Двигатель для межзвёздных перелётов

[alex_semenov]

На высоте 110-120 км кислород почти весь становится атомарным. Предполагается, что выше 400-500 км и азот находится в атомарном состоянии. Кислородноазотный состав сохраняется примерно до высоты 400-600 км

      Может и правда ? Но там разряжёнка , вакуум почти . Тяги не получится как пить дать ..

Хотите реанимировать идею? Похвально. Идея прямоточки - удивительно заманчиво-красива...
Можно попробовать магнито-плазменный коллектор. Почему бы нет?
Правда никто не знает как его сделать чтобы СОБИРАТЬ заряженные частицы магнитным полем. Отталкивать вроде как можно, а вот собрать...
Да еще и АДИАБАТИЧЕСКИ. То есть без потери энергии при сжатии. Иначе ничего не получится чисто термодинамически. Ведь скорость полета должна стать  по идее в какой-то момент выше скорости истечения.

[alex_semenov]

Два года спустя был открыт катализатор, ускоряющий распад гравитонов в обычных условиях; необходимость строить громадные ускорительные машины отпала. Этот катализатор называется каппа-частица; С ее открытием стало возможным применение энергии гравитонов в звездоплавании".

Музыка навеяла (эх, где мои шестнадцать лет?!):
 

[alex_semenov]

Про боНбу (прекрасную и ...   далекую! Слава богу!).

 . . . и художественную литературу.
Самое смешное (и это похоже на юмор реальности) возможно что никакого самого секретного секрета водородной бомбы давно уже нет.

– А соломинки зачем? – спросил Бок, зная, что его соотечественник захочет ответить на этот вопрос. Этот Фромм, подумал Бок, самодовольный сукин сын.
– Не могу быть полностью уверенным, однако мне кажется, что это мое изобретение – никому раньше это не приходило в голову. Материал – идеален. Трубочки легкие, полые внутри и легко поддаются изгибу. – Фромм подошел к сборочному столу и взял одну трубочку. – Они сделаны из полиэтилена, и, как видите, внутреннюю их поверхность мы покрыли родием, а наружную – медью. Длина одной "соломинки" шестьдесят сантиметров, а ее внутренний диаметр – три миллиметра. Вторичный источник окружают многие тысячи таких "соломинок". Они связаны в пучки, изогнутые на сто восемьдесят градусов в форме спирали. Спираль – идеальная форма. Она направляет энергию и одновременно сохраняет способность излучать тепло во всех направлениях.
Каждый инженер, подумал Куати, это неудавшийся учитель.
– Но каково их назначение?
– Also.., в момент взрыва первичного заряда происходит мощный выброс гамма-излучения. Затем следует рентгеновское излучение. В обоих случаях речь идет о фотонах с высокой энергией, квантовых частицах, несущих энергию, но не обладающих массой…
– Световые волны, – сказал Бок, вспомнив уроки физики в гимназии.
Фромм кивнул.
– Правильно. Световые волны исключительно большой энергии с иной – более высокой – частотой. Итак, у нас колоссальное количество энергии, излучаемой первичным источником. Какую-то ее долю мы можем отразить или повернуть по направлению к вторичному источнику с помощью созданных нами каналов. Большая часть энергии, разумеется, будет потеряна, однако в нашем распоряжении находится такое гигантское ее количество, что для наших нужд достанет и малой толики. Рентгеновские лучи устремятся по "соломинкам", теряя по пути определенное количество энергии, которая поглощается металлическим покрытием, косые поверхности в свою очередь тоже отразят эти лучи, что приведет к дальнейшему поглощению. Да и полиэтилен тоже поглощает немало энергии. И что происходит в результате?
– Поглощается такое количество энергии, что, разумеется, должен произойти взрыв, – Бок опередил своим ответом Куати.
– Совершенно точно, герр Бок. Когда "соломинки" взрываются – на деле они превращаются в плазму, но ведь мы не станем спорить из-за мелочей, когда в нашем распоряжении такой гигантский запас энергии, правда? – плазма распространяется радиально по отношению к их осям, превращая таким образом осевую энергию от первичного источника в радиальную. Происходит взрыв, направленный внутрь к вторичному источнику.
В голове Куати словно вспыхнул ослепительный свет.
– Блестяще. Однако вы теряете половину энергии, которая распространяется наружу.
– На это можно ответить так: и да, и нет. При этом все еще создается энергетический барьер, а он-то нам и нужен. Далее, урановые пластинки, окружающие массу вторичного источника, также превращаются в плазму – под воздействием того же энергетического потока, хотя и медленнее, чем "соломинки", из-за их большей массы. У этой плазмы намного большая плотность, и она давит внутрь-. Внутри корпуса вторичного источника образуется два сантиметра безвоздушного пространства, поскольку отсюда уйдет воздух. Таким образом плазма, устремляющаяся внутрь, получает возможность "стартовать с хода".
– Значит, вы используете энергию от первичного источника, повернутую под прямым углом, для того, чтобы она оказала на вторичный источник такое же воздействие, какое сначала осуществлялось с помощью химических взрывчатых веществ? – осенило Куати.

Том Клэнси. "Все страхи мира".



Сказка ложь. Но умному - достаточно.
 
Это настолько просто и гениально, что это не может не работать. Прелесть в том что подобные волноводы идеально работают как затвор, выключатель. Пока их структура не разрушилась, пару наносекунд, они пропускают импульс рентгена от первички к вторичке и тут же разрушаются, запирая энергию вокруг вторички. Этакий фотонный диод. Но самое главное - энергия однозначно такими светодиодами будет распределяться очень равномерно вокруг сферы. В "флейте" подобное решение - излишество. Но в случае сферической вторички...

Я думаю хрен бы Кленски рассказал бы открытым текстом в своем романе эту идею не знай он наверняка, что идея давно и капитально известна заклятому врагу США в СССР. Напротив. Он потому и рассказал что четко знал - это самый секретный секрет у советов. Это скорей  подначка-послание: мы вашу самую главную военную тайну давно уже знаем тоже.  Не такая уж это и тайна. Пусть все знают.
Возможно это даже что-то типа ответа на  статью некого Иволгина в старом-старом журнале "Техника-молодежи" под названием "Династия  Ка Зэ  трудится  для мира" (а ведь тогда то что там было написано 120% было под сторожайшим секретом в США!).



Возможно я и выдумываю. Но как красиво выдумываю! Согласны? Не хуже Тома Кленси!
 
Совсем будет смешно, если Кленси читали и северные корейцы (а чего бы им и не прочитать?) и вот в этом девайсе как раз от первички к вторичке и идет масса тонких пластиковых световодов (что естественно на схеме не показано):



Тогда "ураниум 235" в центре вторички и нахрен не нужен. Пустота там скорей всего. Ну на худой конец пару грамм тритиевого газа. Если сжатие сферы происходит идеально и мощно, нафик корейцам там старая "грелка" от старого хромого Тэллера?

[alex_semenov]

Это-то ладно. Это будет означать всего лишь потолок скорости для данного двигателя. А вот, если идея в принципе не работает, тогда да.

Не знаю. Но идею еще можно в деталях вычитать у Бурдакова и Данилова
но уже в 1970-х о идее никто ни гу-гу.
Где-то она все-таки сдохла на какой-то стадии исследования видимо.  Возможно слишком высоко оказался нужный слой "горючего-ракетной массы" слишком разряженной.

О бомбе.
Я смотрю у людей фантазия по поводу корейской бомбы разгорается все ярче и ярче...


 
Я так понял это три ступени и третья ступень - тороидальная?

[alex_semenov]

Прелесть бреда в том, что граница между ним и реальностью фрактально-неуловимо-заковыристая...

Во это - бред?



Я назвал это  "пол водородной бомбы"

А - атомный заряд на 4 кт
 С - радиационный канал из оксида бериллия или полистирола
 W- "ракетное толпиво", материал с большим Z. По умаолчанию вольфрам
 Z - собственно ракетная масса. Ею может быть опять таки вольфрам, а может быть что-нибуль подешевле и попроще.

 Почти вся масса заряда (скажем 1500 кг) сосредоточена в W и Z. Это по-сути "заправленная ракета". Обратите внимание, что масса сосредоточена в плоском диске, а значит если придать этой конструкции вращение то она будет стоят как волчок.
 Соотношение масс W и Z надо считать отдельно но условно они близки друг к другу. Поэтому когда они разлетятся в разные стороны, они разлетятся с примерно одинаковой скоростью.

 Стадии срабатывания:

 1. Подрыв ядерного устройства. Имплозия сжимает ядро.
 2. Ядерная детонация. За 10-100 нс энергия взрыва выделяется в виде (в основном) рентгена, который "накапливается" в радиационном канале.
 3. Начинается абляция "ракетного топлива", которая вызывает огромное давление и разгон ракетной массы (так сказать, полезной нагрузки). При этом сама ракетная масса пока остается относительно холодной.
 4. Ракетное топливо полностью аблировало, теперь излучение дошло и раскалило и ракетную массу, которая уже приобрела нужное количество движения. Заряд фактически теряет свою форму, превращается в светящееся рентгеном облако плазмы. Но за счет абляци на предыдущих стадиях заметная часть энергии взрыва (я все же рассчитываю что порядка 50%) превратилась в направленное движение плазмы в разные стороны. Белая и черная стрелка - это равные импульсы количества движения, полученные за счет абляции. Но половина из всей выделявшейся во взрыве энергии остается пока виде хаоса (тела и светового излучения) и теперь это будет рассеиваться в окружающую среду.
 Происходящее в стадиях 2-4 длится десятки или сотни наносекунд. Ну тысячу. Не более.

На авиабазе мне местные  гуру сказали что это бред и работать не будет.
Что возможности утилизировать энергию ядерного взрыва даже у межпланетного Ориона нет. Все уйдет в свет.
(Мол Дайсон с Тейлором - лохи и пройдохи).
Я же вообще не понимаю как это может не работать?
Давление абляции ~10¹⁵ Па!
За 10 нс 1000 кг относительно холодного рабочего тела при  диаметре модуля 1м успеет разогнаться до 7.85 км/с
За 100 нс до 78 км/с
Превращение же всего модуля в  облако плазмы длиться микросекунды то есть порядка 1000 наносекунд (типичная эволюция ядерного устройства при взрыве).
Проще говоря. Если абляция успевает сжать вторую ступень задолго  до того как первичка превратит устройство в бесформенное облако раскаленной плазмы, то почему этот же механизм не может аккумулировать энегию взрыва в направленный поток материи (относительно холодной плазмы)?
Это даже проще чем задача в водородной бомбе.
Если работает водородная бомба, значит Орион тоже полетит. Просто не может не полететь.

[alex_semenov]

Не проявление ли это шовинизма и или некомпетентности?

Риторический вопрос, коллега!
И следующий вопрос: а не пойти ли нам всем туда и не набить ли им всем там морду?
Отличнийший "новый" способ найти истину!

На самом деле я хотел бы и тут найти тех кто скажет что это работать не будет. И почему.
Как я понимаю, на самом деле физика процесса при тех давлениях и энергиях настолько специфична и сложна, что обсуждать это можно так же как политику. Людей реально разбирающихся во всей многообразой физике всего этого - единицы, а слухов и ошибочных суждений кто нахватался кусочками  (как я) столько же, сколько людей как-то об этом задумывавшихся.

[alex_semenov]

А в это время:Корабль из водородного льда
для полета межзвездного
робота-зонда

Перевод: Александр Семенов, сентябрь-октябрь, 2008 г.

Что? Напряженка со свежими идеями?
А вот представьте людей лет через 1000 или 10 000. Как им тяжко будет!
Ведь все к тому времени выгребут. Под чистую.
Придумают и по полочкам разложат.
Никакой свежести. Никакой интриги. Никакой надежды ОТЛОВИТЬ новую идею.
А ведь охота на идеи - это ОХОТА. Наше человеческое исконно занятие.
Пока дичь еще есть.
Да, по сравнению с былыми временами  дичь обмельчала. Но все еще есть!
Но дальше будет все меньше, меньше, меньше...
Представляете какая СКУКОТИЩА настанет (для охочих на свежие дикие идие)?!

[alex_semenov]

А вот представьте людей лет через 1000 или 10 000. Как им тяжко будет!
Ведь все к тому времени выгребут. Под чистую.

Может с управляемым термоядом все-таки разберутся за это время.
А если нет - будут пасти овец и починять ГЭС Не до перелетов им будет уж точно.

Вы не уловили посыла моей реплики.
Речь не о том какого уровня мы достигнем. Какого бы не достигли - это будет ПОЛКА. Потолок.
И будут поколения перед которыми сотни лет ничего не менялось в их эпоху ничего не изменится и дальше ничего не будет меняться.
При этом не важно звездолеты у них там, термоядерные реакторы... Какая разница какой уровень? Этот уровень стабилен многие сотни и тысячи лет. Представляете СКУКОТИЩУ?
С нашей точки зрения, разумеется.
Мы живем в очень редкую, тонкую эпоху человечества. И мы как само собой разумеющееся воспринимаем прогрес и новизну. Нам привычно что есть новое. И уже кажется томным что нового нет.
Но это мы зажрались.
До нас (в каком-нибудь древнем Египте) люди сотнями поколений не знали нового и в будущем будет так же.
Нам это не понять. Ибо мы - дети быстрой эпохи.

[alex_semenov]

Что же их всех все время так колбасит то?
http://ru-universe.livejournal.com/

NASA планирует миссию к Альфе Центавра в 2069 году

Американское Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) рассматривает возможность к 2069 году организовать первую в истории межзвездную космическую экспедицию в систему Альфа Центавра для поиска там жизни. Об этом говорится в статье, опубликованной в последнем номере британского научного журнала New Scientist. Для амбициозной миссии потребуется корабль, который должен будет передвигаться как минимум со скоростью в 10 процентов от скорости света.

Источники - http://tass.ru/kosmos/4828983 ,
https://rwspace.ru/news/nasa-planiruet-missiyu-k-alfa-tsentavra-v-2069-godu.html ,
http://in-space.ru/v-sisteme-alfa-tsentavra-mogut-skryvatsya-planety-pohozhie-na-zemlyu/



Миссия, согласно задумке, будет приурочена к 100-летней годовщине высадки человека на Луну. Однако в этот раз в космическое путешествие отправятся не люди, а небольшие зонды. Их целью станет одна из ближайших к Земле экзопланет, обращающихся вокруг звезд, входящих в систему Альфа Центавра и находящихся на расстоянии порядка 4,4 световых лет от нашей планеты. Чтобы долететь туда за более или менее приемлемый срок, космическим аппаратам придется развить скорость по крайней мере в 10% от скорости света. Если им это удастся, экспедиция продлится 44 года и достигнет своей цели к 2113 году.

Впрочем, ученые отмечают, что технологий, которые позволили бы развить такую скорость, пока нет. "Все это очень туманно", - признал в беседе с New Scientist один из авторов проекта Энтони Фриман из Лаборатории реактивного движения NASA в Пасадине (штат Калифорния). Однако, по словам исследователей, до 2069 года еще есть достаточно времени, чтобы продумать детали.

* * * * * * * * *
Технологий нет. Но к НАШЕМУ (то есть их) юбилею надо придумать!

И кто уверял что приурочивать пуски ракет, взрывы сверхбомб и перекрытие енисеев к юбилеям это маничка "проклятого тоталитаризма"?
Кстати. Был бы жив "проклятый тоталитаризм" он бы ответил чем? К НАШЕМУ (теперь нашему) юбилею, к 2061-му или даже 2057-му должен был бы дать достойный ответ? Но проклятый помер. И теперь дать ответ некому...

[alex_semenov]

Крейзи Тераформер, вот скажите, нафига продолжать оффтопную тему в теме про межзвездные двигатели да еще и такую замшелую?
Умерла? Так умерла!
Есть идеи ЧЕМ ПОМОЧЬ БЕДНЫМ ПЕНДОСАМ вложиться в сроки к юбилею?
Ясно что 10% от света они вряд ли получат. Но может в 1% вложатся? 450 лет пути для зонда... Глобальный "капитализм", то есть ПРОДЛЕННОЕ НАСТОЯЩЕЕ ведь для них по-идее вечно. Куда спешить? Главное запустить к празднику! Что бы вера в завтрашний день была!
Я ведь не зря на соседней ветке тему паруса, стреляющего от Солнца поднял.
Как раз для юбилейного пуска - тема. Нет?
Был бы жив совок, могли бы обсудить это для даты 2061... Кстати и тема в сети гуляет СССР 2061. Своего рода вызов на соц/кап/цив. соревнование! Нет?
Это я к чему ерничаю и дразню? Если некому соревноваться по-взросолму, то любой проект вырождается в обучение осла говорить пока бай не сдохнет. Это неустранимая ничем аксиома эволюции.
До большинства эта аксиома не доходит пока и вряд ли дойдет если элиты не донесут (молотком в бошки не вобъют дуракам). Но  даже до интеллектуальных элит (жалкое подобие или скорей пародию на  которую мы тут представляем) это пока не доходит. Но лет за 100 думаю дойдет. И один из факторов который должен будет донести - постепенное ЗАТУХАНИЕ космической деятельности нашей глобальной цивилизации.
То есть хера они к 2069 что запустят.
Вон у них есть только намерения. Свежих идей уже нет. Уже тенденция к импотенции налицо. А ведь впереди еще почти век.

Если более конкретно.
Вот есть работа.
http://go2starss.narod.ru/pub/E32_UTSS.html

Там утверждается что если мы можем создать суперпарус, способный ускоряться у Земли (1400 вт/м2) с ускорением в 10 м/с2 и при этом переносить жар солнца на расстоянии  0,02 а.е. то выстрелом от Солнца можно разогнать зонд (автомат разумной массы) до ~ 4% от света. То есть полет до А-Центары займет порядка 100 лет. Вполне себе РАЗУМНАЯ миссия вырисовывается.
То есть шанс таки вложиться у пендосов в поставленную задачу есть.
Вопрс теперь. А каков этот шанс?
Вот два графика:
 
Видно что максимум ускорения будет при прозрачности паруса аж 40%.
То есть это по-сути прозрачная пленка.
А теперь вспоминаем "несбыточные мечты"  Мильнера-Хокинга. Там ведь тоже прозрачный парус предполагается.
Может можно как-то совместить?
Ясно что у них монохром, а у Солнца спектр черного тела. Тут сложности. Но может все же решаемые?
В общем есть тема.
Но надо ее копать.

[alex_semenov]

рогнозировать будущее на 100 лет?!Технологии разовьют, если будут соотв. ресурсы

А нах_р (простите мне мой французский) вы тут языками ляпаете, Клаву давите? Зачем этот форум? Просто покрасоваться?
Какие в ж. технологии могут развиться САМИ СОБОЙ, если даже здесь вам всем лень мозгами шевелить по сути?
Вы тут приходите обсудить кто другой что придумал?
А самим что-то думать?
Вы думаете у ученых мозги лучше соображают чем у вас? Хера! Они все - узкозаточенные спецы. Для этого и есть такие вот площадки. Что бы узкие всезнайки встречались с широкими незнайками. Для мозгового штурма. Но не для лясоточения же пустопорожнего чем в основном интернет и занят!
Если вы утверждаете что знать наперед ничего нельзя, то на кой Х... вы тут такой "му--рец" нужны?!

А как там с торможением о среду?

Если задача только разогнаться (а юбилейная задача вроде такая), то пофиг проблема торможения о среду. Парус можно отбросить после разгона.

Суть в том что просто пленка из алюминия (которая светится на 60%) разгоняется у земли "всего" с ускорение 0.2 м/с Не хватает 50 раз для поставленной задачи добраться до А-Центавны за 100 лет.  Но у товарищей же  есть время еще, до юбилейной даты!
Могут успеть что-либо придумать?
 
Выстрел от Солнца - самая что ни наесть подходящая идея. Энергия ведь шаровая. Если тратить свою (двигатель какой, лазер) то к юбилею никак не успеть. Вот моя базовая думка-идея.

[alex_semenov]

Не переживайте, почти нет сомнений, что на 100-летие полета Гагарина разродятся каким-нибудь прожектом.

Да х_ера они разродятся! (При разговоре о "наших" других слов нет) Поймите. Нас опускают. Как опускали немцев (заставив каятся где непоподя). За что "запад" (то есть хозяева мира, глобальные англо-саксонские элиты) на "рашку" так взъелись? А не становится рашка на колени и не сосет что полжено сосать. Французы (после наполеоновских войн) стали (хотя и гоношаться до сих пор порой но слабо, терпимо). Немцев двумя мировыми войнами крутили крутили - скрутили таки. Даже Яше Кедми смотреть на то что из немцев сделали - противно. А рашка - каочевряжится. Но укатать почти укатали... Вот рассорили со своими... Разделяй и властвуй... Еще немного осталось. Что бы эти забыли о своем Гагарине и своей дурацкой Победе... Мытьем, катаньем...  Элиты русские уже все куплены и сосут. Они и не рыпнутся даже. Осталось додавить нас. Народ так сказать. Неуправляемые флуктуации...

Выстрел от Солнца - самая что ни наесть подходящая идея. Энергия ведь шаровая.

Если зонд пролетает околосолнечный перигелий по параболической траектории, скорость - сотни км/с, а следовательно зонд будет получать пиковую мощность всего несколько десятков минут. То есть, маловато будет для ускорения до 1000 км/с. На деле, скорее всего, будут примерно те же скорости выхода из СС, что при маневре Оберта - около 300-400 км/с.

Я зачем привел две ссылки?
http://go2starss.narod.ru/pub/E32_UTSS.html
http://go2starss.narod.ru/pub/E029_MMKG.html
Там все посчитано.
Выстрелом от Солнца  можно получить скорость для 100-1000 летнего перелета к ближайшей звезде. "Нашару". Но нужны "нанотехнологии" парусов (за которые у нас отвечает компрадор Чубайс).

Вот идея 1980-го года рождения (нанотехнологий тогда "не было"):

ПРИЛОЖЕНИЕ:



РОБОТИЗИРОВАННЫЙ МЕЖЗВЕЗДНЫЙ ЗОНД НА СОЛНЕЧНОМ ПАРУСЕ

 Хотя главные усилия авторов данной работы были направлены на пилотируемый звездолет, запускаемый солнечным парусом, более реалистичное применение данной технологии могло бы начаться с запуска легкого роботизированного межзвездного зонда. Он мог бы быть либо уменьшенной версией межзвездного пилотируемого звездолета, с полезной нагрузкой подвешенной на стропах развернутого к солнцу паруса, или быть аппаратом, полезная нагрузка которого распределена в виде тонкой пленки на теневой стороне паруса.
В любом случае, так как миссия не лимитируется жесткими требованиями по ограничению пикового ускорения, то может быть достигнута несколько большая конечная скорость, чем в случае пилотируемой мисси. Маневр у Сатурна, как обозначено в уравнении (5) является достаточно несущественным для высокого Vinf. Небольшой зонд, скорей всего, мог бы стартовать непосредственно с орбиты Земли, обходясь только этим маневром.
Типичная миссия межзвездного зонда с солнечным парусом могла бы происходить следующим образом. Парус/полезная нагрузка имеют плотность be = 2x10-5 кг/м2 и Rs = 103 м и могут быть развернуты на околоземной орбите. Полная масса зонда могла бы составить 63 кг и если зонд отправляется с орбиты Земли на почти параболическую орбиту Солнца с V0 = 0,001с, то он уйдет от Солнца с максимальным ускорением 439gearth и достигнет Vinf = 0,012с. Тогда полет до Альфа Центавра занял бы приблизительно 350 лет.
В течение длительного межзвездного полета 10 кг полезной нагрузки (или около того) могли бы использоваться для исследования межзвездной среды. Тонкая оптическая структура может быть нанесена на многокомпонентный парус. Недавно было сделано предложение, что межзвездные зонды, покидающие Солнечную систему, могут использовать гравитационное поле Солнца как усилитель (радиолинзу) радиоизлучения от других звезд, неслышного вблизи Солнца и таким образом действовать как SETI детекторы [32].
Чтобы зонд извлекал энергию из межзвездной среды, можно применить межзвездную версию межпланетной машины Алфвена (Alfven) [33] или использоваться лист сверхпроводника, типа недавно предложенного Метлоффом и Фенелли (Matloff, Fennelly) [22]. Оба эти подхода в конечном итоге привели бы к некоторому торможению корабля, поэтому тонкопленочная радиоизотопная батарея все еще может рассматриваться как альтернатива.
Перед уходом из Солнечной системы зонд должен двигаться в тени намного более массивного щита подобных ему размеров. Для темного (возможно аблятивного) щита/паруса ускорение может быть ограничено 0,44gearth если масса щита составляет 3,2x104 кг, что является в пределах существующих транспортных систем, особенно если внешний топливный бак челнока может быть оставлен на орбите и использован для формирования тела щита. Таким образом, еще в XX столетии мы можем разработать тонкопленочный межзвездный зонд, разгоняемый солнечным парусом, которому потребуется несколько столетий для того чтобы достигнуть Альфа Центавра.

То есть 350 лет - вполне себе достижимы.
Вопрос. А можно ли быстрей? Ужать это в 3 раза?
Если пофантазировать (чуток), то ведь получается даже своего рода регата. Запустить можно и позже, но если технологии дают скорость больше, то к цели можно прийти первым.

Еще тонкость. Скорости небольшие получаются все равно и маневр Оберта может оказаться очень даже хорошим довеском. И сразу возникает идея многоцелевой миссии. Возможно что ради самой Альфы никто запускать специально зонд не станет. Но вот если запустить тяжелый (в тонны массой) зонд в Оорта маневром Оберта, а  с него (в перигелии) запустить еще и сто граммовый-килограмоввый (примерно) межзвездный парусник - вот это может вполне выгореть.
Смотрите.
Есть у нас порох в пороховницах, ягоды в ягодицах.
Они не знают как. Но мы уже знаем!

Можно вообразить соревнование. Наш "Юрий Гагарин" их "Нил Армстронг". Оба летят к А-Центавре.
Событие (по пиар-важности) превосходит все реальные результаты.
Глобальный капитализм жив и процветает!!! И вот вам доказательство!
Почему нет?
 

Зы. О межзвездной среде. На скорости 0,001- 0,01 с не думаю что межзвездная среда будет так уж страшна развернутому парусу. Надо отдельно считать. Но если так, то можно действительно распластать оборудование зонда по поверхности паруса.
За что Штерн критикует Мильнера-Хокинга?
За то что они пытаются впихнуть зонд в 1 грамм. Ну вот возьмите килограмм. Распластайте его по парусу. У вас будет и антенна нужного диаметра и передатчик разумной мощности (зонд ведь может использовать энергию набегающей среды!). И самое главное. Не нужны сверхмощные лазеры. Зонд (сюда входить и тяжелый окультер-матка он же солнечный глиссер который полетит в облако Оорта) можно пустить одним (возможно мощным) пуском. Если мощных носителей к тому моменту еще или уже не будет - можно собрать на орбите караван.
По сути то что я нарисовал - техзадание.
Смысл в чем?
Если кто помнит - была задумка в 90-х к 500-летию октрытия Америки устроить парусную регатту солнечных парусников к Луне. США, СССР, Европа... Даже Индия вроде подряжались. Все выдвигали проекты. Но грянула перестройка с развалом и все заглохло. Да и США просто не тянули тогда (они на ладан дышали, а тут счастье подвалило - супостат рухнул). Так вот. Юбилейное столетие (Гагарин, Армстронг) - как раз повод для второй такой попытки. Но уже на межзвездное расстояние.
Красивая идея?

[alex_semenov]

Так этот подсчет меня и смущает. В частности ф-ла 4, где интегрируют по радиусу, а не по времени.

А что тут не так? Радиус - расстояние от Солнца. Давление падает с квадратом этого расстояния.
Вот совсем простая (для прикидок - вполне хватит) версия этого же интеграла, только уже решенного из второй статьи:



Здесь ускорение a_c, измеряемое в м/с2, паруса на орбите Земли, а r_s - ближайшая точка прохождения парусником у Солнца в астрономических единицах. Интеграл корень из отношения этих величин. То есть видно что дабы добиться максимальной скорости, нужно иметь суперлегкий парус, но он должен быть очень жаропрочным ибо дабы разогнаться получше надо опуститься поближе к Солнцу (минимум r_s). Обе задачи - головоломка для нанотехнологов. Кто окажется круче - тот создаст более быстрый парусник.
Вот тут см. таблицу 1. Там есть совсем фантастические цифры. Но парусник-зонд Малова-Мэтлоффа тут вторая-третья позиция сверху.

Надо будет попробовать сделать программку с численным интегрированием такого разгона.

Попробуйте. Но это будет иметь смысл если, скажем у вас парус будет иметь переменный диаметр (раскрываться по ходу) или массу (сбрасывать балласт). У Малова и Мэтлоффа кстати такая програмка была. И в статье есть из нее график. Не заметили?
Но вообще говоря формула парусника точ в точь формула гравитационного потенциала.
Вам даже не нужно брать интеграл.
Посмотрите интеграл энергии (а конень - скорость) для гравямы и выверните его наизнанку. Замените знак 
Вот почему радиус тут входит линейно. Потому что  сила - обратно пропорциональна квадрату расстояния.

Пока что никто даже не чешется запускать быстрый зонд в облако Оорта.

До юбилейной даты еще есть время!

То есть скорее эта миссия может пойти паравозом к межзвездной а не наоборот.

Вы не уловили.
Признайтесь. Явно же не читали перевода? Текст непроходимый. Согласен. Много цифр и формул
Но суть в чем?
Вы не запустите такой парус без тяжеленного оккультера. То есть щита, который подведет парус в перигелий.



Ведь Солнце давит. И давит сильно. Значит вы должны подойти в перегелий на тяжеленном массивном теле (которое будет все же испытывать дваление света и чуть-чуть затормозит). В тени этого тела вы раскрываете парус (это не мгновенный процесс а при выстреле каждая первая секунда - на учете) и тень быстро убираете. Поэтому и получается именно ВЫСТРЕЛ от Солнца.
При этом сам носитель тени как бы выбрасывается. Он уже не нужен.
Но мы можем же его запустить к некой более близкой цели на меньшей скорости. В этом - фокус. Ничто не пропадает.

Но и с технической точки зрения вообще не видно, как одна миссия могла бы помочь другой.

Вот именно так.
Мы запускаем миссию близкую. Скажем  запускаем тяжелую станцию, которая должна пройти в пояс Койпера и посмотреть на один из трансплутонов и за одно, скажем выйти в точку 100 а.е. или 1000 а.е. для грав. линзы. В общем тяжелая, комплексная станция для ближних целей. Ее желательно запустить маневром Оберта. И она почапает. Но раз маневт оберта делается "касанием Солнца", то можно наградить эту миссию запуском легкого межзвездного паруса.

[alex_semenov]

Почему никто не вспоминает о fission fragment rocket? (Как оно по-русски будет, кстати?) Вот:

Потому что помимо удельного импульса у звездолета-ракеты должна быть соответствующая полезная ЭНЕРГОВООРУЖЕННОСТЬ.
То есть ватт полезной энергии ракетной струи на килограмм пустой массы ракеты!
Улавливаете?
Вот кривые для оптимальных ракетных перелетов с постоянно включенным двигателем (меньше энерговооруженность невозможна, большая - пожалуйства):



Если без торможения, то необходимая удельная мощность будет ну в разы меньше. Но у нас проблемы же с порядками!
Ваш двигатель на осколках деления выдаст минимально-необходимые 100 квт/кг (кг звездолета! То есть сам по себе двигатель раза в 3-10 должен давать больше!)?
И даже не вдаваясь в детали, я вот что сразу скажу. Раз вы собираетесь отводить тепло на радиаторы вы более 1-5 квт/кг (при самой буйной фантазии! Я фантазировал же!) не получите.
А значит (и тут не важна СХЕМА двигателя) вы будете чапать до цели (смотрите график) 1000 лет. И все 1000 лет двигатель не выключается. Уловите техническую сложность задачи!

Здесь мыслима только вот какая идея. Сам источник осколков деления должен быть СОВМЕЩЕН с радиатором. То есть это должен быть этакий парус типа паруса на распаде (сам радиоактивный распад слишком слаб чтобы сообщить нужную скорость).



Тогда мы можем наедятся получить чудовищную удельную мощность в ~0.1 Мв/кг. Пока что я видел только одну схему, намекающую на это. Это антипротонный парус.



Но в свое время AlexAV сказал что идея тухлая (я лично не проверял). Мол энергия деления получится ниже энергии анигиляции и игра не стоит свеч (слишком много антиматерии надо).
Я думал, что если бы заменить антипротоны чем бы подешевле. Но пока я думал, другие предложили:

https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1408/1408.6225.pdf

Хотя и тут есть сомнения, мол ВЛОЖАТСЯ ли в жесткие требования удельной мощности? Все таки источник нейтронов тут может утопить своей массой всю задумку. Но именно к этой идее AlexAV тут предлалаг электростатическое зеркало. Но зеркало улучшит в разы эффективность паруса. Если же мы не доберем порядки, то это все - мертвому припарки.

Еще и еще раз. Практически все известные мне разговоры о звездолетах - разговоры слепых о красоте цветов. Люди (порой очень образованные и даже имеющие академические звания) просто тупо не понимают проблему в целом. Не видят ее в нужной полноте. Поэтому не мудрено что ее не понимают и люди с улицы.
Простых решений нет.
Все прожекты звездолетов нам известных (за крайне редким исключением) это все прожекты летательных аппаратов из 16-17 века. Псевдореализм.



Да, здравый корень в идее есть. Вакуум (например) действительно "легче" воздуха. Но как это может помочь "лодке" взлететь?

[alex_semenov]

Об идее Мэтлоффа.
Я прикинул. Для 340-летнего полета паруса-автомата  к А-Центавре общей массой всего 300 грамм (Всего!) нужно очень быстро раскрыть парус диаметром в 140 м !!!



Улавливаете насколько тонкая и габаритная структура?
Ничего подвесить к ней вы не сможете.
Ускорение в сотри g в начале выстрела не позволит использовать никакие "гондолы". Вся структура зонда (датчики-телескопы, антенны связи, генераторы тока, вычислительная сеть-мозг робота) должны быть РАСПЛАСТАНЫ по поверхности тончайшей структуры.
Сама проблема очень быстрого разворачивания и безаварийного отделения эфимерного паруса - отдельная инженерная сверхзадача.
Да. Окультер не сможет закрывать парус все время. Значит должна быть сложная многостадийная схема раскрытия. Видимо раскрываться должна тяжеленная (в тонны) подложка типа парашюта. После быстрого раскрытия должен произойти процесс (сублимация пластика в жаре близкого Солнца?) который мягко и точно отделит тонкую структуру в граммы от тонного несущего стапеля. При этом солнечное давление уже будет толкать сам стапель и запускающий окультер. В общем тут проблем - масса.

Я еще раз напоминаю. Речь идет в данном случае о "юбилейном" пуске. О техническом РЕАЛИЗМЕ (натянутом до предела, мол мир процветает до конца века. Политический утопизм проекта пока не учитываем).  Идея как раз красива тем что бы оценить реальную возможность это сделать. Или что РЕАЛЬНО действительно можно сделать? И фантазировать о тормозящих у цели зондах - так же глупо как фантазировать о перелете за десятилетия. Это если и возможно то не в этой жизни!

[alex_semenov]

По старинке на пиропатронах не подойдёт?

Да куда же без нее то?

Но не она тут будет главной. Самой пиротехникой так много и так ровно мы не раскроем. Да и зачем ею если есть другая СИЛА?

Сверхжестких ограничений на массу-плотность конструкции в целом у нас нет, они только для Паруса. Всё летит в собранном упакованном виде, за термоэкранами, бла-бла-бла, долетает до интересующей нас околосолнечной точки.
1 залп - надуваем двояковыпуклую "подушку"
2 залп - рубим её по периметру на 2 части: "переднюю" (собственно Парус-зонд) и "заднюю" (конструктивно-вспомогательную + пригодную для попутных задач).
3 залп - сворачиваем/складываем Заднюю по принципу бытового зонтика. Парус остается раскрыт и с этого момента ничем более не затенен.

Гм... сдается мне что все же задача раскрытия настолько сложная (уж слишком огромный купол! я не зря для сравненя привел габариты парусника "Товарищ") что мы вряд ли впишемся "легкий попутный" зонд. Если и будет попутчик, то это как раз медленный попутчик. Большую часть же массы экспедиция потеряет при открытии.
И ясно что раскрыть окультер в 140 м в диаметре как зонтик не получится. Даже как парашют - и то задача сложная.

Мысль такая. Сама станция  -хорошо упакованная компактная машина с тепловым экраном. В перигелии система раскрывается как раскрывается парашют. Масса системы купол, стропы - несколько тонн.



Сходство усиливается тем, что как на парашют давит набегающий поток воздуха так на наш купол будет давить световое давление. Оно там будет достаточно сильным. Плюс тепловые нагрузки. Система начнет сублимировать. Тонны массы абляционно примут тепловую нагрузку. Албяция будет так же работать как раскрывающая сила. Но все равно процесс раскрытия купола (140 м в диаметре из метра-двух!) будет занимать, скажем несколько секунд.
Еще. Стропы должны быть расположены так, что купол будет не сферой а плоским.
Далее.
Сам купол состоит из двух слоев. Обращенный к Солнцу - самый тяжелый. И теневой - на него и нанесен наш парус-зонд.
Между ними удерживающиая прослойка.
Вот она должна испариться сразу же после того как купол раскрылся. Наш парус отделился.
При этом он все еще весит, скажем 100 кг. Потому что сама структура паруса утоплена в защитный каркас из полиэтилена (например) который под действием солнечного ультафиолета быстро улетучевается. За десяток секунд (наш парус плавно уходит от несущего купола) все испарилось. Остались 300 грамм. Вот они уже (плавно по мере потери балласта) приобретают пиковое ускорение.
Надо считать точно все стадии.
Но идея такая.
Еще. Парус желательно раскрутить. Это можно сделать на стадии раскрытия купола и опять же за счет набегающего потока света или за счет абляции (Солнце ведь тут не детское).  Энергии на все процессы тут - хоть отбавляй.
После того как парус ушел (он ведь уходит с ускорением в сотни жэ) сам парус-окультер можно сбросить. А лучше использовать его для разгона более тяжелой межпланетной станции (в пару тонн) к более близкой цели. Скажем, направить ту в пояс Койпера. При раскрытии же паруса эта станция будет играть роль балластного якоря.

[alex_semenov]

Неправильно ставите проблему. На самом деле есть проблема, которую можно решить одним из двух возможных способов - либо сделать компактную электронику, выдерживающую до 500g, либо научиться "размазывать" электронику по тонкому парусу. И совершенно не факт, что второй способ окажется легче первого.

Если вы подвесите электронику на стропах (как парашют, например) то у вас не выдержат стропы такую перегрузку при старте. Вернее вы не вложитесь в масса-габаритные требования с такими мощными стропами. Поэтому размазывать полезную нагрузку по поверхности паруса придется по-любому. Если мы хотим добраться за 300-400 лет, а не за 1000. 
Мэтлофф и Маллов считали и такой вариант. Со стропами. Алмазные (чудестные) стопы позволят 14g в пике. Но это чуть меньше 1000 лет полета. Разумеется, можно рассматривать и такой вариант. Но учтите. Тогда вам нужна очень тяжелая станция. Нет смысла возиться со стропами ради сотен грамм. Тогда и сам парус будет в километры диаметром. Со всеми истекающими.
Зонд у Мэтлоффа и Малова в 65 кг был ведь километр в диаметре! Попробуй раскрой такую махину!
Нет, можно если накопить опыт. Но начинать, думаю, надо с меньшего.

Прежде всего надо поумерить аппетиты относительно пикового ускорения и, соответственно, плотности. Реально на что можно расчитывать в этом столетии - это 25-50g (т.е около 10-4 кг/м2), и то при значительном R&D и реальной заинтересованности в получении результата.

Я мало верю что мы (наша цивилизация) готова сразу же перейти к проектам, результаты которых надо ждать тысячу лет. Начинать надо с сотен. Мы ведь недавно даже на десятки не рассчитывали. Успех "Пионеров" и "Вояджеров" ведь для нас был неожиданным. Никто ведь не помышлял что экспедиция длящаяся три десятка лет может радовать. А она радует!
Это - опыт.
Следующий шаг - увеличить время на порядок. Сотни лет. Но сразу к тысячам, думаю, тут никто не будет готов.
Для тысяч лет надо еще очень долго прожить на этой планете.
Убедиться ДОСТОВЕРНО что мы достигли таки пика развития (всё мыслимое мы уже умеем и ничего нового не будет). Мы должны стать своего рода "египтянами". И вот тогда вместо пирамид "на века" мы сможем запускать тысячелетние экспедиции.

Интересно кстати, что увеличение на порядок удлинит время полета всего в 3 раза: до 1000 лет.

Ясно почему. Скорость - корень квадратный из пикового ускорения. Корень из 10 примерно 3.

А ведь ее придется еще и свертывать снова, если хотим по достижении цели использовать парус как передающую антенну. Иначе до цели долетит не парус, а дуршлаг или рваная тряпка То есть, нужно разрабатывать, фактически, сверхтонкий и сверхпрочный "зонтик"...

Сворачивать такую эфимерную конструкцию? Я не думаю что это мыслимо. Ее бы развернуть не повредив, не скомкав не порвав!
И как это делать я рассказал. Нужна испаряющаяся плотная подложка. Она примет на себя все грубости процесса раскрытия. А потом в лучах солнца мягко растает как утренний туман.

Что касается полета "плашмя". Не вижу тут проблемы. Абсолютно. Скорость полета мизерная. Любая пыл проделает в парусе дырку локально. Частицы вообще будут проходить сквозь такую структуру ее не замечая. Микросхемы. Можно подумать что микросхема под миллиметром алюминия лучше защищена? Не смешите мои тапочки.  Защита от галактической радиации потребует либо метра свинца либо суперсильного поля (как у Штерна на контейнере с эмбрионами у его "Ковчега").
Как бороться с выходом из строя электроники?
Резервированием. Вся система паруса - зонда - сеть однотипных элементов. Выход из строя 1% 10% или даже 30% не должно сказываться на работоспособность системы. А просчитать сколько выйдет из строя - очень даже легко. Из этого и проектировать зонд.
Это не моя идея. Этой идее уже много десятков лет.
Зонд - пролетный "глаз".
Так как структура огромна, сотни метров в диаметре то она идеально подходит и как антенна (фазированная) и как фазированный телескоп для съемки в реальном времени (как панорам, так и в деталях) при пролете через систему.

Еще и еще раз. Бессмысленно таким способом (с ускорение ~ 500 g) пытаться запустить перелетный зонд. Ну разве что в сеть вы включите нано-саморепликаторы? Но это уже фантастика.
Если же брать зонд со стропами (компакную гондолу) то готовтесь к 950-и летрему ПЕРЕЛЕТУ. И сам парус будет в десятки километров в диаметре. 10 км это ... 6500 кг. Из них где-то 10%, 650 кг - собственно доставляемая в систему полезная нагрузка.
Но как переживет раскрытый парус и стропы 1000 лет пути?  Ведь им в конце придется держать порядка 14g при торможении! Собрать и раскрыть по новой - я не вижу технологии. Та технология что я вижу (испаряющаяся подложка) - одноразовая.

[alex_semenov]

Пришлый, я не стану с вами сильно спорить. Мне самому сразу идея надуть казалась надежней. Но интуиция (возможно неверная) мне подсказывает что надувать мы будем дольше (нунжы считанные секунды) да и по массе надувать получится тяжелее. Поэтому у меня появилась смутная идея как-то совместить парашютно-надувную систему. Но так как я не сообразил как это сделать то выше описал чисто парашютный механизм.
В конце концов.
Надо что-то оставить инженерам! Хай мозги сушат! 
Я ведь изначально предлагал "парусную регату".



СОРЕВНОВАНИЕ на котором будут выставлены разные инженерные решения.
Вот и простор для разных решений имеется.
На самом деле проблем тут масса и простора - хоть отбавляй.
Как втиснуть весь комплекс полезной нагрузки в от силы 100 грамм, а воможно и 30! Хотя после уверений Мильнера, который обещает впихнуть полноценный зонд меньше чем в грамм, предложенная масса кажется просто колоссальной!
Другая важная тонкость - огромный габарит (сотня метров) тут играет положительную роль. У нас имеется приличная. нормаьная антенна. Но энергия для нее? Можно использовать набегающий поток (но опять - как?) а можно использовать бортовые радиозитопные источники (но опять таки в граммы массой!). Плюс сюда - фасеточный глаз - телескоп. В общем, проблем - выше крыши. И все они могут решаться очень по-разному. Что и прекрасно. Главная политическая мысль. Сотрудничество - не метод прогресса. Метод настоящего прогресса - СОРЕВНОВАНИЕ.
"Я волком бы выгзыз... глобализм..." (с++)

[alex_semenov]

Тут эта...

Все же меня этот материал задел в смысле "За державу обидно"!
Картинку сляпать недолго...
Вот например...


Но вот что Роскосмос по этому поводу скажет?
Во всякой шутке лишь доля шутки!

[alex_semenov]

Никакого раскрытия не надо. Из-за окультера либо запускается плоский аппарат, либо окультер это сбрасываемые щиты с этого аппарата.

Офломляйте свой проект.
Чертежами, расчетами, графиками!
Чем больше будет проектов - тем лучше же!