Двигатель для межзвёздных перелётов

[AlexOrex]

Для корабля поколений это означает что придётся запускать всё тысячами и миллионами парусов, несущих запчасти, собираемые в полёте.

Представил себе непрерывный конвейер корабликов, гуськом идущих через перигелий. В инерционном полете кораблики соединяются в тороидальную оболочку, выпускают воздух, из каждого 100-го вылезает 1 человек, из другого 100-го выпускают 1 овцу, из третьего - бочку воды... Для торможения все "рассыпаются" обратно, в целевой системе собираются снова... 

[vsevolodson]

Я тут кое-что подсчитал. Если мы хотим запустить полезную нагрузку с тормозным блоком общей массой 10 Мт, то площадь "чёрной трубки" термического глиссера при разгоне у Солнца составит... 2001 км² Т.е. разгонный блок из себя будет представлять фактически эфемерную плёнку (5 кг/м²) - причём эта величина почти не зависит от стартовой массы. Это совершенно неприемлимо при условии высоких перегрузок. B чём оказалась причина - водород жрёт безумно большое кол-во тепла при диссоциации на атомы и ионизации (для прогрева до 4000К понадобится почти 1ТДж на тонну по моим оценкам)...

[vsevolodson]

Получается, что термический солнечный глиссер не получается. Нихт арбайтен.

[Кремальера]

худо-бедный автоматический зонд, который имеет шанс полететь не через 300 лет, а даже через 50,

Ну так с этого и надо начинать.А в свете открытий,замечательно проиллюстрированных пионэром у доски ,этот шанс вообще удваивается.Хотя изначально я все-таки предлагаю потренироваться "на кошках" и попробовать стрельнуть обычным парусником из перфорированного аллюминия с 0,1а.е в сторону Оорта.Не так затратно выйдет-да и сделать попроще.

[alex_semenov]

Я не совсем понял по поводу мощности поля...
Вы хотите сказать, что более плотный поток протонов "порвет" магнитный парус если мощность поля будет недостаточной?
С чего бы это?
Вообще говоря, магнитный парус работает по принципу магнитного зеркала (в амбиполярных ловушках например) а там динамика процесса отражения заряженных частиц такова, что важным является ТОЛЬКО  угол входа частицы к оси и скорость частиц.
Скорость протонов у Солнца будет скорей даже меньше 500 км/с (тут уже есть цитата).
А плотность потока роли не играет. Она играет только при расчете прочности провода. Чем мощней поток - тем сильней раздувает петлю.

Еще. О токе на напряжение. Затраченной мощности. Я даже как-то растерялся с оценкой напряжения… Где там его мерить? Там же короткое замыкание!

Миллион ампер закачиваются в проводник постепенно. И для оценки мощности  можно просто посчитать энергию поля:



Идуктивность витка с током (первое что нашел):

http://elcut.ru/advanced/one_turn_loop_inductance.htm





Она же (энергия) - энергия тока в петле. Отсюда можно прикинуть за сколько вы можете накачать в петлю эту энергии, зная мощность вашего бортового генератора электроэнергии (способы накачки мне не известны детально, но ясно что их несколько и они не представляют какой-то особо-неразрешимой проблемы).
Кстати.
Петля может работать и как генератор тока (по некоторым оценкам куда лучше чем панели солнечных электростанций в космосе такие петли на орбите Земли могли бы нас снабжать током из космоса). То есть в принципе сам солнечный ветер  может и накачать миллион ампер в петлю. Возможно для этого надо будет раскрыть отдельную генерирующую петлю.

[vsevolodson]

Получается, что термический солнечный глиссер не получается. Нихт арбайтен.

L_Pt, я же обещал похоронить вашу идею 

[ВадимZero]

Я не совсем понял по поводу мощности поля...Вы хотите сказать, что более плотный поток протонов "порвет" магнитный парус если мощность поля будет недостаточной?С чего бы это?

Не порвет, а скорее сомнет конфигурацию магнитного поля.

[alex_semenov]

Парус, это кольцевой сверх проводник он и 1000g выдержит. Другое дело нагрузка при растяжении и колебании кольца, котороя может быть если протоннная нагрузка будет неравномерной.

10 g - не бог весть какая нагрузка на конструкционные материалы! Если бы речь шла о 100 g - я понимаю. Единственное что при таких ускорениях может напрягать - если на борту люди. Но и людей можно на время торможения "утопить" в дыхательной жидкости.
Но люди - вопрос второй (хотя для научной фантастики получается все очень красочно).
Первое что меня волнует - фон-Нейманы. Автоматы. У них больше всего шансов стать первыми (и последними) астронавтами.
Люди тогда скорей всего если и полетят, то только  в виде эмбрионов.
Меня данный привод взволновал именно как бустер дотормаживания. Даже не для разгона.

Еще один нюанс...в том что при большей нагрузке протоного ветра нужно более мощное поле.

Уточните что вы имели в виду. Нагрузка - сила давления? Чем сильней вы давите поле, тем сильней оно сжимается. Это же пружина, так сказать. Хотя… Гм…

[alex_semenov]

Не порвет, а скорее сомнет конфигурацию магнитного поля.

А, вы про это?!



Это аксиальная конфигурация (больше подходит магнитному парашюту), но на ней как раз хорошо видно как плазма сминает магнитное поле...

Гм...  Возможно вы правы. Как тогда оценить минимальную напряженность поля?

[ВадимZero]

Люди тогда скорей всего если и полетят, то только  в виде эмбрионов.

Или днк...

Меня данный привод взволновал именно как бустер дотормаживания. Даже не для разгона.

Для разгона...былобы еще замечательней...

Уточните что вы имели в виду. Нагрузка - сила давления? Чем сильней вы давите поле, тем сильней оно сжимается. Это же пружина, так сказать. Хотя… Гм…

Посмотрите хотябы как изменяеться конфигурация магнитосферы земли под воздействием солнечного ветра. Или взять тот же ваш пробкоторон. Если у вас энергия маг поля достаточна для отражения от пробок, это значит что вы можете любую плотность плазмы создать? Думаю нет.

[vsevolodson]

Цитата: alex_semenov от Сегодня в 15:09:55
    Я не совсем понял по поводу мощности поля...Вы хотите сказать, что более плотный поток протонов "порвет" магнитный парус если мощность поля будет недостаточной?С чего бы это?
Не порвет, а скорее сомнет конфигурацию магнитного поля.

А магнитное поле отдельно от кольца не болтается, а будет тянуть на разрыв за собой.
F = ma
таки порвёт хоть сколько-нибудь большой парус
а людей запускать всё равно не получится

Здесь та же самая проблема, что и с магнитным соплом т/я-взрыволёта. Плазма т/я-взрыва просто разорвёт кольцо посредством резкого сдавливания магнитного поля.

[ВадимZero]

Как тогда оценить минимальную напряженность поля?

Это уже зависит от выбранного сверхпроводника.

[ВадимZero]

Проблема не в том что мы хотим к звездам, а втом что мы хотим к ним очень быстро. Причем хотим сократить время на разгон и торможение. А веть интересных целей в районе 100 световых лет может и небыть. Но если они всетаки найдуться, это может поднять интерес теме звездоплавания.

[alex_semenov]

Ведь это примерно та скорость, которую надо дотормозить чем-то другим после выключения аксиального магнитного парашюта, тормозящего о межзвездную среду!!!

А какое G ,будет у васшей петли при 1500  км/с! о межзвездную среду? Тоесть цифра о переходе к торможению с одного потока на другой общитана или взята с потолка.

Это отдельный вопрос. Переход не обязательно. Торможение на межзвездной среде можно прекратить далеко за койпером, в Орте. Потом идти по инерции прямо к Солнцу (звезде) и там совершать быстрый маневр дотормаживания. Бустирования.
Какова динамика торможения на межзвездной среде?
Вот оценки Зубрина по магнитному парашютированию именно межзвездного корабля:



Видите? До какой скорости "адвансед" тормозит за 800 дней? До 0,056с Дальше - бессмысленно.
На первоначальную скорость не смотрите (а то глаза от счастья вылезут). Смотрите на параболу динамики торможения. Начальная скорость - ерунда. От нее вообще мало что зависти. Но конечная выполаживается так, что самые крутые парашюты не могут тормозить до приемлемых нам скоростей. Нужно что-то для дотормаживания. Я уже весь извелся ища компактный и реалистичный движок для этого последнего этапа…
Это то что мне не хвалало для "одуванчика" как воздуха!

Кстати. А вот по поводу сверхпроводников…



Блин не показываются здесь эти картинки (вырежте из цитаты и посомтрите отдельно)
Все найдено здесь
http://nextbigfuture.com/2010/08/superconducting-nanomesh-films-achieve.html

То есть. Если все это работает - у нас нет проблем с торможением у цели для средних и малых по массе кораблей. Мы можем не тратить ни грамма топлива, ни ватта энергии на этот процесс. Это силшком восхитительно что бы быть правдой… Остается одна проблема - разгон таких кораблей. И он решается вообще говоря с помощью не реактивных а АКТИВНЫХ систем разгона. Тот же лазерный парус, например или поток частиц. Активные системы  снимают проклятье кубического роста удельной мощности от скорости и позволяют запускать корабли даже выше чем 0.1с.
Хотя расплата за это - очень высокая энергозатрата.
Такой корабль даже у очень богатой цивилизации не может быть массивным.

[vsevolodson]

Проблема не в том что мы хотим к звездам, а втом что мы хотим к ним очень быстро.

Да, да желательно долететь быстрее, чем энтропия сделает из вашего корабля поколений развалины. Не следует забывать, что корабль во время инерциального перелёта фактически является ЗАМКНУТОЙ СИСТЕМОЙ.
Надо побыстрее? Целиком не получится. Человек (и его необходимя свита - деревья, рыбки и прочее) слишком рыхл и громоздок.

[ВадимZero]

Вот оценки Зубрина по магнитному парашютированию именно межзвездного корабля:Видите? До какой скорости "адвансед" тормозит за 800 дней? До 0,056с Дальше - бессмысленно.

Видимо картика должна быть..но не видно...

[alex_semenov]

А магнитное поле отдельно от кольца не болтается, а будет тянуть на разрыв за собой.
F = ma
таки порвёт хоть сколько-нибудь большой парус
а людей запускать всё равно не получится
Здесь та же самая проблема, что и с магнитным соплом т/я-взрыволёта. Плазма т/я-взрыва просто разорвёт кольцо посредством резкого сдавливания магнитного поля.

Разрывающие усилия - само собой. Но суть в том что 10 g  это для продвинутых конструкционных материалов не такая уж и невозможная перегрузка.
Во взрыволете импульсный удар. И это создает там куда большие усилия на разрыв. На много порядков большие!  Если я прикидывал, что все равно сможем сдержать (хотя я был возможно наивен) то здесь ситуация во много раз мягче!

[alex_semenov]

Вот оценки Зубрина по магнитному парашютированию именно межзвездного корабля:Видите? До какой скорости "адвансед" тормозит за 800 дней? До 0,056с Дальше - бессмысленно.

Видимо картика должна быть..но не видно...

Да. Я видел. Но других ссылок на эти картинки я быстро не нашел.
Вам голова зачем?
Не знаете как в таких случаях поступать?
Возьмите мой ответ в цитату и там вырежте ссылку на картинки. Если эти ссылки отдельно вызвать - они видны. А движек форума на этих ссылках видимо глчит.
Вообще говоря, движки форумов чем дальше - тем тупее. Масса всякой ненужной срани.  Для дуралеев. "Социальные сети" А что надо бы "разумным людям" для прогулки под ручку по Хрешатику - как не было так и нет!

[alex_semenov]

Проблема не в том что мы хотим к звездам, а втом что мы хотим к ним очень быстро.

Да, да желательно долететь быстрее, чем энтропия сделает из вашего корабля поколений развалины. Не следует забывать, что корабль во время инерциального перелёта фактически является ЗАМКНУТОЙ СИСТЕМОЙ.
Надо побыстрее? Целиком не получится. Человек (и его необходимя свита - деревья, рыбки и прочее) слишком рыхл и громоздок.

Вообще если не зацикливаться на человеке, то наиболее приемлемая ПО МОИМ ОЦЕНКАМ скорость перелета видимо 0.05c. Середина среднего интервала. Здесь еще можно даже для ракеты надняться свести концы с концами.  На такой скорости световой год за 20 лет. Для автоматов вполне приемлемо. На 10 св. лет 200 лет полета. На 100 св.лет 2000…
Может ли объективно понадобится быстрей?
Очень интересно рассуждает Кушиш. Он считает, что межзвездная экспансия будет происходить в режиме гонки (как освоение дикого Запада в США) поэтому, заявляет он, никто не будет скупиться на скорость для фон-Нейманов идущих на гребне волны экспансси. Кто быстрей прилетел тот новую систему и поимел. И ударная волна разума пойдет по Галактике со скоростью света, считает он. Почти.

Ну во-первых надо еще оценить риск недолетать, столкнувшись с плотной средой (тише едешь- дальше будешь, как известно из старой детской игры). Во-вторых. Мои прикидки показывают что даже скорости в 0.2-0.5с выглядят чем-то ну очень тяжело достижимым…
Хотя факт. Для светового парусника КПД привода ~ v/с (минус Доплер-эффект). На 0.1с - 10% на 0.3 - 25%, на 0.5с - 37%  (цифры по памяти нет под рукой графика что я строил…)
Поэтому энерозатраты, вложенные в разгон парусника, получается с увеличением скорости перелета, все эффективней и эффективней.
Другое дело что линейное сокращение лет перелета может быть только за счет квадратичного роста энерозатрат (настоящей валюты вселенной).

Да. Большая скорость перелета (0.5с) может потребоваться для межзвездной войны. В этом случае энергия корабля - это не попусту растраченная на годы энергия а ударная сила. Инструмент достижения цели.

[ВадимZero]

Видите? До какой скорости "адвансед" тормозит за 800 дней? До 0,056с Дальше - бессмысленно.

бесмыслено..пугающее слово....Если тормозить будем не 800 дней а 8000? До скольки до тянем? Еще один плюс..при уменьшении давления на парус размеры магнитного поля выростут.