIMR + мегаваттные реакторы. Да там конечно сразу переменка в 220в идет и везде накручены розетки.)))

[LonelyWanderer]

Вы мне так и не ответили на вопрос - с чего вы взяли, что гравманевра у Юпитера будет достаточно, чтобы снизить перигелий до  7.5  млн.км. С высоты юпитерианской орбиты это практически остановить корабль.
Мне кажется нужны более сложные маневры. Опрокидывать корабль к Солнцу, наверное, лучше с орбиты Сатурна, а то и вовсе Нептуна, где нужно меньше приращение скорости для попадания к окрестностям Солнца

[ВадимZero]

А нет ли у вас под рукой прикидок расчётов достижения скорости 100 км/с на этом типе двигателя?

Если взять за основу вот этот цифры для космического реактора.

Масса кг 20290
Габаритные размеры (рабочее положение), м 53,4-21,6-21,6
Электрическая мощность ЭБ, МВт 1,0
Удельный импульс ЭРД, км/с не менее 70,0
Мощность ЭРД, МВт не более 0,94
Суммарная тяга маршевых ЭРД, Н не менее 18,0
Ресурс, лет 10
Средство выделения РН «Ангара-А5»

То получиться что за десять лет реактор выработает 86,4 гигават часов. Примем кпд ионников в 80%, тогда 20 тонный корабль с такой кинетической энергией будет иметь скорость около 150 км/с.

[mo]

Спасибо за прикидочный расчёт.
Подскажите ещё. Это расчёт для реактора на земле? В космосе теплообмен совсем иной

[OratorFree]

То получиться что за десять лет реактор выработает 86,4 гигават часов. Примем кпд ионников в 80%, тогда 20 тонный корабль с такой кинетической энергией будет иметь скорость около 150 км/с.

Топливо на десять лет сколько?  1200 тонн? Тогда и разгонять надо в среднем 620 тонн, а не 20 тонн. Соответственно скорость будет в ~5.6 раз меньше. Т.е. 26 км/с за десять лет.

[LonelyWanderer]

И почему, собственно, 7.5 млн.км? А не, например 1 или 2 миллиона километров от центра (при радиусе Солнца 696 тыс.км). Какой эффект Оберта там уже получается? Понятно, что там жарко, верхушки протуберанцев могут настичь, но ведь мы говорим о пределах, о рекордах, так что постараться и придумать что-то можно.
Вольфрамовый лист для затенения корабля, можно в принципе и полностью закрыть его в вольфрамовую коробку, где толщина со стороны Солнца будет побольше, а с боков небольшая, и даже не обязательно вольфрамовая, можно и из другого материала, лучше защищаемого от излучения.
А чтобы подобраться так близко к Солнцу Юпитера будет мало, нужно корабль отправлять во внешние части солнечной системы, лучше всего, возможно, к Нептуну, а может и в облаке Оорта произвести торможение. А Юпитер использовать наоборот не для торможения, а для разгона и достижения облака Оорта. Это очень длительный процесс,  но ведь мы говорим о достижении звёзд, не так-ли? Вышвырнутый из солнечной системы корабль будет все равно намного дольше лететь, поэтому можно маневр совершить и за Нептуном.
Сколько там тогда получается по Оберту, уже несколько сотен километров в секунду?

[viesis]

Вы мне так и не ответили на вопрос - с чего вы взяли, что гравманевра у Юпитера будет достаточно, чтобы снизить перигелий до  7.5  млн.км. С высоты юпитерианской орбиты это практически остановить корабль.
Мне кажется нужны более сложные маневры. Опрокидывать корабль к Солнцу, наверное, лучше с орбиты Сатурна, а то и вовсе Нептуна, где нужно меньше приращение скорости для попадания к окрестностям Солнца

А ничего не надо отвечать. Эффективность грав-маневров, которые были проведены около Юпитера
связаны с тем, что кин. энергия истекающих газов в системе отсчета Юпитера очень мала, т.е. происходит
эффективная передача энергии. У Солнца такое условие не выполняется и грав-маневр невозможен.

[ВадимZero]

Это расчёт для реактора на земле? В космосе теплообмен совсем иной

Это проектная космическа установка.

Топливо на десять лет сколько?  1200 тонн? Тогда и разгонять надо в среднем 620 тонн, а не 20 тонн.

Если у вас УИ идеальный, то топливо выброшенное из корабля не несет в себе импульса, весь импульс достается кораблю. В идеале корабль лучше изначально разогнать по средствам гравманевра у Юпитера, для того чтобы начальный УИ был в районе 45км/с. Это значительно снизит расходы на рабочее тело.

[OratorFree]

Если у вас УИ идеальный, то топливо выброшенное из корабля не несет в себе импульса, весь импульс достается кораблю. В идеале корабль лучше изначально разогнать по средствам гравманевра у Юпитера, для того чтобы начальный УИ был в районе 45км/с. Это значительно снизит расходы на рабочее тело.

УИ идеальный это бесконечный что ли? Что я не понял идеи.

В приведенных вами параметрах 18 Н тяга и удельная тяга 70 км/с расход топлива (рабочего тела) составляет 18/70*10^3  = 0,26 * 10^-3 кг/с
За год это 0,25 * 10^-3 * 32*10^6 =  8* 10^3 кг.  (8 тонн) За десять лет 80 тонн. (В предыдущих расчетах я где-то ошибся, где именно лень искать). 
Т.е. разогнать надо не 20 т. А в среднем 60 тонн. При тяге 18 Н это ускорение 18/60*10^3 = 0,3 * 10^-3 м/с², следовательно за год (в среднем) скорость вырастет на 0,3*10^-3 * 32*10^6 = 9,6 * 10^3 м/с = 9,6 км/с, за десять лет до 96 км/с .

Ну в общем да, 100 км/с фактически достигнуто. С одной стороны я рад, а с другой в первых расчетах где-то облажался. Простите.

[OratorFree]

двигателей 5 шт. следолвательно время расхода топлива 10 000 / 5 / 1*10^-4 =2 * 10^6 c .
Дальше V=а*t= 10^-3 * 2*10^6 =2*10^3  м/с =2 км/с при массе горючего 10 тонн.
Если конечно я где-то не ошибся в формулах или расчетах. Желающие могут проверять и пересчитывать.
P.S.
Два миллиона секунд это около 23 суток.

Ошибка в расчете времени расхода топлива (рабочего тела)
10 000 / 5 / 1*10^-4 =2*10^3/1*10^-4 = 2*10^7 (20*10^6) - двадцать миллионов секунд, а не два миллиона.
Следовательно 10 тонн топлива разгонит буксир до 20 км/с и это  около 8 месяцев (230 дней) .

[Skipper_NORTON]

У Солнца такое условие не выполняется и грав-маневр невозможен.

 
Надеюсь, не будем спорить о том, существует эффект Оберта или нет.   
Читаем мой первый пост. 
И смотрим орбитальные скорости.

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D1%80%D0%B1%D0%B8%D1%82%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D0%BA%D0%BE%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C

Делаем расчет орбитальных скоростей, для орбиты:
Афелий вблизи орбиты Юпитера,
Перигелий в 7,5 млн километров от Солнца.
 
Какова будет скорость аппарата вблизи перигелия и афелия по такой орбите?
Вот, посчитайте по формулам, там не высшая математика.
 
Моя версия -
 

Ракета, при подлете к Солнцу, в таком случае будет разогнана гравитационным притяжением Солнца, до скорости по
формулам, получается 199,2 км\с, в 7,5 млн км от Солнца.
 
Нарастим в перигелии скорость на наш резерв 27 км\с, и получим 226 км\с, в перигелии.
 
Параметры гиперболической траектории, если в 7,5 млн км от Солнца скорость 226 км\с. Тогда большая полуось гиперболы,
равна
1 / [ (226 * 226) / 150 000 000 000 - (2 / 7 500 000) ]  === 13 542 795 км.
 
А значит, позже скорость при вылете из Солнечной системы, в 15 млрд км от Солнца, (после чего,
уже условно считаем, скорость не падает), будет равна
...

= 105,3 км\с.   Это конечная гелиоцентрическая скорость вылета КА, из Солнечной системы. 

Вас что-то смущает?
Ну тогда, конкретно проведите свои расчет по формулам.
Насчет энергии, я уже сказал,
 

Если аппарат не ускоряется вблизи Солнца, то гравитационное действие
Солнца его замедлит настолько же, насколько ускорит в перигелии. Но если вблизи Солнца включить двигатели
(активный грав-маневр), то полезная масса на выходе из Солнечной системы получит намного больший
прирост скорости, чем характеристическая скорость этого разгона вблизи Солнца.
Зато сгоревшие остатки топлива будут вращаться вблизи Солнца и иметь мЕньшую потенциальную энергию.

 
Есть система КА+топливо. Значит и считаем кинетическую энергию общую, для системы.
Меньше для топлива - значит больше для полезной массы корабля.
 
1) Есть полезная масса - КА. 2) Есть остатки сгоревшего топлива. Логично предположить, что если они вращаются вблизи Солнца, то они имеют меньшую потенциальную энергию, чем в случае, если от Земли сразу наращивать скорость для удаления от Солнца? 
 
Потому понятно, что ускорения вблизи Солнца даст больший эффект приращения скорости для полезной конечной массы, чем разгон вблизи Земли.
 
Я всё рассчитал по формулам, если в чем то неправ, рассчитайте сами.   

 

[Skipper_NORTON]

с чего вы взяли, что гравманевра у Юпитера будет достаточно, чтобы снизить перигелий до  7.5  млн.км. С высоты юпитерианской орбиты это практически остановить корабль.

 
Ну, двигатели там около Юпитера, немного надо будет включать.
Но облет около Юпитера может дать чуть ли не попадание в Солнце, с небольшими активными приростами скоростей при грав-маневрах.
Подробнее, здесь

http://books.sernam.ru/book_msp.php?id=134

Это энергетически выгоднее, чем сразу уходить на гомоновскую траекторию с афелием вблизи орбиты Земли, и перигелием, в 7,5 млн км от Солнца.
 

например 1 или 2 миллиона километров от центра (при радиусе Солнца 696 тыс.км).

 
Да, там будет бОльший эффект, но я решил остановиться в 7,5 млн км от Солнца, а то скептики набегут, и скажут, что всё сгорит вблизи Солнца.