Двигатель для межзвёздных перелётов

[vasanov]

 Парус для межзвёзда , скорее всего не сгодится. И сотрётся быстро и терраватные лазеры трудно выполнимы, их фокусировка на расстоянии в 1-2 световых года , вообще нереальна.А вот разгон на ионном луче вполне реален. Ионный луч мы используем как аккумулятор энергии, которой потом разгоняем звездолёт до субсвета. И конструкции не такие сложные получаются и размеры солнечной электростанции, ускорителя ионов и звездолёта вполне приемлимы. Думаю, вполне по силам даже частнику сделать ионную пушку, чтоб вывести небольшой корабль 2-3 тонны массой в космос. По моему, это будет проще, чем делать ракету массой в 300 тонн и тащить все эти тонны, чтоб вывести в космос, те же 2-3 тонны полезной нагрузки. Нам же не нужно разгонять корабль для выхода на орбиту сразу до 10 км/с, можно же его просто медленно поднять на ионном луче на высоту 2000-3000 км, а затем при свободном падении и небольшом ракетном доразгоне корабль вполне может набрать орбитальную скорость.  При подъёме до 36 000 км, вообще доразгон не понадобится.Так потихоньку вывести на орбиты солнечные электростанции, ускоритель, звездолёт, а потом уже разгонять звездолёт до субсвета. Предварительно, конечно, лучше перед звездолётом отправить солнечную электростанцию и ускоритель, которые будем использовать для торможения звездолёта и для возвращения обратно к Солнцу. Ускорять будем ионы гелия с орбиты недалеко от Солнца, с минимального расстояния которое длительно выдержат солнечные электростанции, может электростанции делать тепловыми, парогенераторными с зеркалами. Полупроводниковые могут не выдержать близость Солнца.

[николай теллалов]

Парус для межзвёзда , скорее всего не сгодится. И сотрётся быстро и терраватные лазеры трудно выполнимы, их фокусировка на расстоянии в 1-2 световых года , вообще нереальна.А вот разгон на ионном луче вполне реален.

видно как кто-то нифига тему не читал

[MenFrame]

Но будет ли полезен какой-то из них для исследования облака Оорта, или других наших внутрисистемных объектов?

Лазерный парус, это концепт сугубо для быстрых звездолетов(>0,1с). Внутри солнечной системы лучше лазер использовать в комплексе,  батарея фотоэлементов + ионник, что бы иметь приемлемый кпд.

[MenFrame]

их фокусировка на расстоянии в 1-2 световых года , вообще нереальна.

Лазер то как раз реально сфокусировать хоть и трудно, а вот ионный пучок действительно не реально.

[vasanov]

видно как кто-то нифига тему не читал

Конечно я всю тему не читал. Стока много букв я даже в школе не прочитывал. А, что я там пропустил? Что был способ неизнашиваемого паруса и фокусировка лазера на световых годах? Линза Фринеля не годится и промежуточные лазерные досветки, тоже слишком накладно. А парус даже из углеродных наноматериалов сотрётся в пыль за пару дней даже на 10 000-50 000 км/с , никакие промежуточные расчистки пыли не помогут. Надо быть реалистами, парус для субсвета - утопия.

[николай теллалов]

Надо быть реалистами

кто-то нифига тему не читал

[MenFrame]

Надо быть реалистами, парус для субсвета - утопия.

Ну так докажи это расчетами. Трепать языком любой может....

[vasanov]

Лазер то как раз реально сфокусировать хоть и трудно, а вот ионный пучок действительно не реально.

Как раз природные джеты, говорят о том, что узкие ионные потоки вполне возможны, даже на дистанции в сотни световых лет. Чем ближе скорость ионов к скорости света, тем меньше нам ионов понадобится для разгона. Нам же не нужен идеально узкий луч ионов. Чтоб частично использовать энергию ионов, звездолёту достаточно иметь магнитную ловушку в виде тонкого кольца из провода с током диаметром кольца в несколько километров. Кольцо из сверхпроводника, ещё лучше. Но я всё таки надеюсь, что релятивистские потоки ионов будут довольно узкие. Когда я экспериментировал с треугольными электродами, то даже при подаче на них +15 000 вольт, получался довольно узкий поток ионов. Я его наблюдал, когда китайскими палочками создавал дым возле электродов, ионы увлекали дым тонкой прямой струйкой.

[MenFrame]

Как раз природные джеты, говорят о том, что узкие ионные потоки вполне возможны, даже на дистанции в сотни световых лет.

Сначала погугли про джеты, а потом уже про возможность треплись....

Чем ближе скорость ионов к скорости света, тем меньше нам ионов понадобится для разгона.

Наоборот, чем выше скорость ионов, тем хуже будет кпд системы.

Нам же не нужен идеально узкий луч ионов.

Как раз нужен узкий луч, иначе все мимо паруса улетит.

достаточно иметь магнитную ловушку в виде тонкого кольца из провода с током диаметром кольца в несколько километров.

А теперь посчитай угловое расширение луча, на дистанции в световой год и диаметр паруса в несколько километров.

[vasanov]

Ну так докажи это расчетами.

Тоесть, те расчёты умных людей, что на скорости в 50 000-100 000 км/с даже титановая броня толщиной в метры стирается за несколько дней, Вам ни о чём не говорит? И что любое вещество в космическом вакууме, просто испаряется само по себе, про это тоже не слышали? И то, что тепловая защита космических аппаратов через несколько лет превращается в труху, даже на скорости в 8-10км/с, тоже не слышали? А ведь парус толщиной в микрометры.

[библиограф]

И то, что тепловая защита космических аппаратов через несколько лет превращается в труху, даже на скорости в 8-10км/с, тоже не слышали?

Представляете себе, нет, не слышали. Приведите ссылку, пожалуйста!

[MenFrame]

Тоесть, те расчёты умных людей, что на скорости в 50 000-100 000 км/с даже титановая броня толщиной в метры стирается за несколько дней, Вам ни о чём не говорит?

Ну во первых между титановой броней, и тончайшим парусом есть большая разница. Во вторых ссылочку пожалуйста про несколько дней.

И что любое вещество в космическом вакууме, просто испаряется само по себе, про это тоже не слышали?

Что ж космическая пыль не испарилась сама по себе? И создает проблемы звездолетчикам.....

[cybertron]

https://breakthroughinitiatives.org/forum/7?page=1

Основываясь на оценках плотности пыли в локальной межзвездной среде, в течение пути к Альфа Центавре каждый квадратный сантиметр фронтальной площади поперечного сечения StarChip и светового паруса будет сталкиваться примерно с 1000 ударами частиц пыли размером 0,1 микрона. и больше. Однако вероятность столкновения с частицей размером 1 микрон составляет всего 10%, а вероятность столкновения с частицами гораздо большего размера ничтожно мала.
...
такие удары, вероятно, пробьют отверстия, составляющие менее 0,1 процента общей площади паруса.

------------------------------------------------------------------------------------
Avi Loeb at Harvard University, who heads Milner’s scientific team, has completed the first of these studies, looking at the effects of collisions with the interstellar medium of dust and gas. “We did a thorough analysis, taking all the relevant physics into consideration,” he says. “We didn’t see any showstoppers.”

Ави Леб из Гарвардского университета, который возглавляет научную группу Милнера, завершил первое из исследований, изучая последствия столкновений с межзвездной средой из пыли и газа.
«Мы провели тщательный анализ, принимая во внимание всю соответствующую физику», - говорит он. «Мы не нашли никаких непреодолимых препятствий».

В зависимости от точной конфигурации старчипа, до 30 процентов его объема может быть разрушено межзвездной средой к тому времени, когда она достигает Альфы Центавра.
старчипы спроектированы так, чтобы быть длинными и тонкими, уменьшая вероятность лобового столкновения, и будут весить не более грамма, в то же время размещая всю электронику, необходимую для изучения Альфа Центавра и связи с Землей.
Команда Леба предлагает добавить несколько миллиметров «тупого» графита на переднюю часть корабля, чтобы он служил экранирующим устройством, предназначенным для защиты от эрозии и обеспечения безопасности электронных систем.

https://www.newscientist.com/article/2102267-interstellar-probes-will-be-eroded-on-the-way-to-alpha-centauri/#ixzz65HUrmleK

[LV46]

Шо, и никаких тяжёлых ядер галактических частиц вообще нет? Мощно, чО.

[vasanov]

...такие удары, вероятно, пробьют отверстия, составляющие менее 0,1 процента общей площади паруса.

Тут совершенно не учитывается, что сам мощный лазерный луч подсветки будет играть роль линейного ускорителя, который как пылесос будет затягивать все боковые частички, разгонять их до больших скоростей и всё это будет биться об парус и изнашивать его изнутри. Это пожалуй принесёт больше вреда, чем встречные фронтальные удары. Удары на скоростях свыше 15 000-20 000 км/с будут сравнимы с микро-термоядерными взрывами и скорее всего повреждения паруса будет больше 0,1 процента.
 Ионная ловушка (в случае плохосфокусированного потока ионов) звездолёта будет больше по площади при той же массе, что и у паруса и более устойчивой к износу. Да, и плохо сфокусированный ионный поток  не так уж и страшен. Он просто создаст целую лавину попутных ионов в сторону звезды и что-нибудь обязательно попадёт в ионную ловушку звездолёта. Даже если звездолёт будет использовать только 1% от энергии всего потока ионов, то и этого вполне хватит для разгона до субсвета. Нам просто понадобится в 100 раз больше тратить дармовой энергии Солнца на ускорение ионов. Но думаю, до такого не дойдёт, так как даже одиночные релятивистские ионы будут отдавать свою энергию для разгона звездолёта и чем ближе скорость звездолёта к скорости света, тем больше энергии он отберёт у ионов.

[MenFrame]

Тут совершенно не учитывается, что сам мощный лазерный луч подсветки будет играть роль линейного ускорителя, который как пылесос будет затягивать все боковые частички, разгонять их до больших скоростей и всё это будет биться об парус и изнашивать его изнутри.

Извини, но твои оторванные от реальной физики фантазии, действительно совершенно не учитываются....

Даже если звездолёт будет использовать только 1% от энергии всего потока ионов,

Для того что бы снизить кпд до такого уровня достаточно что бы расхождение пучка от необходимого было всего больше на порядок. Если будет на два порядка, то будет уже, 0,01%. В реальности даже такого угла не достичь. Ионные банчи на выходе из ускорителя будут тут же расширяться просто в силу электростатики, а еще есть столкновения с межзвездным газом, магнитные поля в межзвездной плазме и магнитное поле галактики.

больше тратить дармовой энергии Солнца на ускорение ионов.

Дармовой она является, пока вы ее не превращаете в электричество.

[vasanov]

Ионные банчи на выходе из ускорителя будут тут же расширяться просто в силу электростатики, а еще есть столкновения с межзвездным газом, магнитные поля в межзвездной плазме и магнитное поле галактики.

А кто мешает выпускать из ускорителя одиночные релятивистские ионы по 1 штуке через 0.1 метра друг за другом. С энергией каждого иона , допустим в 1000 ТэВ. Как они будут отклонять друг друга в сторону электростатикой? Даже , чтоб отклонить такой ион в сторону от прямой, нужно довольно большое внешнее электромагнитное воздействие. Вдали от Юпитеров и солнечных протуберанцев, таких сил нет. Даже если эти силы и появятся, направление потока ионов всегда можно скорректировать на звезду. А случайные столкновения с другими частицами, просто создадут попутный поток ионов или частиц с меньшей энергией или просто рассеется излучением. Ну, и ладно, у нас то поток непрерывный, что-то обязательно потеряется и мы всё скомпенсируем.

[Проходящий Кот]

Приведите расчет.

[vasanov]

Приведите расчет.

Это я, так, очень отфонарно предложил. Поток одиночных ионов с 1000 ТэВ, при КПД 10%, за сутки разгонит 1000 тонный звездолёт только до 1,54 м/с. Придётся цифры сильно подкорректировать, на несколько порядков. Лучше уменьшим расстояние между ионами, до 0.0001 м. Тогда звездолёт в 1000 тонн, разгонится примерно до 250 000 км/с за год.

[николай теллалов]

кто-нить знает такой вот показатель:
сколько "съедает" межзвездное вещество из вещества паруса (или щита)? грамм МзВ на граммы паруса/щита?
сколько испарит разгонный луч?
на базе этих данных можно расчитать необходимую массу паруса (который, напоминаю, после разгона складывается в щит, из остатка коего потом забордные роботы "лепят" петли магнитного парашюта для гашения скорости)

и для Васанова, которому лень прочесать тему:
1) не нужен разгон на целые световые годы, достаточно и четверти св.года
2) чем крупнее парус, тем легче луч на него фокусировать и тем меньше могут быть фокусирующие устройства
3) сам луч - не одной "пушки", а от целого роя устройств, расположенных внутри орбиты Меркурия (и производят их, а так же обслуживают работизированные заводы на том же Меркурии - вот что имею ввиду под серьезной инфраструктурой)
4) при старте звездолет парусник может набрать начальную скорость маневром Оберта около Солнца, раскрыв в нужный момент парус и ловя солнечный ветер, пока скорость не станет падать - тогда включаются генераторы луча
5) все описанное нереализуемо без ненавистного многим тут технорепликатора; нереализуемо и цивилизацией, которая разобщена на конкурентные центры, ибо все сооружения для навигации и разгона будут такой цивилизацией использованы в войнах между своими частями.

(пишу все это, опираясь на уже выложенные расчеты как в этой теме, так и в темах о Семеновской межзвездной войне)

(читая сии темы, а потом и спрашивая, я так и не получил внятного ответа почему немало форумчан зациклились на "пределе" постижимой скорости в десятую световой; ссылаясь однако в основном на того же Семенова - от которого кажется приходится спасать им же разработанные идеи, увы - считаю, что половина световой вполне достижима - и с такой скоростью будет лететь корабль на участке полета по инерции - т.е. вся дистанция минус половина светового года, нужного на разгон в начале пути и торможение в конце)