Получение фотографий экзопланет на фотореакторе в грав фокусе.

[cryon]

Текущая версия статьи:
Получение фотографий экзопланет на фотореакторе в грав фокусе.
Вообще чтобы упростить миссию до 1 телескопа, зная заранее орбиту планеты нужен 60 метровый наземный телескоп или миссия из 100 3 метровых космических телескопов с метаапертурой 100 км. Далее пишу исходя из того что это не сделано еще. Так что телескопов надо 250-400.
Итак солнце как гравитационная линза дает нам возможность увидеть планету в 10 световых лет от нас как если бы мы смотрели в 50 километровый телескоп на земле. Пока есть проект на солнечном парусе для преодоления 1050 а. е. Мой проект лучше так как паруса имеют сильное ограничение по массе груза а фотореактор делает задел для будущего полета межзвёздного к обнаруженной "земли два" этим самым методом. Лететь нужно на 1050 а. е. По тому судя что радиус от центра солнца в 1 млн км дает снижение помех короны солнца т.е. r^2c^2/4gm= 1050 a.e. фотореактор нужен с ускорением до 180 км в сек чтобы успеть провести миссию за 30 лет. Для реактора с ураном 235 нужен пирографит для теплопроводности. Он дает 1500 ватт на метр Кельвин. Дикорбид урана расположен в полой сфере диаметром 25 см по поверхности сферы , внутри управляющие стержни из бора 10. Мы не можем распределять уран внутри сферы так как не хватит теплопроводности -20 ватт на м кельвин. Далее из сферы торчат стержни пирографита вплоть до диаметра 50 см, стержни диаметром 1 см, с конусом на уране для теплоотдачи и длиной 12 см с соответствующей теплопередаче ориентацией пирографита, далее на диаметре 50 см слой 2 мм вольфрама производит теплоперенос со стержней по всей поверхности сферы. И дает при температуре поверхности 1800 к 500 киловатт тепловой мощности при урана нагретом до 2200 К. Т.е. отражатель нейтронов из пирографита а в центре сферы так и так пустота и управляющие стержни так как дикорбид урана имеет не достаточную теплопроводность чтобы обойтись без движущегося теплоносителя.
В центре точно полная сфера из дикорбида урана 235, но точный диаметр не знаю так как нужен точный расчет реактивности реактора. По тому что сделано в ромашке предполагаю 25 см диаметра с урановыми стержнями внутри сферы. А вот бериллий встроить в отражатель нейтронов получится слабо- в основном графитовый отражатель ито из пирографита т.е. в виде сфер с стержнями из пирографита торчащими по направлению плоскости с высокой теплопроводностью от центра к краям и немного бирилия между ними. Просто толщина графитового отражателя всего 11 см - делать реактор больше накладно по массе так как масса растет от размера в Кубе а площадь поверхности и мощность в квадрате.(графитовые отражатели применяются но обычно большей толщины, от 50 см. У меня же между стержнями немного биррилия с меньшей длиной пробега и для нейтрона в 2 мев длина пробега в углероде 8 см. А общая оптическая толщина отражателя - 11 см часть из которых бериллий для которого длина пробега 4 см по "Шишкину в. М. Длина пробега нейтронов в графите" получим альбедо 0.33, получается на одну реакцию отражается внутрь 1 нейтрон что при суммарной толщине урана 235 в 2.5 см по сфере диаметром внешним в 25 см и загрузке дикорбида урана в 45 кг даст достаточную реактивность реактора, в дикорбиде урана вкрапления из вольфрама для большей теплопроводности - Макс температура при поверхности 1800 к - 2200 к, стержни из пирографита на конус врезаются в уран для лучшей теплопроводности)
По этому выбран диаметр сферы 50-55 см из соображений экономии массы. Идея обойтись без движущегося теплоносителя для удешевления реактора и его упрощения.
Так что получим на 40 тонн стартовой суммы аппарата 10 тонн газа для ионника и 30 таких вот реакторов уложенных в шестигранники размером плоскости фотопанелей в 80 на 80 метров всего. Полезная нагрузка 20 тонны из 260-400 телескопов. Реакторы на 1800 К т.е. 500 киловатт тепловой мощности и 175 киловатт на фотопанелях. Фотопанели по типу уже реализованных ingas с кпд 35% по результатам исследований. Свет на них отражается от брегговских зеркал которые ловят большую часть отраженного назад света и по этому кпд фотопанелей не 31 а 35 %. Ионнник с четырьмя сетками на 420 км в сек скорости истечения. Отказ о троса: В звёздной системе мы знаем орбиты планет гигантов заранее известных в системе мы можем с вероятностью в отклонение на 6 градусов определить наклон орбиты искомой планеты а по температуре поверхности не известно только альбедо так что радиус известен +- 15%. Таким образом планета будет пролетать сама по своей орбите мимо 400 телескопов с зеркалом в 30 см и в линию от центра звезды поперек орбите и за несколько лет пока телескопы смещаются на 7000 км в год планета себя обнаружит. Каждый год фокусное расстояние растет так что расстояние между телескопами так же немного растет. Так что если можно уложиться в 55 кг на один телескоп то сработает ранее предложенный вариант со 40 тонным по стартовой массе фотореактором который везет на скорости 180 км в сек 400 телескопов с ионниками на ритегах на уране 232 так как отдельные телескопы будут перемещаться друг от друга незначительно. Миссия в этом случае займет до 32 лет. По смещению от телескопа планеты определяем орбиту и отправляем один из телескопов с двигателем фоткать ее. Анализируем фотографию, делаем спектроскопию на привычные нам газы атмосферы делаем анализ поляризации на предмет наличия пром. производств, убирать облака планеты, зафиксировать скорость ее вращения вокруг ее оси для наблюдения за отдельными заинтересовавшими пикселями. И еще не обязательно разрабатывать даже фотореактор сразу, хоть он и нужен потом. Для начала достаточно миссий на распадном элементе с периодом полураспада около 70 лет - уран 232 дает 8-5 ватт на грамм 50-60 лет.

По поводу того что достигнуто в реакторе ромашка:

Конструктивно реактор цилиндрической формы состоял из активной зоны диаметром 241 мм и высотой 351 мм, бериллиевых отражателей (радиального и торцевых) и четырех стержней регулирования, находящихся в радиальном отражателе. Расположение реактора — вертикальное.
Активная зона реактора набиралась из 11 тепловыделяющих элементов, каждый из которых состоял из графитового корпуса с крышкой и тепловыделяющих сегментных пластин и центрального диска из дикарбида урана с обогащением 90 % по урану-235. Общий вес урана-235 в активной зоне реактора составлял 49 кг.
14 августа 1964 года реактор «Ромашка» дал первый ток, проработав по апрель 1966 года, то есть в течение около 15 тыс. часов. За это время реактор-преобразователь выработал 6100 кВтч электроэнергии, показав высокую степень надежности и стабильности основных параметров. Эффективная тепловая мощность установки составила 28 кВт, а электрическая — 460-475 Вт. Максимальная температура центра активной зоны реактора достигала 1900°С, а выгорание урана-235 — 40 %. Реактивность через года упала на 0.6%.

[vasanov]

 А как, при наблюдении планеты бороться с засветкой от самой звезды? Маски таких мелких размеров просто не создать, да ещё при постоянном движении. Вместо планеты увидим только большое светлое пятно от звезды.

[cryon]

А как, при наблюдении планеты бороться с засветкой от самой звезды? Маски таких мелких размеров просто не создать, да ещё при постоянном движении. Вместо планеты увидим только большое светлое пятно от звезды.

До диаметра линии луча света в 1.4 диаметра солнца т.е. 2 млн км увеличено фокусное расстояние - т.е с 548 минимально до 1050 а.е. и на телескопе стандартном здесь -30 см зеркало - стоит коронограф.
Линии луча света для разного диаметра на картинке.

[vasanov]

на телескопе стандартном здесь -30 см зеркало - стоит коронограф.

Коронограф, маска прикрывает Солнце, а я хочу знать, чем прикроют звезду возле которой хотим рассмотреть планету? Это надо делать огромную маску с противоположной стороны Солнца, тоже в фокусе грав. линзы. Почти все звёзды двойные, те же Центавры. Как с этими засветками бороться? У красных карликов зона обитания очень близко к звезде. Ничего мы там не разглядим, никаких планет.

[cryon]

на телескопе стандартном здесь -30 см зеркало - стоит коронограф.

Коронограф, маска прикрывает Солнце, а я хочу знать, чем прикроют звезду возле которой хотим рассмотреть планету? Это надо делать огромную маску с противоположной стороны Солнца, тоже в фокусе грав. линзы. Почти все звёзды двойные, те же Центавры. Как с этими засветками бороться? У красных карликов зона обитания очень близко к звезде. Ничего мы там не разглядим, никаких планет.

А да я не то ниписал)
Просто лучи света в гравитационном телескопе дают фокальную линию, т.е. находясь в строго определенном точке пространства по углу наблюдения по сфере к видимому пикселю мы вообще не видим родительскую звезду. Мы видим строго то что прошло прямыми лучами света из одной точке на каком то пикселе обнаруженной планеты и преломилось об солнце и все. Планета будет видна не целиком а как луна с земли месяцем. Причем ближайшие к центру планеты пиксели видны сильнее чем на окраине так как отражают больше параллельных лучей звезды.
У красных совсем уж мелких карликов мы ни чего не ищем мы ищем у достаточно крупных звезд солнечного типа на примерно том же расстоянии что и земля подобную планету зная заранее либо орбиту целиком если мы имеем у земли 100 метровый телескоп либо зная примерную плоскость раположения планет по известным планетам гигантам. Только крупные звезды с картинки.

[vasanov]

Просто лучи света в гравитационном телескопе дают фокальную линию, т.е. находясь в строго определенном точке пространства по углу наблюдения по сфере к видимому пикселю мы вообще не видим родительскую звезду. Мы видим строго то что прошло прямыми лучами света из одной точке на каком то пикселе обнаруженной планеты и преломилось об солнце и все.

Сомнительно, что свет звезды не будет мешать, в этом случае. Это надо, чтоб много, чего совпало в момент наблюдения. Как минимум, планета должна быть на большом расстоянии от звезды и её двойника, не мешали фоновые звёзды и галактики. В любой земной телескоп ничего не видно возле звезды, там сплошное яркое пятно засветки от звезды, это видно на любых подробных фотографиях звёздного неба. Свет звезды и фоновых звёзд надо прикрывать маской, а с гравитационной линзой это нереально.

[cryon]

Просто лучи света в гравитационном телескопе дают фокальную линию, т.е. находясь в строго определенном точке пространства по углу наблюдения по сфере к видимому пикселю мы вообще не видим родительскую звезду. Мы видим строго то что прошло прямыми лучами света из одной точке на каком то пикселе обнаруженной планеты и преломилось об солнце и все.

Сомнительно, что свет звезды не будет мешать, в этом случае. Это надо, чтоб много, чего совпало в момент наблюдения. Как минимум, планета должна быть на большом расстоянии от звезды и её двойника, не мешали фоновые звёзды и галактики. В любой земной телескоп ничего не видно возле звезды, там сплошное яркое пятно засветки от звезды, это видно на любых подробных фотографиях звёздного неба. Свет звезды и фоновых звёзд надо прикрывать маской, а с гравитационной линзой это нереально.

Нет, вы не понимаете как работает гравитационная линза -  в обычный телескоп видно по его сферическому углу зрения, здесь же просто лучи света движутся себе движутся по углу размером от 1.4 солнца  деленное на в радианах 10 световых лет до нас и потом преломляются солнцем и сходятся строго в определенной линии от солнца до наблюдателя по линии через центр солнца по сферическому углу. И все ни каких влияний родительской звезды нет а яркость равна 50 километровому телескопу на земле.

[vasanov]

Нет, вы не понимаете как работает гравитационная линза

Да, я не представляю, пусть это специалисты решают. По моему мнению, даже дифракция лучей света на краях маски солнечного коронографа, даст настолько яркую засветку, что мы там больше ничего не разглядим. В коронографе, насколько я знаю, маска ставится перед объективом, в области окуляра она мало что даст.

[cryon]

Нет, вы не понимаете как работает гравитационная линза

Да, я не представляю, пусть это специалисты решают. По моему мнению, даже дифракция лучей света на краях маски солнечного коронографа, даст настолько яркую засветку, что мы там больше ничего не разглядим. В коронографе, насколько я знаю, маска ставится перед объективом, в области окуляра она мало что даст.

Нет мы в любом случае увидим блик планеты когда один из телескопов будет проходить мимо нее в своем пути от солнца и в пути планеты по ее орбите, тогда мы по скорости смешения уточним орбиту и направим к телескопу тяговый модуль который летит вместе с эскадрилией телескопов и будем наблюдать постоянно планету зная ее орбиту и соответственно направляя телескоп по эллипсу диаметром 100 километров который соответствует орбите звезды+ колебания от движения родительской звезды. Так вот мы будем постепенно удаляться от солнца и эффект короны будет постепенно ослабевать и на расстоянии скажем 2100 а.е. мы уже будем видеть закрывая двойной радиус солнца так что корона повлияет значительно меньше, т.е. через несколько лет наблюдений мы будем видеть все более четкую картинку.

[cryon]

Схема реактора:

[Dvd]

Не лучше ли выстроить из отдельных телескопов с 6 гранными зеркалами, или с обычными нормальную аппертуру диаметром в сотни метров, несколько плотноупакованных пикселей на изображении и и изменяющейся яркости достаточно будет чтобы обнаружить наличие континентов.

[cryon]

Не лучше ли выстроить из отдельных телескопов с 6 гранными зеркалами, или с обычными нормальную аппертуру диаметром в сотни метров, несколько плотноупакованных пикселей на изображении и и изменяющейся яркости достаточно будет чтобы обнаружить наличие континентов.

Грав фокус дает эквивалент 50 км зеркалу.
Вопрос только в том будет ли у нас достаточно большой интерферометр чтобы получить точеное изображение планеты заранее, тогда можно полсать всего один телескоп на миссии весом всего 2 тонны, иначе надо много телескопов с весом миссии под 100 тонн.

[Dem]

Не лучше ли выстроить из отдельных телескопов с 6 гранными зеркалами, или с обычными нормальную аппертуру диаметром в сотни метров

Одно другому не мешает, прежде чем лететь в гравфокус - надо рассмотреть обычными средствами.
Но вот слишком подробно - незачем, всё равно звёзд в ближайшей окрестности по пальцам пересчитать, и смотреть будут просто на все.

[MenFrame]

Вопрос только в том будет ли у нас достаточно большой интерферометр чтобы получить точеное изображение планеты заранее

Без точечного изображения не найти кандидатов.

[vasanov]

Грав фокус дает эквивалент 50 км зеркалу.

Откуда такие цифры? ИИ говорит:
 Увеличение и разрешение
Теоретически такой "телескоп" мог бы давать разрешение в микроарксекунды, что позволяет различать детали на экзопланетах в других звёздных системах.
Эквивалентный телескоп
Чтобы добиться такого же разрешения, обычный оптический телескоп должен иметь апертуру в тысячи километров (например, как у проекта "Event Horizon Telescope", но для видимого света).
 Это для фокуса 550 а.е., для 2000 а.е. будет ещё больше.
 Поинтересовался. Гравитационный фокус Туманности Андромеды M31 начинается на расстоянии ~150 тыс. св. лет от её центра (для источника в 5 млн св. лет). Может её можно использовать для наблюдения других галактик, никуда не летая? Может будет от неё фокус на нашем расстоянии. Или, что то мельче подойдёт. Ближайшие звёзды не подходят, мы в их грав.фокус не попадаем.
 Плохая неожиданность, с увеличением расстояния качество изображения ухудшается. При 2100 а.е. будет хуже, так, что 550-650 а.е. наше всё. Это ИИ Дипсик наговорил, в него тапками кидайте.
Примерные оценки для разных расстояний:
Расстояние от Солнца   Эффективность
550 а.е.   Идеальный фокус, максимальное разрешение (~0.1 μarcsec).
1 000 а.е.   Усиление в ~2 раза слабее, разрешение ~0.5 μarcsec.
10 000 а.е.   Сигнал очень слабый, разрешение >5 μarcsec (всё ещё лучше земных телескопов).
Свыше 0.1 св. года   Практически бесполезно: сигнал теряется в шумах.

[cryon]

Вопрос только в том будет ли у нас достаточно большой интерферометр чтобы получить точеное изображение планеты заранее

Без точечного изображения не найти кандидатов.

даже без точеного изображения послав 350 телескопов смещающихся по примерной орбите планеты от звезды к звезде в линию из 350 телескопов через каждый диаметр изображения планеты за 10 -13 лет мы наткнемся на нее. Надо только знать орбиты планет гигантов чтобы правильно расположить 350 телескопов на предполагаемой орбите.

[Dem]

Поинтересовался. Гравитационный фокус Туманности Андромеды M31 начинается на расстоянии ~150 тыс. св. лет от её центра (для источника в 5 млн св. лет). Может её можно использовать для наблюдения других галактик, никуда не летая?

Она к нам под углом, не выйдет чёткого фокуса.

Плохая неожиданность, с увеличением расстояния качество изображения ухудшается. При 2100 а.е. будет хуже, так, что 550-650 а.е. наше всё. Это ИИ Дипсик наговорил, в него тапками кидайте.

С одной стороны он прав, с другой - не учел что там лучи будут проходить через корону солнца которая будет всё портить.

[vasanov]

не учел что там лучи будут проходить через корону солнца которая будет всё портить.

ИИ делает выводы на основе статистики. Значит, большинство учёных так считают. Чисто по дилетантски, корона внесёт свои искажения и общий фокус будет ближе. Если брать маску не в виде круга, а в виде узкого кольца - прорези, то, возможно, можно частично избежать влияние короны. В общем нужно на месте смотреть, по обстоятельствам. Всякие компьютерные моделирования могут не соответствовать действительности.
 Вот, интересно. Были же наблюдения гравитационных линз с галактиками. Просто удачно совпало, что всё на одной линии оказалось. Но эти гравитационные линзы и дальше остаются и должны другие дальние объекты на одной линии оказываться. Наблюдается ли такое? Это же и в случае Солнца окажется полезным опытом. Ну, мелькнёт случайно изображение планеты, чтоб снова его поймать, нужно целые флотилии телескопов перемещать, чтоб постоянно отслеживать изображение, в фокусе. Это не так то и просто, планета же там носится как электровеник вокруг звезды, да и мы не стоим на месте - телескопы и Солнце.

[MenFrame]

мы наткнемся на нее.

Так сначала нужно выбрать кандидата, а для этого его нужно обнаружить и получить спектры с одного пикселя. А если кандидат обнаружен искать на ощупь уже не надо.

[Dem]

Чисто по дилетантски, корона внесёт свои искажения и общий фокус будет ближе.

Проблема не в искажениях вообще, а в том что они хаотические.
Т.е. чем ближе к нашей звезде-фокусировщику - тем больше искажений от неё. Чем дальше - тем больше мы теряем разрешения.
И где-то есть точка оптимума.