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

[Skipper_NORTON]

Вопрос специалистам:
Если на шаре из монолитного железа (или может кварца) сбоку на небольшом расстоянии взрывать ядерные бомбы с частичным испарением с поверхности материала. То чего можно добиться максимум?

 
Да, меня тоже интересует этот вопрос.
 
По моему проекту - стартовая масса корабля + комбинированного двигателя = около 40 тысяч тонн, и конечная скорость 300  км/c.
Пусть будет та же стартовая масса  импульсного теомоядерного взрыволета около 40 тысяч тонн,  собранного на орбите Земли. 
Цель разогнать полезную массу в 3 тонны. Какова будет конечная скорость? 
 

[sharp]

Пусть будет та же стартовая масса  импульсного теомоядерного взрыволета около 40 тысяч тонн,  собранного на орбите Земли.
Цель разогнать полезную массу в 3 тонны. Какова будет конечная скорость? 

Скорее всего, скорость примерно та же, что и в расчетах Дайсона для более тяжелого звездолета. То есть, если удастся добиться наилучшего перфоманса - до 10000 км/с.

[Skipper_NORTON]

То есть, если удастся добиться наилучшего перфоманса - до 10000 км/с.

 
Так в чем проблема тогда?   Это же в 100  раз больше  чем дают другие двигатели!  Построили (термо) ядерный взрыволет - и в путь! 
А то пишут про какую то чушь, мол,  двигатель не может быть с такой скоростью истечения газов, из-за того что от температуры
мол, будут стенки двигателя испаряться..  Сделали защитный слой, и пусть он  потихоньку испаряется! 
 
Или всё таки есть какие то ограничения, из-за чего стоимость такого двигателя нереальна? 
 

10000 км/с.

 
Ну, неужели не интересно было бы какой нибудь стране или олигарху создать такую ракету со взрыволетом, и запустить
хотя бы зонд к другой звездной системе за 100-200  лет?   
 
Да и по Солнечной системе, с людьми интересно полетать, с залетом в пояс Койпера, или облако Оорта. 
Нет же, будут городить ракеты с массой   в 95%  к 5%  полезного груза,  но взрыволет принципиально собрать не могут. 
Странно. 

[sharp]

Так в чем проблема тогда?   Это же в 100  раз больше  чем дают другие двигатели!  Построили (термо) ядерный взрыволет - и в путь! 

Проблема именно в его постройке, я полагаю
Сами посудите, сколько запусков нужно, чтобы вывести на орбиту 40 тысяч тонн? Скорее всего, не менее 1-2 тысяч.

Далее, и самое главное - нет возможности выводить всю эту массу небольшими частями по 20-30 тонн. Некоторые внешние конструкции корабля должны быть крупными и монолитными, в частноти - плита, которая принимает на себя импульсы ядерных взрывов. Будете собирать и сваривать ее по частям - прочность будет недостаточной, и взрыволет развалится.
Какова масса такой плиты? Пустой корабль - 10 тысяч тонн. Положим, плита составляет 1/10 этой массы - 1000 тонн. В космосе на данный момент нет металлургических предприятий, поэтому требуется плиту отлить на Земле, и затем запустить на орбиту.
Как вы будете запускать на орбиту 1000 тонн в один прием? На сегодняшний день не существует ракеты-носителя, способной на такое.

В-третьих, как уже упоминал Семенов, в термоядерных взрывах в космосе есть проблема политического характера. На орбите вам не разрешат производить подрывы, даже если вы 1000 раз докажете, что это безопасно. То есть, всю эту махину придется утаскивать подальше от земной орбиты традиционными методами (вероятно, хим.двигателями, масса топлива в которых сравнима с начальной массой корабля).

Все это в сумме делает проект неподъемным на текущий исторический момент. Ни финансово, ни технически. Вложений требуется - сотни миллиардов долларов, поэтому можно забыть про олигархов. Это может быть только совместным проектом, в котором участвую несколько государств, тогда есть какой-то шанс довести его до запуска.

[crazy_terraformer]

Ну, неужели не интересно было бы какой нибудь стране или олигарху создать такую ракету со взрыволетом, и запустить
хотя бы зонд к другой звездной системе за 100-200  лет

Вот будут жители этой страны или олигархи жить по 300-400 или более лет это может и будет им интересно.

[crazy_terraformer]

Некий американский инженер-машиностроитель+авиакосмический инженер, физик Гарольд Уайт из NASA собирается построить прототип двигателя деформации пространства.

Насколько ли это реально?

[OratorFree]

Насколько ли это реально?

Ну ЧД деформирует пространство, это вам любой Эйнштейн скажет. Дело за малым собрать ЧД в лаборатории из подручного материала.

[VimanaPro]

Некий американский инженер-машиностроитель+авиакосмический инженер, физик Гарольд Уайт из NASA собирается построить прототип двигателя деформации пространства.

Насколько ли это реально?

Так Вы только сейчас сподобились припасть к ПУЗЫРЮ ? 
Ни на сколько не реально если Вы о реальности, а не о мат.модельке.

Ну ЧД деформирует пространство, это вам любой Эйнштейн скажет. Дело за малым собрать ЧД в лаборатории из подручного материала.

Вообще-то любое материальное тело (кроме ЧД), с величиной линейной плотности энергии, отличной от линейной плотности энергии Вселенной деформирует пространство-время https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,146261.msg3818821.html#msg3818821

[Aluminium]

Как вы будете запускать на орбиту 1000 тонн в один прием? На сегодняшний день не существует ракеты-носителя, способной на такое.

Был проект на 550 тонн. Пока что нет нужды в таких ракетах, но при увеличении выводимого груза удельная стоимость запуска будет падать, так что, я думаю, появление подобных монстров - вопрос времени.

[OratorFree]

но при увеличении выводимого груза удельная стоимость запуска будет падать

Некоторые заявления нужно обосновывать. Такие, например, как в цитате.
А по идее - больше двигателей, больше размер стартового комплекса, сложнее контроль и тестирование, ниже надежность. Вот к примеру Н1 - все четыре запуска были неудачными. Просто приведение надежности к "норме" - потребует дополнительных затрат в конструкции РН.

[Aluminium]

но при увеличении выводимого груза удельная стоимость запуска будет падать

Некоторые заявления нужно обосновывать. Такие, например, как в цитате.

Идея не нова.

А по идее - больше двигателей...

А вот не больше:

...Первая ступень должна была иметь один сверхмощный двигатель...
...Вторая ступень также была оборудована одним очень большим двигателем...

[AlexC]

https://www.gazeta.ru/science/2016/10/17_a_10254449.shtml одна из причин для создания такого зонда
Интересно, в движении можно будет использовать телескоп? Я о том, чтобы не тащить топливо (рабочее тело) для торможения.

[bob]

Построили (термо) ядерный взрыволет - и в путь! 

А Вы не разбирались, почему именно - фантастика, даже если эти сотни тысяч тонн доставить на орбиту? Демпферы  выйдут из строя при первом взрыве. Нет и не будет таких демпферов, которые его выдержат. А без демпферов вся эта чушь разлетится вдребезги сразу.

[VimanaPro]

Построили (термо) ядерный взрыволет - и в путь! 

А Вы не разбирались, почему именно - фантастика, даже если эти сотни тысяч тонн доставить на орбиту? Демпферы  выйдут из строя при первом взрыве. Нет и не будет таких демпферов, которые его выдержат. А без демпферов вся эта чушь разлетится вдребезги сразу.

Порицание и постановка на вид с отсрочкой присвоения очередного звания 

В самом деле, ну нельзя же так сразу сдувать пыльцу невинности, дайте же людЯм шанс 

[sharp]

А Вы не разбирались, почему именно - фантастика, даже если эти сотни тысяч тонн доставить на орбиту? Демпферы  выйдут из строя при первом взрыве. Нет и не будет таких демпферов, которые его выдержат. А без демпферов вся эта чушь разлетится вдребезги сразу.

Это умозрительная оценка, или вы проводили соответствующие вычисления?

[VimanaPro]

А Вы не разбирались, почему именно - фантастика, даже если эти сотни тысяч тонн доставить на орбиту? Демпферы  выйдут из строя при первом взрыве. Нет и не будет таких демпферов, которые его выдержат. А без демпферов вся эта чушь разлетится вдребезги сразу.

Это умозрительная оценка, или вы проводили соответствующие вычисления?

Не обращайте внимания.
Идёт нешуточная борьба за 3-е место по количеству сообщений на Астрофоруме https://astronomy.ru/forum/index.php?action=mlist;sort=posts;start=0;desc . Человек старается изо всех сил, а Вы его отвлекаете

[AndrejM]

А Вы не разбирались, почему именно - фантастика, даже если эти сотни тысяч тонн доставить на орбиту? Демпферы  выйдут из строя при первом взрыве. Нет и не будет таких демпферов, которые его выдержат. А без демпферов вся эта чушь разлетится вдребезги сразу.

По поводу демпферов.
А они реально нужны цельно литому стальному шару?
(Для начала в теории разгоним простое а затем усложнять. )

[alex_semenov]

Построили (термо) ядерный взрыволет - и в путь! 

А Вы не разбирались, почему именно - фантастика, даже если эти сотни тысяч тонн доставить на орбиту? Демпферы  выйдут из строя при первом взрыве. Нет и не будет таких демпферов, которые его выдержат. А без демпферов вся эта чушь разлетится вдребезги сразу.

Гм... Боб, а ДОКАЗАТЬ?
"Нет расчета - нет идеи"  (с) Я
(эксперимент мы, разумеется, пока поставить не можем)
Доказать что "демпферы  выйдут из строя при первом взрыве" расчетом сможете?

Почему я требую РАСЧЕТ? Не столько чтобы перебабуинить вас своим расчетом (хотя и это - тоже, у меня как раз расчет ОБРАТНОГО есть и я его тут приводил. 1, 2). Мне просто интересен ход ваших мыслей (если он, ход, действительно был) по поводу несостоятельности взрыволетного привода (и неприменной поломки амортизаторов).
А расчет - сжатый трек этого хода.
А вдруг у вас ДЕЙСТВИТЕЛЬНО есть разумный расчет, доказывающий что амортизаторы не выдержат первого же взрыва? Вдруг вы умней (в физике) чем Дайсон и Тейлор  (хотя шансов на это - мало. Я почти уверен что вам просто так кажется "на глаз". И это смешит. Не вы первый не вы последний такой "интуит". Я могу ошибаться в своем куцем расчете-догадке, но при этом я просто еще и опираюсь на авторитеты хороших физиков и не могу поверить, что банда физиков и инженеров из "Джеренрал Атомикс", делавших до "Ориона" атомную и водородную бомбу, были настолько тупы что не заметили элементарной механической проблемы "из учебника Перышкина" в той идеи, над которой работали много лет, а вы видите это "невооруженным глазом")

И еще. Это больше всем остальным. Перестаньте нести чушь про выведение на орбиту скольких то там тонн взрыволета "по частям", сборки там (в космосе, вне атмосферы) взрыволета и запуск взрыволетного двигателя на орбите, в вакууме. Мол, это как бы снимает проблему осадков в атмосфере или (видимо тут речь об этом) улучшает для него возможность работы.
Это - явная ГЛУПОСТЬ.
В атомсфере он будет работать даже лучше чем в вакууме (мягче, скажем так ибо в вакууме плита действительно получает микросекундный удар, шок на пределе упругости материала, который в атмосфере будет несколько размазан и мягче, но вряд ли сильней).
Что же касается осадков, то взрыволетный двигатель загрязняет радиоактивными отходами атмосферу Земли с орбиты не хуже чем, стартуя с поверхности. В этом смысле особой разницы нет откуда он стартует. В это сложно поверить, но это так ("о сколько нам открытий чудных готовит просвещенья дух!"). Не будьте идиотами! Взрыволет либо взлетает с поверхности (для чего это - идеальная машина), либо никогда никуда не летит (например, по требованию озабоченной общественности зеленых дебилов). Точка.
Предвижу…
Вы спросите где расчет?

У меня есть аргумент лучше, чем расчет. Есть экспериментальное доказательство (которое в свое время стало Рубиконом для Дайсона). Радиоактивный вольфрам, служивший, судя по всему толкателем в термоядерной ступени и испаренный  в космическом взрыве в конце 1950-х на высоте 100 км через год весь (~100%) оказался в атмосфере Земли. Не 20 не 50% а почти все 100%. Это - экспериментальный факт. Как? Объяснение одно (ставшее Дайсону очевидным и всем остальным сразу). Вся вольфрамовая плазма (разлетающаяся со скоростью 1000 км/с!) была ТАКИ захвачена магнитным полем Земли  (которое простирается аж за орбиту Луну!) и осела в атмосферу Земли, видимо через полюса…. Так что вывод на орбиту взрыволете в смысле защиты планеты от осадков НИЧЕГО НЕ ДАЕТ. Куда разумней запускать его с поверхности земли но с магнитным полюсов (меньше дряни будет захвачено).

[Aluminium]

Что же касается осадков, то взрыволетный двигатель загрязняет радиоактивными отходами атмосферу Земли с орбиты не хуже чем, стартуя с поверхности. В этом смысле особой разницы нет откуда он стартует.

Всё-таки разница есть, необходимый импульс при старте с Земли и старте с низкой орбиты отличается в 3,5 раза. Чем выше стартовая орбита, тем больше различие. А потом корабль удаляется в межпланетное пространство.

[alex_semenov]

Всё-таки разница есть, необходимый импульс при старте с Земли и старте с низкой орбиты отличается в 3,5 раза. Чем выше стартовая орбита, тем больше различие. А потом корабль удаляется в межпланетное пространство.

Это, как я понимаю, при одинаковой мощности заряда? За счет вовлечение округающего заряд воздуха?
Но никто не собирался взрывать у земли заряды той же мощности что в вакууме. Тейлор расчитывал, что приповерхностные заряды будут раз в 10 меньшей мощности (0.1-0.5 кт примерно) чем "крейсерские" в 1-5 кт (для 4 000 т Ориона).

Вопрос специалистам:
Если на шаре из монолитного железа (или может кварца) сбоку на небольшом расстоянии взрывать ядерные бомбы с частичным испарением с поверхности материала. То чего можно добиться максимум?
(Шар от 100 м до 100 км, другие размеры не интересны)

Про "Орион" почитайте. https://en.wikipedia.org/wiki/Project_Orion_(nuclear_propulsion)

Там есть табличка для двух вариантов. "Momentum Limited Orion" - самый быстрый из всех существующих концептов. Ускоряется со средним ускорением 1g в течение 10 дней, после чего может долететь до Проксимы за 130 лет.

Вы же сами должны понимать, что шутка, фантазия.

Кстати. Если речь идет о крайне ГИПОТЕТИЧЕСКОМ  Momentum Limited Orion
Проблема предела упругости толкающей плиты (а это - самое напряженное в маятниковом приводе место. Выдержит удар оно - выдержат и амортизаторы ибо первый амортизатор смягчает удар примерно в 10 раз).
Если мы переходим от межпланетног к волшебному межзвездному "Ориону", разгоняемому до 10 000 км/с то скорость истечения u для него должна быть примерно 5 000 км/с. Это в 100 раз больше чем у "типичного" межпланетного "Орионоа" над которым работали Дайсон с Тейлором.
Там u ~ 50 км/с.
Как такую скорость плазмы в 5 000 км/с получить - это супервопрос (супертайна, возможно непреодолимая технически проблема). Можно получить 1000 км/с. Но этого для нас МАЛО….
Но допустим мы ее получили. 5 000 км/с
Что с ударом по плите?
Смотрим формулу.



Скорость тут в квадрате (в числителе). Значит давление при прочих равных будет в 10 000 раз больше. Это за пределами всяких прочностных характеристик. Но в знаменателе у нас куб диаметра. То есть, если сделать куб диаметра в 10 000 раз больше, то мы скомпенсируем рост давления для Momentum Limited Orion и вложимся в предел упругости для дрянной стали-35 (за что и боремся). Это значит что диаметр плиты у Momentum Limited Orion должен быть в 21,5 (кубический корень из 10 000) раз больше. Вместо 40 м (который я считал по ссылке) он должен быть диаметром ~800 м. Почти километр.
У суперориона (корабля предельных размеров, который можно поднять с земли) плита имела диаметр 400 м. То есть в принципе мы … вписываемся. Вроде как.
Именно по удару (по тому выдержит ли конструкция удар взрыва или нет) - даже Momentum Limited Orion в принципе мыслим.
Но у Momentum Limited Orion другие, возможно, непреодолимые проблемы.
Прежде всего, вопрос как добиться 5 000 км/с истечения в направленном термоядерном взрыве. Об этом - отдельная САГА… Но даже если она будет пройдена до конца, то возникает второй вопрос - как заставить куда более горячую плазму отразиться от плиты УПРУГО?
У межпланетного "Ориона" с его относительно холодной плазмой на скорости 50 км/с плазма, сжимаемая у плиты нагревалась до 150 000 К и как показал расчет Дайсона оказывалась непрозрачной для своего излучения, то есть она в основном упруго отражалась от плиты. Но гораздо более горячая плазма Momentum Limited Orion будет иметь при ударе об плиту миллионы Кельвинов и явно будет прозрачной (тем более что там будет не вольфрам а скорей гелий, водород, литий, не тяжелее) и поэтому будет легко рассеивать свою энергию в неупругом ударе о плиту. А это потеря половины импульса и огромные проблемы с термодинамикой плиты.
В общем, у Momentum Limited Orion проблемы не в амортизаторе, а в совсем других местах. Первая мысль с упругим отражением - использовать магнитное поле. Но это - совсем уже другая история (и масса новой головной боли).

Надо понимать вот что. Дайсон доказал (в той самой знаменитой статье в "Физик тудуй") что мы можем гарантированно запустить бомболет на скорости в 1000 км/с. И намекнул что можно построить более продвинутый Momentum Limited Orion на 10 000 км/с. Но как? Он это засекретил. 
И даже не ясно знаел ли он секрет или это только мечта?