Двигатель для межзвёздных перелётов

[SpaceEngineer]

Гигаватты паразитного тепла на 1000-тонном корабле явно лишние. А если корабль тяжёлый (а лазеры и радиаторы тяжёлые), то гигаваттов тяги уже маловато будет. Все же помнят график времени полета от энерговооруженнрсти, которым постоянно размахивает трщ Семёнов?

[Андрей Курилов]

М.б. можно как то помыслить в сторону того, чтобы этими гамма-квантами накачивать лазер?
Да и вообще, "греют корабль" - это энергия. Которую можно как-нибудь применить на пользу.

Вопросы эти довольно ёмкие. Какой КПД у лазеров с накачкой? Единицы процентов наверно. А с остальным светом и теплом что делать?
Делать супер-многоконтурную тепловую машину? Но эти контура - это масса. Насколько большой она будет? Тут уже нужно считать. Чисто интуитивно прикинуть невозможно.

Кстати, попался материал про гамма-оптику. То есть, возможно, стоит задуматься и об обычном отражении гамма-лучей. https://ru.wikinews.org/wiki/%D0%9D%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B5_%D0%BE%D1%82%D0%BA%D1%80%D1%8B%D1%82%D0%B8%D0%B5_%D1%83%D1%87%D1%91%D0%BD%D1%8B%D1%85_%D0%BF%D1%80%D0%B8%D0%B1%D0%BB%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D0%BB%D0%BE_%D1%81%D0%BE%D0%B7%D0%B4%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D0%B3%D0%B0%D0%BC%D0%BC%D0%B0-%D0%BE%D0%BF%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B8

Уже проходили в этой теме на странице 42

Тема ходит по кругу не первый год

[PathFinder]

Уже проходили в этой теме на странице 42

Тема ходит по кругу не первый год

На странице 42 речь идёт об отражении рентгена, а я давал ссылку про отражение гаммы.

[SpaceEngineer]

Ну тема настолько большая, что осилить ее невозможно. Если бы в ней не было воды и флуда, то да. А так - извините. Не вижу ничего плохого а повторном обсуждении идей, спустя десяток лет. Повторение - мать учения. К тому же, вдруг новые мысли появятся у кого-то, или результаты исследований по теме будут.

[crazy_terraformer]

Можно фильтровать по существу. Навскидку подходят посты этих форумчан: AlexAV, elind, bob. Нажимаете на воронку красную слева от поста выбранного коллеги  и выжимаются только их сообщения из многих других.

[SpaceEngineer]

Тогда уж надо написать скрипт, который отфильтрует посты всех выбранных форумчан. Иначе нить разговора теряется.

[Родионов Кирилл]

Дико извиняюсь, подскажите пожалуйста кто-нибудь, есть ли беседа по вариантам анабиоза? А то я как-то не нахожу.

[PathFinder]

Дико извиняюсь, подскажите пожалуйста кто-нибудь, есть ли беседа по вариантам анабиоза? А то я как-то не нахожу.

Можно поискать на Ютубе, что об этом говорит нейроморфолог профессор Сергей Савельев. Насколько помню, в двух словах смысл такой, что заморозить и обратно разморозить не повредив, можно только ткань толщиной в одну клетку. Что-то большее на сегодняшний день - не реально. Поэтому вряд ли тут обсуждался анабиоз, если только гипобиоз (спячка), но обсуждался ли гипобиоз и где - не в курсе. 

[crazy_terraformer]

Тогда уж надо написать скрипт, который отфильтрует посты всех выбранных форумчан. Иначе нить разговора теряется.

Так они же отвечают на другие посты, там или цитаты есть, или можно по ссылке перейти на нить разговора

[crazy_terraformer]

Дико извиняюсь, подскажите пожалуйста кто-нибудь, есть ли беседа по вариантам анабиоза? А то я как-то не нахожу.

От -Asket-
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,82348.msg2149078.html#msg2149078

https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,82348.msg2149135.html#msg2149135

https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,82348.msg2151633.html#msg2151633

https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,82348.msg2151734.html#msg2151734

https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,82348.msg2152487.html#msg2152487

https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,82348.msg2152492.html#msg2152492

https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,82348.msg2153394.html#msg2153394

От Rattus
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,82348.msg4198035.html#msg4198035

https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,82348.msg4198067.html#msg4198067

https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,82348.msg4198416.html#msg4198416

Основная тема по Sleeper Ship.

https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,102454.msg2506468.html#msg2506468

[ziggyStardust]

Тема ходит по кругу не первый год

А все почему!?

Кстати, попался материал про гамма-оптику. То есть, возможно, стоит задуматься и об обычном отражении гамма-лучей.

Не стоит. Почему? Ибо как К.П.Д.

[Gleb1964]

Если у вас есть источник энергии, берите ионник запас рабочего тела и получите кпд разгона 90%

рабочее тело выброшенное ионным ускорителем со скоростью движения корабля имеет нулевую энергию. То есть кпд ни как не снижает.

  Какую еще нулевую? В это рабочее тело надо вкачать mv2/2 энергии, чтобы оно вылетело со скоростью v из "нерабочего" тела

Что вам не понятно? Летит корабль со скоростью 100км/с, ионик выбросил рабочее тело со скоростью 100км/с. Энергия которая находиться в выброшенном рабочем теле равна нулю, ибо 100 минус 100 равно ноль. Соответственно вся энергия ушла на ускорение корабля.

Чувствуется, что в этом разделе "физика" голову не жмет..   
Вот картинка на тему "реактивное движение" - в начале есть ракета+рабочее тело, потом ракета полетела в одну сторону, рабочее тело в противоположную, центр масс системы остался на месте. Закон сохранения импульса не нарушился.
Вывод: чтобы забросить полезную нагрузку (ракету) куда-то, нужно забросить определенную массу рабочего тела в противоположном направлении. Каждый килограмм массы разогнанной ракеты обеспечен отбросом некоторой массы рабочего тела и потраченной на это энергией.
Нигде не вижу, как эта энергия входит в "КПД разгона" из цитаты от MenFrame, приведенной выше.
Далее, на картинке сделаем так, что полезная нагрузка это ракета+дополнительное рабочее тело, и пусть рабочее тело отброшено назад "со скоростью" ракеты, так, что оно осталось висеть неподвижно в стартовой системе отсчета - ну и что? Каким боком и в чем тут эффективность? А если посмотреть из другой системы отсчета?
Не понимаю это, еще со времен, когда Алекс Семенов считал тут то же самое, что эффективно отбрасывать рабочее тело именно так, чтобы оно осталось на трассе полета неподвижно в стартовой системе отсчета.  А как с законом сохранения импулься и с тем, что центр масс где был до старта ракеты, там и должен оставаться?!

[Андрей Курилов]

Не понимаю это, еще со времен, когда Алекс Семенов считал тут то же самое, что эффективно отбрасывать рабочее тело именно так, чтобы оно осталось на трассе полета неподвижно в стартовой системе отсчета.  А как с законом сохранения импулься и с тем, что центр масс где был до старта ракеты, там и должен оставаться?!

Тут все хорошо, все законы сохраняются. Просто при увеличении таковой эффективности массовое число тоже будет увеличиваться. На старте вам нужно отбрасывать назад больше массы с меньшей скоростью. А так как вы не можете начать отбрасывать массу с 0й скоростью, то с другой стороны от точки старта все равно окажется масса, двигающаяся в противоположном направлении. И чем эффективнее ракета, тем эта масса на старте медленнее и больше.

[Андрей Курилов]

При сохранении импульса (mv = const) задача оптимизации энергии (mv^2) приводит к уменьшению скорости отбрасываемой массы v -> 0 и максимизации массы отбрасываемого рабочего тела (на начальном этапе разгона).

[ziggyStardust]

При сохранении импульса (mv = const) задача оптимизации энергии (mv^2) приводит к уменьшению скорости отбрасываемой массы v -> 0 и максимизации массы отбрасываемого рабочего тела (на начальном этапе разгона).

Что, кстати, доказывает - лучший "орбитальный транспорт" - ионолет. Офф-топ, но интересно...

[Gleb1964]

задача оптимизации энергии

Это я к тому, что энергия зависит от выбора системы отсчета. Я так понял, что под "эффективностью" имеют ввиду долю распределения кинетической энергии между рабочим телом и полезной нагрузкой, верно? Я с Вами согласен, что при отталкивании от бОльшей массы, полезной нагрузке достается бОльшая доля энергии, считая в стартовой системе отсчета. А если сменить систему отсчета - могу я "забыть" про старт в "0" и считать, что старт был в "1", что тогда, критерии "эффективности" изменятся?

Вот еще, я перерисовал схему, пункт полета под цифрой "2", мысленно объединил всю отброшенную рабочую массу -  ее суммарный центр масс, естественно, улетает прочь. Глядя на схему, все равно недоумеваю, чем так эффективно, что часть массы рабочего тела будет оставлена неподвижно на трассе полета? С точки зрения суммарной "эффективности".
*Взял лицо Маска, выражающего недоумение, надеюсь, это не раздражает.

[olenellus]

Gleb1964, остыньте. Я тоже изначально так же реагировал на подобные заявления. Но здесь речь об интегральной характеристике траектории разгона, а не о мгновенной характеристики состояния механической системы. При смене системы отсчёта она не поменяется.

[PathFinder]

Кстати, попался материал про гамма-оптику. То есть, возможно, стоит задуматься и об обычном отражении гамма-лучей.

Не стоит. Почему? Ибо как К.П.Д.

И каков же по-вашему кпд?

[ziggyStardust]

Ну вы представляете себе что есть гамма-рэй? Лямбда соизмерима с размерами ядра(ядра, Карл! ). Вы что сделаете такое зеркало? Вот было-бы здорово - зеркало из сплошного ядерного вещества   Гамма оптика это про такое себе отклонение некоего процента гамма лучей в целях науки(исследований) а не народного хозяйства...

[alex_semenov]

Не понимаю это, еще со времен, когда Алекс Семенов считал тут то же самое, что эффективно отбрасывать рабочее тело именно так, чтобы оно осталось на трассе полета неподвижно в стартовой системе отсчета.   А как с законом сохранения импульса и с тем, что центр масс где был до старта ракеты, там и должен оставаться?!

Все правильно. Идеальная ракета НЕВОЗМОЖНА.
Невозможно сделать так, что бы на старте ракета покоилась (V₀ =0), а в финале ракета летела со скоростью V, а вся отброшенная ракетная масса покоилась.
Невозможно по двум "причинам" (хотя это одна и та же причина).

1. Если в любой момент времени (с момента старта) вы отбрастываете ракетную массу с мгновенной скоростью равной скорости ракеты, u' =v', то в момент старта, когда у вас v' =0, вы должны отбрасывать ракетную массу со скоростью =0.
Это нонсенс. Такая ракета просто не может стартовать! Верно?

2. В рассматриваемой системе должны сохранятся
     и  Энергия.
Вся энергия топлива как-то распределяется между кинетической энергией пустой ракеты Mv²/2 и кинетической энергией отброшенного массой m  каждая порция которого будет иметь в общем случае какую-то собственную скорость (что сложно учесть но представить то можно!). И если ВСЕ отброшенное топливо не движется в системе старта, его кинетическая энергия равна 0, то это и означает что вся энергия топлива досталась пустой ракете. Это идеальный ракетный движитель! Но...
      и Импульса.
     Мы должны сохранить и импульс (что вас и удивляет).
А вот с последним в нарисованной картине идеальной ракеты - засада...  В начале все было неподвижно, импульс равен нулю, а в конце движется пустая ракета (имея импульс Mv), оттолкнувшись от НЕПОДВИЖНОЙ  массы  топлива? Так? Тут явное нарушение логики!
Закон сохранения импульса у идеальной энергетически ракеты НЕ СОБЛЮДАЕТСЯ....

Как это поправить?
Должны соблюдаться оба закона.
Очень прсто. В начале (на старте ракеты) импульс не должен быть равен 0.
Вот это неравенство и есть расплата за почти идеальность.
Еще раз.
Идеальная ракета невозможна (как и пушка). Но возможна ПОЧТИ идеальная ракета. Мы должны обеспечить работу двух законов сохранения. И энергии и импульса. То есть импульс рассматриваемой системы ДО старта и ПОСЛЕ старта должен сохраняться.
Нам нужна некоторая НАЧАЛЬНАЯ скорость заправленной ракеты v₀>0.
Это условие и дает решение "почти идеальной ракеты".
Смотрите. Импульс ракеты в начале: (M+m)v₀ и он будет равен импульсу системы... в конце Mv (так как топливо неподвижно то это только импульс пустой ракеты. Верно?).
Отсюда легко считается массовое число для такой  (Z+1) для такой "сложной" ракеты (тут все получается без всяких логарифмов но именно из закона сохранения импульса!):

(кликните для показа/скрытия)

Хотя тут под Z на самом деле надо понимать не число Ц, а  k-соотношение массы топлива к пустой ракете, а не начальная и конечная масса, путаница в обозначениях. Но не суть же!

(M+m)v₀=Mv
v=v₀(M+m)/M = v₀(Z+1)
Z = v/v₀-1

А энергия потраченная на сообщение системе (M+m) той самой начальной скорости v₀ >0 и есть ПОТЕРЯ от идеальной ракеты, несовершенство такой "почти идеальной" ракеты. Вы можете уменьшать эту потерю сколь угодно, увеличивая Z и уменьшая v₀ (приближая ту к 0). Но никогда не получите идеала (ну разве что у вас в начале будет бесконечно большая масса, от которой отбрасывается бесконечно большая масса с нулевой скоростью... вообразили?)
Но вам "шашечки" или ехать? Зачем вам вечная зажигалка, если вы не собираетесь жить вечно?
Например возьмите Z=1000.
Я же приводил кривую и формулу расчета эффективности такой ракеты от Z (и там весь вывод как это получить в три действия):



Получается эффективность ракеты с Z=1000  ну почти 1,  0,999000999....

Конечно, в реале никто не будет пускать такие ракеты. Тут интерес представляют числа Z лишь до ~ 10. И видно что мы должны потратить на предварительный разгон ~ 10% энергии, которую в итоге приобретет собственно пустая "почти идеальная" ракета.
И эта затрата возникает именно потому что  такая ракета должна сохранять не только энергию но и импульс.