Вот что меня удивляет.
Пока я ГОДАМИ тут топил за лазерные паруса, на меня смотрели как на идиота и все пытались мне напомнить об антиматерии, о "Дедале".
Мол, не туда смотрите!
С лазерным лучом, я можно сказать, закончил на "гарвицапе" несколько лет назад и... ушел к другим концептам.
Но когда я сейчас здесь говорю о приводе на луче материи (назовем это так) меня все пытаются вернуть к лазерным парусам. Мол, чем же они хуже?
Не уж то я докричался?
Хрена!
Да, раньше массовое СОЗНАНИЕ промывалось прессой сказками про антиматерию и уныло однообразными баснями о предельно-реалистичном "Дедал". Лазерные паруса обсуждались в узких кругах. Но массовая "научно-популярная пресса" тему парусов обходила или задвигала как курьез.
Но пару лет назад случился Мильнер с Хокингом и слоны побежали теперь молиться на лазерные паруса...
"Прозрели!"
Теперь каждый образованный ... эм... человек, просто не мыслит себе ИНОГО привода для межзвездного корабля, чем лазерный парус на который "вылили" 100 миллионов финансирования (на взрыволет в далеком 58-м вылили всего миллион, но это был другой миллион!). Разве кто-либо может потратить такие деньги на нерабочую идею?!!! И эта общественность теперь с недоверием смотрит на все иное, а кто посмелей - пинает "мутные" концепции о которых массовая пресса не галдит (пока). Ведь за это никакие авторитеты типа Хокига не вступились, 100 миллионов никакие миллионеры не выделили!
Парни.
Вам не стыдно быть такими ДЕБИЛАМИ?
Специально не указываю ни в кого пальцем.
(да я и не запоминаю такое "в лицо". Но накапливаю "общее ощущение из зала")
Чем лазерный луч ХУЖЕ луча материи?
Да. И то, и то - луч.
И то, и то - активный привод.
И то, и то, по идее, разгоняет некий зонд массой m до скорости v, за примерно одинаковое время t на примерно одинаковой дистанции s, с примерно одинаковой ПОЛЕЗНОЙ энергетикой привода и ПОЛЕЗНОЙ чудовищной мощностью ( теорию которой мы тут вывели на абстрактных примерах).
Это близкие принципы привода и каких-то особо-чудесных различий тут нет.
Хотя разница в деталях - огромная.
Там прячется ни один черт!
Когда я говорю о сложностях оптики на 22-23 порядка, это исключительно оптические проблемы лазерного луча. Так называемая доплеровская аберрация - самая противная проблема из всех проблем синтезированной апертуры. Наверняка и для луча материи найдется что-то в том же духе очень узкое (у ускорительщиков это называется скважность), неприятное, наверное (хотя я пока не могу сказать что).
И тем не менее, есть различия, нюансы, которые уже очевидны и очень существенны.
Первое.
КПД привода в зависимости от конечной скорости разгоняемого зонда.
У луча материи и луча свера - очень разные.
Свет во всех системах отсчета летит с одной скоростью.
Луч материи в этом смысле - гибче.
В случае лазерного луча и паруса, мы имеем закон, гласящий что КПД квантового двиЖителя-пушки, меньше v/c. То есть, если вы разгоняете лучом парусник до скорости 0.5с, у вас идеальная эффективность привода будет не более 50% (на самом деле меньше, доплеровский эффект срежет до 40-30%, я считал но сейчас не помню). Половина будет потеряна в силу особенностей носителя импульса - луча света.
Обратите внимание. Это ИДЕАЛЬНЫЙ кпд двиЖителя. Без учета потерь на парусе, например (прозрачность, поглощение, неидеальность угла поверхности, потерь в пятне Эйри! Дрожание, расфокусировка...Там хватает!) и тем более без учета потерь в излучателе (там свой список!). То есть это - идеал. И он не бог весть какой.
кпд ~v/c
И совсем дела дрянь, когда вы начинаете снижать конечную скорость разгоняемого лучом корабля-паруса (не важно почему снижаете. Хотя... ясно почему. Силёнок у вас маловато запускать быстро! Кишка тонка пока что!).
Если вы разгоняете парус до 0.1с, у вас практически уже нет поправки на доплер, но у вас только 10% луча превратились в энергию идеального паруса!
Ну а если у вас конечная скорость лишь 0.05с (бюджетненько, но хватит для ближайших целей! для начала - вполне!), то это вообще всего 5%. кпд
В идеале.
С учетом же всех прочих потерь (в том же излучателе и пятне Эйри, дрожании, уходе с луча...) будет здорово, если у вас в итоге будет 1% всей эффективности привода!!!
99% затраченной на разгон зонда-паруса до 0.05c энергии уйдет в никуда!
То есть, когда Роберт Ибатуллин в "Червь и Роза" (я не успел его схватить за руку, он уже вплел это в сюжет непоправимо, поэтому махнул рукой, пусть будет так!) разгонял снаряды против флолта вторжения инопланетян "светлячками" до относительно небольших скоростей (процент от света или даже меньше), он явно лажанулся. Не станут на небольшие скорости (порядка процентов света) использовать лазерные паруса! Солнечный - можно. Там энергия дармовая. Но лазерный/мазерный - ни в коем случае!
Надо быть идиотом.
Кпд привода будет как у паровоза! Даже хуже. Не для такого случая привод.
Мы теряем ДВА порядка!
Ничего себе барство!
И если Люблин рассказывает нам сказки, что с помощью лазерных парусов он для начала отправит зонд на Марс или Юпитер, то он хочет отобрать лавры сказочников у братьев Стругацких, которые на фотонной ракете летали по солнечной системе (маразм - запредельный, но мы все это воспринимали как само собой разумеющееся!)
Почему Люблин несет чушь?
Они все сейчас несут чушь. Ибо им нужно финансирование. Могу понять. Культура такая. Хочешь добиться цели - хитри.
Но зачем быть массовыми дебилами нам?
Он (дебил) не слышат аргументов. Он слышит авторитеты. Он как все. Как в 1958-м никто не указал молодым да ранним Стругацким на технический бред, который они несли про фотонный планетолет "Хиус", так они и продолжали воспроизводить и приумножать эту чудовищную бредятину и в "Путь на Амальтею" и в "Стажеры" продолжал летать фотонный же планетолет "Тахносиб".
Да, не это там главное. Но люди ведь привыкают к бреду! Поэтому даже маститые академики продолжают теперь верить в чудовищную чушь (академики они в другой области, а здесь верят в массовые басни-легенды)!
Еще и еще раз.
Лазерный парус как и фотонную ракету БЕССМЫСЛЕННО использовать на малых и средних скоростях (до 0.1с). По-большому счету реально это стоило бы использовать уже после половины света. А совсем хорошо - на релятивистских. О чем, кстати, и говорил папа фотонной ракеты, Зенгер в самом-самом начале этого психоза. Но кто же его читал (и при этом понял)?
В общем.
Фотонный звездолёт (не важно в какой форме) - самая недопонятая народом идея.
Как была, так и осталась. Но теперь это лазерный парус.
Что в этом смысле приводом на луче материи?
Мы тут уже вроде как разобрались.
Благая весть которую я пытаюсь донести.
Теоретически кпд как у двиЖителя у луча материи (если умно организовать) может быть сколь угодно близким к 1.
И оцените даже теоретическую разницу 100% и 10% (если 0.1с)!
При этом (и это - главное) идеальный кпд у луча материи не зависит от конечной скорости разгоняемого корабля. Хоть 0.5 с (хотя это сложно) хоть 0.05с, хоть 0.005с!
На средних (0,01-0,1с) скоростях луч материи будет просто королём!
И в этом - качественный шаг к реализации первых самых простых межзвездных проектов.
Конечно, когда вы посчитаете другие потери, то оптимизма поубавится. В магнитном зеркале вы вряд ли получите кпд выше 0.8, а скорей 0.7. А учитывая что тут две ступени, то итого будет ~ 0.5.
Но сравните 50% да хоть 30% и 1% у лазерного луча на скорости в 5% света!
Это раз.
Теперь два.
Привод на лазерном луче плохо масштабируется вниз ПО МАССЕ из-за формулы дифракционного предела. Она очень сильно сковывает фантазию бедных но наглых (как мы).
Почему я для своей полдней концепции лазерного парусника с гравицапой взял парус на 1000 км в диаметре и массой в тысячи тонн?
Потому что такой парус оптически проще разгонять. Это для него - оптимальный размер. Огромная масса и огромная скорость.
Да, нужна чудовищная энергетика (гравицапа, мощность цивилизации I-го типа по Кардышеву, то есть мощность всего солнечного света, падающего на всю поверхность Земли, это в тысячи раз больше чем мощность нашей цивилизации теперь), но только при таких размерах можно иметь вменяемый диаметр апертуры (500 км, кажется) при термически вменяемой дистанции разгона.
Если же вы собираетесь разгонять что-то легкое и компактное с мыслимыми для нас энергиями (граммы, килограммы), то у вас есть два выхода.
Как это предложил Форвард. 1 км "старвисп" весом с почтовую марку, разгонялся микроволновым лучом (разницы особой нет волны или свет) со стандартной орбитальной солнечной электростанции (мечтали о таком в 70-80-х). Но одна "проблема" - нужна была еще и паралинза диаметром больше Земли - 40 000 км в диаметре!!!!
Второй ход (что бы гора родила мышь) - уже предложил Люблин в концепции Мильнера-Хокинга. Резко укоротить дистанцию разгона. Фокусное расстояние. Превратить запуск в выстрел с чудовищным ускорением. Но в этом случае вам нужна ЧУДОВИЩНАЯ мощность излучения в десятиминутном выстреле и чудовищные проблемы с термодинамикой паруса (да и вообще с конструкцией массой зонда). Как по мне - тупиковая идея. Без развития.
Мощность тут на короткий выстрел вам нужна как у большого зонда. Поэтому гора рождает мышь. Все это чудо-оборудование между выстрелами будет стоять без дела.
В этом смысле просто идиотская концепция (хотя у меня было решение это смягчить. интересно у Люблина уже до этого додумаюсь?)
В общем, послать маломощный компактный парус - извернуться на пупе ради одного единственного пука.
Развития у этого нет.
Нормальный размер лазерного паруса - сотни километров. Это норма. И масса для них сотни тонн - тоже норма. Но до такой идеи стоит будет вернуться уже сверхразвитой цивилизации. Для нас же это - не по одежке ножки.
Что с лучом материи?
Там этого просто нет. НЕТ!
Никаких дифракционных пределов.
Да, там при масштабировании вниз тоже возникнут проблемы. Но нет таких вот фундаментальных как у лазерного луча ограничений. Там возможны вариации.
То есть. Луч материи - во всех отношениях концептуально более мягкая идея для новичков в звездоплавании (а мы именно такие).
Подумайте.
Какая разница в мощности запуска зонда (не важно чем!) на 0.5с и на 0.05с ?
Разница в скорости (и времени полета) - 10 раз.
А в мощности запускающей системы (при прочих равных, дистанции, массе)
Разница - кубическая от скорости.
То есть в любом случае в 1000 раз более медленный энергетически "мягче" быстрого.
Что такое 1000 раз?
Это гигаватты вместо тераватт. Тераватты (12 порядков) это величины, сравнимая с энергетикой всей нашей цивилизации, а гигаватты (9 порядков) это в плане мощности пусть рекордно-мощные, но уже отдельные энергетические установки, давно построенные землянами.
Ощущаете разницу в реализме?
И это без учета КПД (о чем было выше, он еще дает на малых скоростях разницу в порядок-два)!
В общем луч материи - лучшее что можно предложить нам, жадно глядящим на недосягаемые экзопланеты в поисках жизни.
Картинка (красивая и скорей всего лживая):
Кавалькаду роботов (от флай-бай, до высадки на планету) можно запустить именно масштабируя, развивая эту концепцию!
Ну и последнее.
Лазерный парус мы разогнали. А как тормозить?
И тут выясняется что никак. Нужен магнитный парашют как отдельная ступень-конструкция, которая является на стадии разгона балластом. А вот, если у вас зонд на луче материи, то скорей всего у вас токовая петля-зеркало. И значит эта же петля (возможно реконфигурированная, увеличенная в диаметре) будет работать и как парашют.
Теперь "ложку дегтя".
Во-первых. Луч материи не организуешь со дна воздушного океана.
Нужно освоить хотя бы Луну.
Как раз наличие у нас под боком Луны сильно упрощает эту сложность. Луну нам что так, что этак - осваивать как седьмой континент.
Во-вторых.
Неприятная особенность паруса на луче материи - импульсная природа работы привода. Лазерный луч разгоняет непрерывно и плавно. А здесь будут импульсы плазмы. Пусть слабые и частые (с этим надо разбираться еще, искать оптимумы и границы) но все равно, если зонд подвешен к петле тока как некая гондола, то нужна морока с маятниковым амортизатором как у Ориона, вернее как у Медузы.
Любая концепция межзвездного привода сталкивается с огромным количеством сложностей. Звездолет - машина экстремальная. Это всегда будет ПРЕДЕЛЬНАЯ технология.
Что гласит третий закон Кларка?
Достаточно продвинутая технология, неотличима от магии.
Опыт уже говорит нам: что так, что эдак (ракеты на бомбах, паруса, прямоточки, лучи лазера, лучи материи) придется создавать СУММУ ТЕХНОЛОГИЙ, неотличимых от магии.
Что это значит, настоящая магия?
На обыденном уровне это невообразимо.
Это значит, что данная концепция, сумма технологий для ПРОФАНА - полностью контринтуитивна.
Обычная ракета на ЖРД на самом деле полностью контринтуитивна (посмотрите как себе представляли ракетные корабли в начале XX века самые умные! Ничего общего!)
Но мы просто привыкли, ибо просто не понимаем что там такого чудесного!
Но там почти все - чудо и магия.
Путь к пониманию как работает настоящий межзвездный привод (не важно какой) - путь из еще большего числа удивлений и прозрений. Путь борьбы со стереотипами и интуицией. Цепочка восхитительно глубоких и тонких прорывов в понимании как можно, а как нельзя. Разумеется, через углубление в "язык Бога". Принцип красоты тут тоже неотделим. Некрасивый звездолет не полетит. При этом для профана он будет выглядеть уродцем. Ибо красота концепции всегда скрыта в непонятных, неинтуитивных деталях.
На пальцах "вообразить" настоящий звездолёт НЕЛЬЗЯ. Нельзя понять красоту и глубину идей, которые в него заложены. Нельзя понять сумму противоречий и блестящих выходов из них.
Посмотрите.
Все концепции вызывают у профанов - отторжение, смехуёчки и перекошенные рожы.
Мол, да ну вас! 500 страниц - фигни.... "Никакого прогресса!"
Тот же взрыволет, например. Сон разума?
Верно?
А наш луч материи? Колечки-одуваньчики?
Чо за хрень, в натуре?!
И единственная причина, почему люди неглубокие вдруг признают некоторые из подобных концепций "очевидными" (у них открываются глаза!), потому что эти концепции вдруг становятся на слуху у "прессы", в центре массового новостного галдежа и трындежа. Тупого, плоского, как чириканье на птичьем базаре "тренда".
Отрефлексируйте, что я сказал.
Вспомните, когда вы таки "поверили" в лазерный парус!
А?
Поэтому и я, прежде чем начинать тему про идеальный привод на луче материи, притянул сюда за уши интервью Дайсона, где он пытается уговорить двух не самых профанов в теме (но все равно явно тормозящих по инерции), что парус на потоке материи В НЕКОТОРОМ СМЫСЛЕ лучше лазерного паруса. Хотя детали он там не сильно и раскрывает. В 2003-м году лазерные паруса были в пике. Это была (как мне кажется) дань уважения старине Бобу Форворду, который уже готовился уходить в мир иной. Собрали конференцию, последнюю в его жизни, где о парусах только и говорили...
