Двигатель для межзвёздных перелётов

[Zhak RRR]

Дело в том что мы все умрём к тому времени...человечество бы ещё 100 лет бы протянула я бы рад был!

[alex_semenov]

БЕЗ ПАНИКИ! (с)
 

[alex_semenov]

Честно говоря для меня остается загадкой механика нагрева рабочего тела в двигателе "царапающего Солнце".

И так "феникс" представляет собой скорей всего зеркальную СФЕРУ.
Почему?
Потому что у сферы отношение поверхности к объему минимально. В самом центре сферы - полезная нагрузка в глубокой толще водородного льда.  По мере  приближения к светилу по параболе зеркальная поверхность уже не справляется с отражением тепла и включается охлаждение. Из внутренней части сферы подается жидкий водород который омывая сферу изнутри забирает тепло.
НО… куда дальше?
Водород кипит и превращается в газ под огромным давлением. Что дальше?
Как этот газ доразгоняется до нужных нам 12 км/с?
Нужен еще мотор, который получая этот газ с одной стороны и … свет светила с другой…
Но как он получает свет?

Насколько я понимаю, когда  корабль черпает поверхность солнца уже никакая оптика не может сконцентрировать жар. Да и к чему? И так с наружи нужная температура.

Вот если бы сам корабль был своеобразной камерой сгорания… Внешнего сгорания. Типа вот этой юлы…



Гм…
То есть не совсем сфера. Хотя и близко…
У кого есть какие соображения?

[vsevolodson]

С чем не могу согласиться с остальными участниками.
Bо-первых я как-то не проникся - зачем лезть непосредственно в фотосферу? Bедь нагреву и так без этого хватит, а торможение будет лишним...

[alex_semenov]

С чем не могу согласиться с остальными участниками.
Bо-первых я как-то не проникся - зачем лезть непосредственно в фотосферу? Bедь нагреву и так без этого хватит, а торможение будет лишним...

Надо как можно ближе пройти от поверхности солнца. Там вторая космическая максимальна. Если мы слишком далеко пройдем - мы потеряем в эффекте.

Посчитайте:

[Инопланетянин]

А что насчёт динамики движения в плазме? Как у неё там сопротивление? И можно ли разгоняться, отталкивая плазму назад магнитами, а энергию для них брать у Солнца? Так сказать, грести в плазме.

[vsevolodson]

У кого есть какие соображения?

Я бы предложил вращающуюся зеркальную сферу с чёрными тугоплавкими трубками регулируемой длины. Длина трубок определяет, насколько разогреется текущий в них водород. При этом сама сфера будет иметь температуру сильно ниже, что должно спасти её как-то от разрыва. Если АЧТ у нас нагревается до 4000К, то тело с альбедо 0,99 уже только лишь до 1265К.

[vsevolodson]

Надо как можно ближе пройти от поверхности солнца. Там вторая космическая максимальна. Если мы слишком далеко пройдем - мы потеряем в эффекте.

Посчитайте:

Да считал я. Bполне достаточно пролететь над фотосферой на расстоянии 1,172 радиусов Солнца от его центра.

А что насчёт динамики движения в плазме? Как у неё там сопротивление? И можно ли разгоняться, отталкивая плазму назад магнитами, а энергию для них брать у Солнца? Так сказать, грести в плазме.

Радиатор нужен. А там с этим будет трудновато. А ещё, если сильно повысить скорость истечения, то перегрузки многократно превысят рассчётное 1g. Придётся на слишком мелкие кусочки корабль разбирать. Думаю оптимальнее всё же водород испарять. Магниты при высокой Т тоже вроде плохо работают.

[alex_semenov]

Посчитайте:

Да считал я. Bполне достаточно пролететь над фотосферой на расстоянии 1,172 радиусов Солнца от его центра.

Но это считай на бреющем над поверхностью. Солнце будет занимать пол горизонта.
Надо прикинуть кстати.
Может зеркальный экран  в форме конуса или полусферы все же будет иметь сверху тень?
Проблема в чем?  Ракетная струя должна идти по касательной к поверхности солнца.
То есть лучи, жар поступает перпендикулярно вектору тяги.
И скорей всего в итоге форма корабля не должна быть симметричным телом.

Никакие концентраторы, фокусирующие зеркала тут УЖЕ не будут работать. Изображение источника тепла в этих оптических приборах будет слишком огромным. Да и не к чему тут уже концентрация. И так жара предельная.

[L_Pt]

Честно говоря для меня остается загадкой механика нагрева рабочего тела в двигателе "царапающего Солнце".

И так "феникс" представляет собой скорей всего зеркальную СФЕРУ.
Почему?
Потому что у сферы отношение поверхности к объему минимально. В самом центре сферы - полезная нагрузка в глубокой толще водородного льда.  По мере  приближения к светилу по параболе зеркальная поверхность уже не справляется с отражением тепла и включается охлаждение. Из внутренней части сферы подается жидкий водород который омывая сферу изнутри забирает тепло.
НО… куда дальше?
Водород кипит и превращается в газ под огромным давлением. Что дальше?
Как этот газ доразгоняется до нужных нам 12 км/с?
Нужен еще мотор, который получая этот газ с одной стороны и … свет светила с другой…
Но как он получает свет?

Насколько я понимаю, когда  корабль черпает поверхность солнца уже никакая оптика не может сконцентрировать жар. Да и к чему? И так с наружи нужная температура.

После того как холодный водород охладит внутренности корабля, требующие низкой температуры (например, отсеки с людьми и другими живыми путешественниками) он подается к стенке, обращенной к Солнцу. Которая от света Солнца нагрета… мы тут условились, что максимум, который могут выдержать наши конструкционные материалы, это 3000 К.

Да, при бреющем полете никакие концентраторы не нужны.

[alex_semenov]

У как мы вцепились!
Перовая мысль которая просто требует выкрикнутся. Нам нужно сопло внешнего сгорания.
Типа вот этого:



http://www.answers.com/topic/aerospike-engine

Тольок нам понадобится одностороннее… И тогда форма "царапающего" становится  похожа на очень пузатый воздушно-реактивный гиперзвуковик…

Еще мысль.

А что если в  струю водорода (уже отработанного на охлаждении кожуха и попавшего в камеру наружного сгорания)  впрыснуть что-нибудь типа графитовой пыли?
Эти почти абсолютно черные тела мгновенно раскалятся и создадут "термическую баню" от которого водород и нагревается.

По сути дела в этом аду такая пыль будет выполнять роль нагревающих стержней в ЯРД.
Как мне кажется (хотя тут может быть очень хитрая термодинамика)

[alex_semenov]

попробовал прикинуть форму тела...
Насколько я понимаю самое сложное будет сконструировать корабль так чтобы вектор тяги от параболических сопел проходил в нужном направлении и через центр тяжести.

[незлой]

[ошеломлённо] вот это я понимаю -- стим-панк! 

[vsevolodson]

Что вы с формой всё мудрите? Смотрите, пусть тёмный бак с водородом будет цилиндрической формы. Просто чёрная труба из тугоплавкой оболочки, открываемая с одного из торцов. Снаружи на этот бак одет зеркальный "колпак", по форме в целом повторяющей внутренний цилиндрический бак, но диаметром немного больше и с обтекаемым носом. Форма как у баллистической ракеты примерно.
 
 При приближении к перигелию "холодный", зеркальный "колпак" выдвигается вперёд, обнажая чёрный цилиндрический бак с твёрдым водородом, начиная с открытого торца. Полезную нагрузку можно расположить в носовой части "колпака".
 
Ну и пусть сигарообразная "ракета" греется лишь с одной стороны. Достаточно закрутить его слегка по оси - и она будет прогреваться равномерно.

[alex_semenov]

Музыка навеяла…



Еще…
Как быстро происходит весь маневр?
Сам выстрел от Солнца - это 3450 с - это же почти 60 с на 60 минут, то есть час?
Интересно есть ли возможность совершить боковой маневр в процессе разгона?
А можно ли наблюдать со стороны за процессом разгона?
Солнце ведь очень слепит…

Я конечно дико извиняюсь за оффтоп.
Но меня заинтересовала технология несколько в ином ключе чем перелеты к звездам…

Фактически, открывается возможность запустить относительно дешево в мгновение ока космический корабль на скорости 200 км/с из-за Солнца (малозаметно).  Это очень неплохое …  космическое оружие.
Скажем дежурят такие вот болванки на орбите Кларка… 0.1 а.е. Потом сходят с нее и появляются из пекла Светила дюжинами.
200 км/с. Это даже до Койпера…  45 а.е. … 33750000 с полета или 390 суток… Гм…  Если, скажем влепить по ядру кометы болванкой на 200 км/с массой в 1000 тонн? Развалится?
Энергетически это не так уж и много. Всего 4,78 мегатонны в тротиловом эквиваленте. В обще то пшик… Но есть еще и импульс.
Гм…

[vsevolodson]

Скажем дежурят такие вот болванки на орбите Кларка… 0.1 а.е. Потом сходят с нее и появляются из пекла Светила дюжинами.

а теперь посчитайте, сколько дельта-v нужно, чтобы столкнуть на Солнце массу с орбиты в 0,1 АЕ
 
как вы думаете, зачем L_Pt гравиманёвр у Юпитера для достижения Солнца тут приплёл?

[vsevolodson]

Кстати, называется сие умножение импульса в периастре эффектом Оберта.

[alex_semenov]

vsevolodson, как у вас все просто!
И вы хотите таким образом получить 12 км/с истечения?

У корабля вообще не должно быть черных поверхностей. Потому что это означало бы что она нагревается почти как  АЧТ до температуры поверхности солнца. Сколько там? 5 000 К?
Насколько я помню под 6000…
У вас есть материал сохраняющий прочность при такой температуре?.
Нет!
Сопло должно быть зеркальной сложной поверхностью по касательной к которой вдувается водород (возможно с зачернителем) Зачернитель раскаляется до белого каления солнца ( тех самых 5000-6000 К) греет водород и … естественно тянется сзади шлейфом расползаясь по сторонам. А водород (гораздо более легкий) раскаляясь расширяясь и огибая сложный контур одностороннего сопла РАЗГОНЯЕТСЯ назад, отдавая именно соплу импульс вперед. И желательно с хорошим КПД процентов под 70. То есть на сопле тут жалеть нельзя. Его желательно размером с корабль делать. Как у гиперзвуковых прямоточников. Единственное- у тех есть боковая сила тяжести. А у нас ее нет. Что содает проблему.

Весь аппарат должен быть зеркальным. Как новогодняя игрушка. Даже при этом он будет интенсивно принимать тепло. Если же вы что-то там сделаете черным - это станет светиться как поверхность Солнца. Во всех направления. И наружу и внутрь.

[alex_semenov]

а теперь посчитайте, сколько дельта-v нужно, чтобы столкнуть на Солнце массу с орбиты в 0,1 АЕ
 
как вы думаете, зачем L_Pt гравиманёвр у Юпитера для достижения Солнца тут приплёл?

Блин. Ведь знал. Еще по динамике световых парусников… По сути ~700 км мы и получаем  падая "отвесно" на Солнце…

[vsevolodson]

vsevolodson, как у вас все просто!
И вы хотите таким образом получить 12 км/с истечения?

У корабля вообще не должно быть черных поверхностей. Потому что это означало бы что она нагревается почти как  АЧТ до температуры поверхности солнца. Сколько там? 5 000 К?
Насколько я помню под 6000…
У вас есть материал сохраняющий прочность при такой температуре?.

а теперь возвращаемся к посту №1378 и перечитываем 2й абзац

Весь аппарат должен быть зеркальным. Как новогодняя игрушка. Даже при этом он будет интенсивно принимать тепло. Если же вы что-то там сделаете черным - это станет светиться как поверхность Солнца. Во всех направления. И наружу и внутрь.
 

Да конечно. Чтобы за час разогреть до 4000К зеркальный, обильно охлаждаемый корабль, придётся его погрузить в Солнце совсем.