новый взгляд на фотонный звездолет?

[astepanov]

Кажется очевидным, что фотонный звездолет – штука крайне нерентабельная, потому что только малая  часть энергии, которую он генерирует, превращается в кинетическую энергию корабля, а львиная доля уносится потоком излучаемого света. Можно ли исправить эту ситуацию,  многократно повысив эффективность и при этом не нарушив законов природы?
Представим себе, что источником света является лазер. Лазер светит из центра плоского зеркала 1 вдоль оси его симметрии.   Свет лазера направляется не в открытый  космос, а на такое же или большее плоское зеркало 2, и отражается на зеркало 1, потом на зеркало 2 и т.д. По-сути, между зеркалами 1 и 2 получается полость, заполненная  фотонным неравновесным газом, в котором есть давление, приложенное к каждому из зеркал. Если зеркало 2 находится на очень массивном теле, например, астероиде, то, хотя  импульс этого тела будет меняться так же, как и у связанного с зеркалом 1 корабля,  но кинетическая энергия  (из-за относительно малой массы) будет гораздо сильнее меняться у корабля. А фотоны меж зеркалами будут краснеть по понятным причинам.
Вроде бы очевидно, что эффективность этой конструкции выше, чем у фотонного звездолета «обычной» конструкции, и зависит от мощности излучения лазера, от коэффициента  отражения зеркал, от их апертур и расстояния между ними – поскольку фотонный газ будет уходить за пределы.
Может, кто-то попытается оценить эти вещи с цифирью? Я-то в  физике не силен, ибо химик. Вот самогон или  гексоген – это моё…

[-Юрий-]

эффективность этой конструкции выше, чем у фотонного звездолета «обычной» конструкции, и зависит от мощности излучения лазера

Вот в этом-то и весь фокус! Ведь предполагается, что двигатель фотонного звездолёта должен работать на реакции аннигиляции вещества и анти вещества, при которой выделяется фантастическое количество энергии. Мощность лазера, даже работающего от энергии термоядерного синтеза - микроскопическая пукалка по сравнению с фотонным двигателем.
А разница в КПД между обычным отражателем и лазером не такая уж значительная.

[astepanov]

Похоже, вы не поняли сути затеи. А она в том, чтобы полностью (или почти полностью) превращать энергию излучения в кинетическую энергию звездолета, используя оптически резонатор, вместо того, чтобы фигачить ее в открытый космос. При этом не принципиально, какой источник энергии используется.

[Golossvyshe]

При аннигиляции энергия выделяется в виде гамма-излучения с энергией 1 Мэв (электрон+позитрон) и 1 Гэв (нуклон+антинуклон)
А теперь внимание, вопрос. Какое зеркало аффтары идеи фотонного дрынолёта намерены использовать в качестве отражателя?

Этот вопрос я задавал ещё будучи пионером. Внятного ответа нет до сих пор.

[MenFrame]

Подумайте, над растоянием между зеркалами у звездолета....

[-Юрий-]

Какое зеркало аффтары идеи фотонного дрынолёта намерены использовать в качестве отражателя?

Да эта идея вообще чистейшая фантастика. Зеркало-то ещё худо-бедно, но гипотетически можно представить. Но как быть с антивеществом? Во-первых, его не может существовать в нашей действительности, а во-вторых, даже если представить, что его можно как-то синтезировать, то как его изолировать от обычной материи? Вобщем это из разряда нереальной (сказочной) фантастики.

[Golossvyshe]

Похоже, вы не поняли сути затеи.

Да понятно, понятно, чего тут сложного.

Только это вы не в курсе законов оптики.

[Golossvyshe]

Какое зеркало аффтары идеи фотонного дрынолёта намерены использовать в качестве отражателя?

Да эта идея вообще чистейшая фантастика. Зеркало-то ещё худо-бедно, но гипотетически можно представить.

Нет, нельзя.
ЕМНИП, К отр у такого зеркала должен быть 99,999999999 % и более.
Нет и в принципе не может существовать материалов, дающих такое отражение для гамма-лучей. Особенно жёстких, с энергией 1 Гэв.

[MenFrame]

Только это вы не в курсе законов оптики.

Волновых свойств света скорей.

[sharp]

Нет и в принципе не может существовать материалов, дающих такое отражение для гамма-лучей.

ТС, я так понимаю, не имел в виду обязательно именно аннигиляционный звездолет (обычно ставится равенство между аннигиляционным и фотонным, но строго говоря это не совсем правильно).

Правильнее было бы назвать тему "как усовершенствовать лазерный парус". Лазерный луч не отражается от зеркала 1 раз, а скачет между источником и приемником многократно.

[astepanov]

Понятно, что о гамма-лазере речь не идет.  Хотя было бы очень заманчиво из-за крайне низкой (хотя бы в принципе) расходимости луча такого лазера. Пусть это будет, например, лазер, работающий в коротковолновой  оптике (скажем, фиолетовый). Пусть у зеркала вполне достижимый коэффициент отражения, например, 0,995. Вопрос о количественной связи тяги такой системы с выходной мощностью лазера, диаметрами зеркал (или одного из них, если на астероиде очень большое) и расстоянием между зеркалами.  На трудности технической реализации внимания не обращаем.
Кстати, сам лазер и источники его питания вполне могут находиться тоже на астероиде.

[Lieut]

При аннигиляции энергия выделяется в виде гамма-излучения с энергией 1 Мэв (электрон+позитрон) и 1 Гэв (нуклон+антинуклон)

Нуклоны аннигилируют через образование целого букета пионов. Так что гамма-кванты до 1 ГЭв и близко не дотягивают, но и значительную долю энергии уносят нейтрино.

[petrovich1964]

На трудности технической реализации внимания не обращаем.

Вам уже поясняли абсурд данной идеи.

Подумайте, над растоянием между зеркалами у звездолета....

клик

[snickers]

Понятно, что о гамма-лазере речь не идет.  Хотя было бы очень заманчиво из-за крайне низкой (хотя бы в принципе) расходимости луча такого лазера.

Программа СОИ времен гражданина Рональда.. гамма - лазеры с ядерной накчкой. Если парни с  пентагона захотят то поделяться с Вами своими разработками..

обычно ставится разница между аннигиляционным и фотонным, но строго говоря это не совсем правильно

Ни какой иной источник энергии кроме аннигляции не даст вменяемую плотность энергии для фотонного движка.. вот потому и ставят знак = ..
Вот как идет процесс обычной аннигилиции что представляет часть местных кострукторов анниглиляционного папелаца..

И они правы.. там куча гамма-квантов на выходе...
но вот посмотреть в иную сторону бы не мешало...в общем сейчас скажу то, что заставит адептов секты фотонной гравицапы включить вентилятор в мою сторону и кинуть на его лопасти немного удобрения))
.....Есть еще один источник энергии равный аннигиляции,  вернее ее разновидность.. темная материя..Модели тёмной материи утверждают - что у неё есть особое свойство: тёмная материя является античастицей для самой себя) Осталась по сути мелочевка -- найти ее как то поймать и заставить проанигилировать)). Конечно пока это почти на грани науки и фантастики и практического применения не имеет.. но это пока. Когда 100+ лет открыли свойства радиактивности тоже не кто не говорил про ядерные реакторы).
PS Так что идея фотонного гравицапера на том что имеем сейчас не есть гуд.. но это не значит, что фотонный гравицап физически нереален..

[astepanov]

Не спешите. При длине волны 200 нанометров  и апертуре исходного пучка 10 м на расстоянии от Земли до Луны расчет дает диаметр пятна 29 метров, т.е. увеличивается втрое. Это первое. А вот вам второе: https://lenta.ru/articles/2016/04/11/nasa/

[Golossvyshe]

Нет и в принципе не может существовать материалов, дающих такое отражение для гамма-лучей.

ТС, я так понимаю, не имел в виду обязательно именно аннигиляционный звездолет (обычно ставится разница между аннигиляционным и фотонным, но строго говоря это не совсем правильно).

Правильнее было бы назвать тему "как усовершенствовать лазерный парус". Лазерный луч не отражается от зеркала 1 раз, а скачет между источником и приемником многократно.

Да понял я, с самого начала всё понятно.

Раздвижные зеркала-резонаторы у лазера, эка премудрость...

Только вот считать всякие скучные вещи, типа дифракции и расходимости луча, тем более насыщения активной среды лазера  трщу лениво.

А посчитал бы, так и не было бы этой темы.

[AlexAV]

Нет и в принципе не может существовать материалов, дающих такое отражение для гамма-лучей. Особенно жёстких, с энергией 1 Гэв.

Протон и антипротон аннигилируют не в фотоны, а в пионы, большая часть которых заряженные. Типичная схема:

\[ p^+ + p^- = 1.5\pi^+ + 1.5\pi^- + 2\pi^0 \]

С \pi0 пионами - ничего не сделаешь, они почти мгновенно распадаются на два жёстких гамма-кванта. Но вот управлять траекторией заряженных пионов особой сложности не составляет, например с помощью магнитного поля. Живут они достаточно долго, чтобы сформировать реактивную струю и покинуть двигатель (пробег до распада в вакууме порядка 20 метров, при этом они распадаются на мюоны, которые живут ещё почти на два порядка больше).

Благодаря этому аннигиляционный двигатель, в том случае если бы удалось накопить и хранить достаточное количество антиматерии, был бы вполне технически реализуем. Но вот с её накоплением и хранением в макроскопическом количестве конечно есть существенные проблемы.

Вот как идет процесс обычной аннигилиции что представляет часть местных кострукторов анниглиляционного папелаца..

На рисунке процесс аннигиляции антипротона изображён не верно. Точнее этот канал (за счёт электромагнитного взаимодействия) столь маловероятен, что им можно полностью пренебречь. Основной канал связан с сильным взаимодействием и при этом рождаются пионы, значительная часть которых заряженная, что радикально меняет ситуацию в плане технической реализуемости аннигиляционного двигателя.

[astepanov]

тем более насыщения активной среды лазера  трщу лениво.

Где вы вообще видели речь о насыщении активной среды лазера? И причем тут она?

[Klapaucius]

Нет и в принципе не может существовать материалов, дающих такое отражение для гамма-лучей.

ТС, я так понимаю, не имел в виду обязательно именно аннигиляционный звездолет (обычно ставится равенство между аннигиляционным и фотонным, но строго говоря это не совсем правильно).

Правильнее было бы назвать тему "как усовершенствовать лазерный парус". Лазерный луч не отражается от зеркала 1 раз, а скачет между источником и приемником многократно.

Чего-то я запутался совсем. Источник энергии где? Если например в солнечной системе, подсвечиваем парус из неё, то зачем отражение на нескольких парсеках туда-сюда? Проще повысить изначальную мощность.

[viesis]

Чего-то я запутался совсем. Источник энергии где? Если например в солнечной системе, подсвечиваем парус из неё, то зачем отражение на нескольких парсеках туда-сюда? Проще повысить изначальную мощность.

Насколько я понял речь идет о фотонном аналоге маглева.