Устройство звездолёта

[Александр Хороших]

На форуме есть топик "Полёт к Альфе Центавра", в нём обсуждается стратегия полёта к звездам и смежные темы. Мне же хотелось бы обсудить конкретно устройство будущего звездолёта. Поделитесь, пожалуйста, своими соображениями.

[Александр Хороших]

Вот мои соображения. Прежде всего следует выбрать схему звездолёта. Она же зависит от цели полёта. Например, колонизация планеты у другой звезды не требует большой скорости, в то же время здесь нужна огромная грузоподъёмность. Разведочный полёт  же, напротив, должен совершаться с большой скоростью, так как знания о объекте нужны сейчас. В противном случае, если полёт длится очень долго, возникает соблазн построить более быстрое корыто, скорее доставляющее знания.
Я думаю, стоит обсуждать именно разведочный рейс, поскольку до колонизации нашей цивилизации прежде всего стоит побывать на других планетах, найти их, выселить уже имеющихся жителей :-).
Какими же качествами должен обладать межзвёздный разведчик? Скоростью. Для её нахождения условимся, что анабиоз невозможен (хотя кто его знает!), ограничим время пребывания экипажа на борту 50-ю годами, а достижимые расстояния около 15 световых лет (в сфере с таким радиусом находится около 30 звёзд). Времен разгона пренебрежём. Поделим 15 св. лет на 25 лет (время полёта в один конец) и получим скорость около 1/2  от скорости света. Ей и ограничимся. Далее составим перечень проектов звездолётов, созданных на сегодняшний день и выберем конструкцию, удовлетворяющую нашему условию: разгон до  1/2 с.
Попытаемся составить классификацию звездолётов (которые ещё даже не существуют :-)   ):
                                             - Звездолёты на внутренних источниках энергии:
    Это ракеты. Пояснять устройство, думаю, не надо. Всего я нашёл 3-и проекта ракет: "Орион" (звездолёт, движущийся за счёт ядерных взрывов, толкающих массивную плиту), "Дедал" (очень похоже на "Орион", только взрывы термоядерные) и фотонную ракету Зенгера. Условию удовлетворяет только фотонная ракета (полёт "Ориона" планируется вообще на 130 лет, "Дедал" способен только разогнаться). Итак, из ракет выбираем фотонную ракету Зенгера.
                                               - Звездолёты на внешних источниках энергии:
Это очень широкий класс аппаратов. Фотонный парус (ноу комментс), гравитационные манёвры, прямоточные ракеты. Фотонный парус неподходит по следующим причинам:
1. Нужны огромные конструкции в космосе (разгоняющий лазер)
2. Сверхвысокая точность наведения - промах в 1" даёт на расстоянии 1 светового года ошибку в аж 1 а.е.
Гравитационные манёвры могут дать разгон только от массивных звёзд (нейтронная звезда).
А вот прямоточная ракета, соединённая с фотонной (т.е. антивещество запасается, водород захватывается и происходит аннигиляция) имеет перспективы. Во-первых, максимальное использование энергии, заложенной в веществе, во-вторых, по сравнению с ракетой Зенгера позволяет взятьбольший полезный груз.
Есть ещё один вариант, обсуждавшийся на форуме - к  световой электростанции (т.е. улавливающей свет и преобразующей его в электричество) подцепляется гигантский ускоритель, ускоряющий водород, захватываемый из космоса. Плюсы: на борту ничего не запасается, технологии (солнечные батареи, ускорители) отработаны. Минус: гигантские конструкции.
Итак, по-моему, стоит развивать два направления: прямоточная ракета и звездолёт с внешним источником   энергии, подводящейся в виде светового пучка. Хотелось бы узнать ваше мнение о способах звездоплавания.
Спасибо за терпение, постараюсь писать покороче. 

[arystan]

Аннигиляция водорода это конечно круто. Но все же, врядли удастся собрать немного антиводорода. Даже если и удастся раздобыть чоть какое-то в-во, то скорее подойдет "антирадон". Скажем так: будет некий "аннигиляционный двигатель", в котором в-во  аннигелирует с анти в-вом. Но насколько я помню, при анигиляции в-ва выделяется самое большое кол-во энергии на еденицу массы: Е=2mc². Например: 1кг вв-ва анигилирует с 1кг антив-ва. Выделяется энергия: Е=2 кг*(3*10⁸м/с)²= 1,8*10¹⁷ Дж
Такая энергия сразу же разрушит всю аппаратуру, и никакая защита не поможет. Наверное аннигиляцию придется отбросить.

На счет "Ориона" я уже где-то слышал. Кажется температура, выделяющаяся при ядерных взрывах, расплавит плиту. Я даже размышлял как-то на эту тему. Но я представлял корабль на ядерных(термоядерных) взрывах как "медузу". А что если сделать эту плиту(у меня - парус(круглый такой)) из вольфрамо-углеродного сплава? А не, непоможет.

[Алия]

Здравствуйте.
C-300 Вы пишите:

Мне же хотелось бы обсудить конкретно устройство будущего звездолёта. Поделитесь, пожалуйста, своими соображениями.

Конкретное устройство я не знаю, но я читала, про такой план перемещения в пространстве к другим мирам.

Объект помещается в особую камеру, где специальными лазерами и приёмно-считывающими устройствами объект исследуется, а именно: на анатомическом, клеточном, молекулярном, атомном уровнях, как в количественном соотношение, так и пространственном расположение. Считываемая информация складывается с дополнительной, в состав которой входит: количество волн (периодов) после которых начнётся создание объекта т.е. расстояние, а так же и другие служебные сигналы. Вся эта информация используется для модулирования узко направленной электромагнитной волны. В какой-то момент (через заданное число периодов) произойдёт резонанс или ещё что-то после которого начнётся переход энергии волны в массу покоя частиц. Собирается "ключ" (типа РНК, но атомном уровне) который и начинает основное действие по материализации объекта из квантов э.м.в.
 

[arystan]

Короче, Вы имеете ввиду телепортацию, да? Судя по вашему рассказу, это процесс довольно трудоемкий. "К другим мирам". Нужно вначале полетеь к ним и построить вторую такую камеру, в которой объект будет материализоватся. Это, конечно, очень сложно. А вдруг, если преместить таким способом человека и нечаянно "неправильно считать" его ДНК и поменять один атом на какой-нибудь другой, то что получится? Это не только трудоемкий процесс, но и опасный.

[Алия]

arystan :

Вы имеете ввиду телепортацию

Я не знаю, что это такое.

Нужно вначале полететь к ним и построить вторую такую камеру, в которой объект будет материализоваться

Да нет же, там написано:

В какой-то момент (через заданное число периодов) произойдёт резонанс или ещё что-то после которого начнётся переход энергии волны в массу покоя частиц. Собирается "ключ" (типа РНК, но атомном уровне) который и начинает основное действие по материализации объекта из квантов э.м.в.

Т.е. камера сама соберётся на нужном расстоянии.

Это не только трудоемкий процесс, но и опасный.

Конечно же, в начале нужно заслать автомат.

[arystan]

Было бы классно. А вообще, это называется телепортация.

[Александр Хороших]

-Конечно же, в начале нужно заслать автомат.
И будут автоматы-засланцы!
-Т.е. камера сама соберётся на нужном расстоянии.
Нифига себе механизм! Не, уважаемая Алия, я думаю, вы путаете. Ведь, как я понял, лазеры считывают информацию (атомный номер, положение, связи ит.д.) о КАЖДОМ (иначе человек не получится :-) ) атоме, преобразуют её в последовательность нулей и еденичек. Далее приёмник ловит эту последовательность, и на основании этой информации строит АТОМ за АТОМОМ человека (или автомата-засланца). А ничто само собой не образуется.
-Но я представлял корабль на ядерных(термоядерных) взрывах как "медузу".
Не понял. Расскажите, пожалуйста, поподробнее.
-Кажется температура, выделяющаяся при ядерных взрывах, расплавит плиту.
Нет!!! в 50-х годах американцы рванули термоядерный заряд в 10 м. от металлической плиты. Да, её нашли не в месте крепления, да, она была оплавлениа и покорёжена, уже результат! ведь не на пустом месте велись такие работы у нас и в США. Для охлаждения, в частности, применялась графитовая смазка.

[arystan]

Из чего состоит "плита"? При ядерном взрыве температура превышает нескольких миллионов градусов - высше точки плавления вольфрама.(да и вообще всего)

[arystan]

Извените, может слово "Медуза" неподходящее. Представте сам корабль, потом длинная-длинная "палка" какя-нибудь, на конце шарик, в шарике бомбы, к шарику креплены множество"ниточек", на конце - парашют, бомба вылетает, взрыв. Но эта "конструкция" тут же расплавилась бы. Почему я сказал что я предсьавляю это как "Медузу? А просто "плиту", крепленную на корабль как-то НЕВОЗМОЖНО ПРЕДСТАВИТЬ.

[Михаил Никитин]

Цитата: Arystan <<Из чего состоит "плита"? При ядерном взрыве температура превышает нескольких миллионов градусов - высше точки плавления вольфрама.(да и вообще всего)>>

Для того, чтобы расплавить полностью плиту, температурой , допустим, 25 градусов от источника с температурой, допустим, 4 000 000 градусов, ее сначала надо нагреть до температуры хотя бы в 3300 градусов. А нагревание - это динамический процесс, который произойдет обязательно за конечное время, на которое влияют коэффициент теплопроводности и масса пластины. В течение всего этого времени температура источника тепла должна быть стабильной. Если ее уменьшить,то время нагрева плиты до 3300 градусов увеличится, а если вообще прекратить нагрев, то у плиты появляется шанс уцелеть. Если подобрать массу и теплопроводность плиты и время взрыва (оно как раз очень мало, а теплопроводность вольфрама довольно низкая), то приведенный опыт и принцип движения звездолета вполне реальны (если не считать нарушение моратория на ядерные взрывы в космосе). Взрывать надо на достаточном расстоянии за кораблем. Кстати, кто-нибудь помнит фильм "Чужой", а особенно взрыв "Ностромо"? Меня в этом моменте всегда поражало распространение излучения в одной плоскости. Интересно, это просто спецэффекты или результаты компьютерного моделирования взрыва в космосе?

[DRUID_3]

. Кстати, кто-нибудь помнит фильм "Чужой", а особенно взрыв "Ностромо"? Меня в этом моменте всегда поражало распространение излучения в одной плоскости. Интересно, это просто спецэффекты или результаты компьютерного моделирования взрыва в космосе?

 Ага, а тёхкание лазеров и гул моторов в космическом вакууме саги "Звездные войны" еще один яркий пример такого моделирования...

[Алия]

Если производить один или два ядерных взрыва позади плиты может быть она не расплавится, так как не успеет вся прогреться.
Но, чтобы лететь далеко с большой скоростью и при большой массе ядерного звездолёта  (одна плита чего весит) нужно произвести много взрывов, а тепло в космосе кроме как излучением ни как не отдашь. Может наступить момент, когда плита начнёт плавиться

[Stepa]

Если подобрать массу и теплопроводность плиты и время взрыва (оно как раз очень мало, а теплопроводность вольфрама довольно низкая),

Надо, чтобы плита была как можно более теплопроводна. Иначе внешние слои будут просто гореть - поток тепла, а с ним и градиент температуры нк будет успевать распространиться быстро.

Кстати, масса ядерного устройства мощности 10 кт - 20 кг. Предлагается в качестве рабочего тела использовать продукты взрыва?

Нужно произвести много взрывов, а тепло в космосе кроме как излучением ни как не отдашь.

Мы воду будем взрывом кипятить. И тепло будет уходить не в нагрев плиты, в нагрев рабочего тела - в кинетическую энергию звездолета.

P.S. Термоядерный взрыв в дальнем космосе выглядит примерно яркой вспышкой малой длительности и малого углового диаметра.  Никаких спецэффектов тут не происходит. Нет там столько вещества.

P.P.S. Взрывы в одной плоскости = скорее по одной оси объясняются тем, что уравнения, по которым рассчитывается спецэффект, завязаны на симметрию. Например, на цилиндрическую.

[ing]

Добрый день.
 

Никаких спецэффектов тут не происходит. Нет там столько вещества.

comercial towing vehicle "The Nostrome"
crew: seven
cargo: retineru processing
20.000/000 tons of mineral ore
course: returning to earth
Впрочем  Stepa как всегда прав, короткая вспышка и темные обломки разлетающиеся в разные стороны.
ing

[arystan]

  А если так. Можно можно в плиту вставить како-нибудь "генератор магнитного поля", как  у Земли например. Магнитные поля Земли действуют как "подушка безопасности" от солнечного ветра.( Они врезаются в "подушку", идут по силовы линиям к полюсам, и врезаются в газы атмосферы, заставляя их светиться). Так вот у плиты будет своя подушка(упругая такая) безопасности, которая будет защишать "плиту" от взрыва. Вот бомба вылетает за пределы "подушки", бам, а упругая подушка безопасности толкает корабль.

[Алия]

Уважаемый Stepa:

Мы воду будем взрывом кипятить. И тепло будет уходить не в нагрев плиты, в нагрев рабочего тела - в кинетическую энергию звездолета.

Т.е. в ядерный реактор будет поступать вода, которая отбирает тепло в реакторе, тем самым остужая его и предотвращает от разрушения. Вода нагревается, превращается в пар, который с огромной скоростью вылетает из сопла и толкает ракету.
Вот такой ракетно-ядерно-паровой двигатель, если я правильно поняла.

[DRUID_3]

  А если так. Можно можно в плиту вставить како-нибудь "генератор магнитного поля", как  у Земли например. Магнитные поля Земли действуют как "подушка безопасности" от солнечного ветра.( Они врезаются в "подушку", идут по силовы линиям к полюсам, и врезаются в газы атмосферы, заставляя их светиться). Так вот у плиты будет своя подушка(упругая такая) безопасности, которая будет защишать "плиту" от взрыва. Вот бомба вылетает за пределы "подушки", бам, а упругая подушка безопасности толкает корабль.

 Гм... раз уж она упругая то в чем защита???

[DRUID_3]

To: Stepa

 А вообще тот проект американский 60-х годов ( http://www.astronautix.com/lvfam/orion.htm ) предусматривал такой "пароход" или все же взрывы? Для "парохода" не понятно зачем плита вообще    Спрашиваю, а то по ангицки, да еще и не в своей парафии, такого могу начитать...

[ущеко]

To: Stepa

 А вообще тот проект американский 60-х годов ( http://www.astronautix.com/lvfam/orion.htm ) предусматривал такой "пароход" или все же взрывы? Для "парохода" не понятно зачем плита вообще    Спрашиваю, а то по ангицки, да еще и не в своей парафии, такого могу начитать...

Такой и в СССР был, просто он более секретный, ну не надо было в СССР на каждом столбе вывешивать что мы такие умные, и взрыволет разрабатываем, наоборот, всемерно таились и скрывали. А проект назывался ПК-5000.
Вот в Америке, тогда без рекламы ничего не делалось, поэтому разрекламировано то, чего еще и не существовало, чтоб денежки не иссякали.