Двигатель для межзвёздных перелётов

[Фантазер]

Собственно гигантские мощности на старт нужны;почему?Да очень просто,большой УИ приводит к тому ,что практически почти вся энергия реактивной струи,вылетает в "трубу.Такова "беда реактивного принципа.Для того,что бы просто висеть,вертолёту  нужны десятки тысяч (ми-26)киловатт ,ракете Мегаватты.Но иначе нельзя,не хватит рабочего тела (при низком УИ)Поэтому приходится расплачиваться за это повышенным расходом топлива на малых скоростях,плюс ещё гравитационные потери Скажем на НОО у Союза было бы ускорение 13 м \сек ,с земли 3 м\сек.Это и есть гравпотери.
Кстати есть несколько вариантов решения этой проблемы,самый простой ,это бустер- многоступенчатость.

[vasanov]

 Как-то всё больше уходим от Двигателя для межзвёздных перелётов. Разгонная эстакада для межзвёзда это  лазерная, мазерная или ионная подсветка. Одного не пойму, почему все упорно игнорируют запас релятивистских частиц для звездолётов. Релятивистские частицы могут запасать энергию гораздо больше, чем получим от аннигиляции. Если физики релятивисты не врут, с релятивистскими коэффициентами, то и хранить эти частицы можно в малых объёмах, гораздо меньше размеров колайдеров.

[Фантазер]

Как-то всё больше уходим от Двигателя для межзвёздных перелётов.

Ну почему?До скорости в 1\2 скорости истечения,кпд ракетного двигателя меньше  1 ,причём на малых скоростях  приближается к 0.И это пожалуй самый поганый вывод из формулы Циолковского.Относительные потери остаются пропорциональными ,но на больших скоростях чудовищны.

[Фантазер]

Как-то всё больше уходим от Двигателя для межзвёздных перелётов. Разгонная эстакада для межзвёзда это  лазерная, мазерная или ионная подсветка. Одного не пойму, почему все упорно игнорируют запас релятивистских частиц для звездолётов. Релятивистские частицы могут запасать энергию гораздо больше, чем получим от аннигиляции. Если физики релятивисты не врут, с релятивистскими коэффициентами, то и хранить эти частицы можно в малых объёмах, гораздо меньше размеров колайдеров.

А нафуа лишние проблемы?Вам уже обьясняли,что хранение релятивистских частиц практически нереально!
По ПМСМ единственный реальный способ достичь больших скоростей МЗ полёта это Макроны,с предложенной мной самофокусировкой в пакеты вещества и энергии Которые звездолёт догоняет на предыдущих посылках и использует для дальнейшего разгона .
Макроны -микроскопические частицы вещества разгоняемые в ускорителях.

[Фантазер]

Кстати,при лазерном разгоне потери ещё более чудовищные из-за расфокусировки лазерного разгонного пучка с расстоянием.Ещё больше энергии в "трубу.

[alex_semenov]

Кстати,при лазерном разгоне потери ещё более чудовищные из-за расфокусировки лазерного разгонного пучка с расстоянием.Ещё больше энергии в "трубу.

Откуда вы берёте подобный бред?
В который раз слышу... И расползается как плесневый грибок по мокрой стенке!
Если у вас будет ЧУДОВИЩНАЯ (как вы говорите) расфокусировка, то НАХРЕН вообще нужно лепить такую тупую систему привода?
Вы вникали в детали такой системы?
Хоть немного?
Или как все остальные - опираетесь на "интуицию"?

[Dem]

Правильная эстакада - это когда двигатель её часть.
Электромагнитная  катапульта, например.

[Фантазер]

Кстати,при лазерном разгоне потери ещё более чудовищные из-за расфокусировки лазерного разгонного пучка с расстоянием.Ещё больше энергии в "трубу.

Или как все остальные - опираетесь на "интуицию"?


Пример: Для лазерного излучения с длиной волны l = 1,06*10-3 мм, D= 3 мм, b = 1.1, тогда

q d= b l /D=1.1*1.06*10-3/3=0.3887*10-3 рад=0,022269° .
У лазерной батареи  из тысяч лазеров ,ещё больше.И ещё по сравнению с бомболётами ,да и со всеми двигателями -минимальный импульс.

[Александр Овчар]

Как-то всё больше уходим от Двигателя для межзвёздных перелётов. Разгонная эстакада для межзвёзда это  лазерная, мазерная или ионная подсветка. Одного не пойму, почему все упорно игнорируют запас релятивистских частиц для звездолётов. Релятивистские частицы могут запасать энергию гораздо больше, чем получим от аннигиляции. Если физики релятивисты не врут, с релятивистскими коэффициентами, то и хранить эти частицы можно в малых объёмах, гораздо меньше размеров колайдеров.

Пример.
Лазеро-Плазменное ускорение.

Мысленно берем условную панель светодиодов и мысленно светим в полость с "трубками". Примерно как тут
Как тут" Лазерно-плазменный ускоритель нового поколения http://www.laserportal.ru/content_604"

Форм-фактор = 1-2 мм.

Каждый светодиод прожигает в плазме микроканал, что создает кильватерное ускорение в канале (для заряженных частиц). Получается мотор, что может ускорять заряженные частицы до релятивистских  скоростей.

[Александр Овчар]

Каждый светодиод прожигает в плазме микроканал, что создает кильватерное ускорение в канале (для заряженных частиц). Получается мотор, что может ускорять заряженные частицы до релятивистских  скоростей.

http://psj.nsu.ru/lector/lotov/tr_ratio/train1.gif
В кильватерном поле последовательности коротких сгустков частицы могут набрать энергию, в несколько раз большую энергии частиц драйвера

Это к вопросу энерговооруженности. Любая порция материи содержит в себе ЭМ поля - и эти поля существуют сами по себе, не требуя расхода запасов внутренней энергии космического аппарата. И если это можно использовать для ускорения бортовых запасов пропеллента, то потребность в мощности бортовых  источников энергии  как  то значимо уменьшается.

Интересно подумать о законе сохранения энергии в масштабе вселенной, если спросить - почему в материи существуют как то высокие ЭМ потенциалы и т.п.  Может быть это есть полезный ресурс системы, что Природа бесплатно  дарит людям. Что возможно, в масштабе вселенной, этот ресурс (ЭМ поля) был создан во время БВ.
Если причиной БВ было гравитационное сжатие вселенной, когда все запасы материи вселенной совершили грандиозное центростремительное движения и приобрели высокие уровни кинетической энергии. Это была Работа, созданы Джоули и аккумулированы в материи Вселенной.

Тогда разработчики космических моторов могут пытаться извлечь из материи эти Джоули и использовать для ускорения пропеллента. Так как идеальный космический мотор должен быть холодным, то это явно указывает - что , например, реакции аннигиляции - как источники движущей силы для ускорения пропеллента - не могут быть использованы.

[alex_semenov]

Пример: Для лазерного излучения с длиной волны l = 1,06*10-3 мм, D= 3 мм, b = 1.1, тогда

q d= b l /D=1.1*1.06*10-3/3=0.3887*10-3 рад=0,022269° .

То что вы пытаетесь  посчитать - похвально.
Но сразу вопрос.  А почему у вас D - диаметр апертуры аж 3 мм? Вы ЛАЗЕРНОЙ УКАЗКОЙ собираетесь свой парус разгонять?
Да, азы волновой оптики вы знаете. Но вы бы и основателей идеи такого паруса бы почитали бы?
Ну хотя бы последовательей. Скажем, Лендиса.
Я вам открою страшную тайну.
До того как денежный мешок Мильнер с еще живым гением века Хокингом отвалили бабла Любину на "Старшот" и поднялся невиданный хайп вркруг темы у бесчисленных дураков-компиляторов в "мурзилках" (и все заметили идею лазерного привода) были и другие теоретики-предшественники.
Догадываетесь?
Мильнеер с Хокингом НЕ АВТОРЫ ИДЕИ. И даже не Любин.
У нее другие отцы и очень богатая предыстория.
А Мильнер с Хокингом - рябь на поверхности.
В курсе?
Я, например, за пару лет до того как поднялся этот дурной хайп с Мильнером-Хокингом уже перестал интересоваться темой (хотя очень активно в нее когда-то вцепился!). И не потому что тема дрянь. Напротив.Потому что всё что по ней интересного можно было найти и понять я нашел и понял. Более того. Мы (с AlexAV) обнаружили проблему в системе, к которой никто не прикасался еще (доплеровская аберрация). И если ее решить, то всё. Все ФИЗИЧЕСКИЕ  сложности концепции - пройдены. Концепция срастается в своей нише. Одна засада. Бессмысленно это использовать для медленных и средних кораблей (плюс масштабирование концепции вниз, что и делает Любин происходит КРАЙНЕ СКВЕРНО). Это годится только для быстрых и относительно тяжелых звездолётов. Более 0.1с (а лучше 0.5с) и диаметром 10-1000 км  и это означает что подобный привод требует чудовищно много энергии (как и любой привод на такие скорости) и очень специфической полезной нагрузки (постсингулярные технологии). Нужны астросооружения для запуска подобного очень уж жирного звездолёта. Сверхзатраты будут  нужны в любом случае при таких скоростях полёта. Концепция "Старшот" конечно отличается новизной в том смысле что сделать пулю из сами знаете чего. И это ДУРНАЯ НОВИЗНА. Кстати, даже в этом Любин (это главный у Хокинга-Мильнера) не первый. Форвард (с подачи Дайсона) предложил еще в 1984-м концепцию "Starwisp" в подобном духе, но куда более продуманную (хотя и более дорогую, там нужна была ажурная сверхлинза чудовищных размеров на что нужно было бы распустить небольшой железо-никелевый астероид). Любин решил и от этого избавится за счет сверкороткой дистанции выстрела (сделать пулю совсем уже из...) Вообще складывается впечатление что Любин хочет заняться своими любимыми сверхмощными лазерными массивами синтезированной апертуры, а парусник - это такая, отмазка. Прикрытие некого иного (военного?) проекта. И вклад Мильнера  - это "сдавайте граждане валюту!" (на что? на ваше усмотрение!)
Не всё так там однозначно...
Но массовый дебил - он и есть дебил. Он вглубь не лезет. К основам и к истокам. Он что схватил, то и обсасывает как леденец.
Вы с кем (мастера культуры)?

У лазерной батареи  из тысяч лазеров ,ещё больше.

А вот это - интересно. Почему же же ЛАЗЕРНАЯ БАТАРЕЯ будет иметь еще большее расхождение?
Даже Любин с вами бы не согласился бы!
Сдается мне, что тут то ваша "интуиция" вас и подводит.
А ну-ка объясните!

[MenFrame]

А почему у вас D - диаметр апертуры аж 3 мм? Вы ЛАЗЕРНОЙ УКАЗКОЙ собираетесь свой парус разгонять?

А вы этот вопрос адресуете фантазеру?

[Проходящий Кот]

А почему у вас D - диаметр апертуры аж 3 мм? Вы ЛАЗЕРНОЙ УКАЗКОЙ собираетесь свой парус разгонять?

А вы этот вопрос адресуете фантазеру?

Так это слова фантазера и есть.

[vasanov]

Лазеро-Плазменное ускорение.

Мне тоже кажется, что это лучше. То есть, лазером разгоняем адроны, электронами нейтрализируем заряд, получаем релятивистский поток квазинейтральной плазмы. Нейтральный пучёк практически не расходится. Звездолёт, возле себя, ионизирует этот поток и отбирает у него кинетическую энергию обычным магнитным парусом (петля из сверхпроводника с током). Затем снова нейтрализуем поток, чтоб его заряд нам не мешал. Разгоняемся до субсвета. С торможением посложнее, либо как-то рекупирировать энергию потока частично используя её для торможения. Либо предварительно к звезде послать лазерный ускоритель, создать встречный поток и уже им тормозить звездолёт. Энергию для лазерного ускорителя водород и гелий для частиц потока берём от Солнца и звезды.

[vasanov]

Зачем нейтрализовать когда есть пинч-эффект?

Насколько я понял пинч-эффект происходит в газоразрядной плазме. А у нас почти вакуум, там эффект слабо проявится. А вот ионы будут хорошо отталкиваться и ионный поток быстро рассеется. Да, и огромный заряд рядом со звездолётом не хотелось бы иметь, вся экспедиция может закончится большим электрическим бахом.

[равлик]

Более 0.1с (а лучше 0.5с) и диаметром 10-1000 км  и это означает что подобный привод требует чудовищно много энергии (как и любой привод на такие скорости) и очень специфической полезной нагрузки (постсингулярные технологии). Нужны астросооружения для запуска подобного очень уж жирного звездолёта. Сверхзатраты будут  нужны в любом случае при таких скоростях полёта.

Материаллозатраты на лазер с оптической накачкой на сверхразреженных газовых органических красителях (да, такого не делают, потому что оно не имеет никакой пользы в лабораторных условиях, а только плотные газы с электрической накачкой) составляют килограммы на кВт, что далеко до чудовищно много. Каким бы большим не был лазер, его масса удельная по площади (не объёму!) определяется оптической плотностью, которая составляет килограммы на квадратный метр, чтобы поглощать большую часть падающего на него сконцентрированного солнечного света до 10кВт/м² (больше нельзя из-за ограничения температуры тонкого полимерного корпуса лазера, удержающего сверхразреженный органический краситель). Весь лазер полностью органический, то есть водород, углерод, кислород и азот, которых с избытком в комметах.

Более того. Мы (с AlexAV) обнаружили проблему в системе, к которой никто не прикасался еще (доплеровская аберрация). И если ее решить, то всё.

Но собрать пятно диаметром 10 км на расстоянии до триллиона км не такая уж и проблема, а меньше 10 км и не надо при плотностях паруса ~тонна/км², не возится же с запуском аппаратов к звёздам массой менее десятка тонн.

Насколько я понял пинч-эффект происходит в газоразрядной плазме. А у нас почти вакуум, там эффект слабо проявится. А вот ионы будут хорошо отталкиваться и ионный поток быстро рассеется. Да, и огромный заряд рядом со звездолётом не хотелось бы иметь, вся экспедиция может закончится большим электрическим бахом.

Совершенно верно. Когда частицы одного заряда, двигаются относительно противоположного (настоящий электрический ток в проводнике или нейтральной плазме), то сила притяжения между частицами противоположного заряда возрастает и появляется давление, сжимающее проводник или плазму. Или по другому это объясняется с помощью взаимодействия постоянного магнитного поля проводника с собственным током.

То есть, лазером разгоняем адроны, электронами нейтрализируем заряд, получаем релятивистский поток квазинейтральной плазмы. Нейтральный пучёк практически не расходится.

Зачем нейтрализовать когда есть пинч-эффект?

Полное непонимание Частной относительности (СТО) с одновременным псевдоинтеллектуальным бросанием умных словечек. Заряженные частицы в заряженном пучке взаимно почти неподвижны, а потому отталкиваются друг от друга, как бы быстро они не летели относительно ускорителя.

[Фантазер]

Так в формуле чем больше диаметр лазера ,тем больше расхождение.Допплер я не учитывал,но чем больше скорость Звездолёта,тем меньше частота догоняющего пучка,тем меньше передаваемый импульс.
Ну во первых батарею юстировать нужно и желательно в реальном времени..Мощность лазеров должна быть равномерна по всему полю и времени ,иначе ваш звездолёт закувыркается ещё в начале разгона. И с ехидцей.Чем больше размер батареи,тем больше расхождение пучка.Апертура та же ,но вот.линейный размер .В общем задачка ещё та.

[Rattus]

Комментарий модератора раздела

druid3 получает 100% предупреждений суммарно за нарушение п.3.1.е и п.3.1.д Правил Форума. Сообщение удалено.В этой теме и Разделе альтернативные физические теории не обсуждаются.

[alex_semenov]

Так в формуле чем больше диаметр лазера ,тем больше расхождение.

Ой, где?
Я вам давал "учебную" ссылку.



Диаметр пятна (то есть паруса) равен 2.44 на длину волны на фокусное расстояние, делённое на диаметр "линзы" или СИНТЕЗИРОВАННОЙ АПЕРТУРЫ когерентного, монохроматичного излучателя. Чем больше последний параметр, диаметр апертуры, тем меньше диаметр фокусного пятна при прочих равных.
Верно?
То есть чем шире диаметр "излучателя" - тем меньше фокусное пятно. При этом надо понимать что излучатель когерентный (да еще и монохроматичный, что оказыается еще большая проблема чем когерентность). А надо добавить еще и ПЛОТНЫЙ (то есть не имеет внутри себя неизлучающих просветов, так как это ведёт к неприятному эффекту "разряженных решёток", появляется МНОЖЕСТВЕННЫХ боковых фокусов куда расходуется энергия излучателя и только у сплошного излучателя будет ОДИН фокус).

Кстати, почему 2.44? Почему не 1.22? Не интересовались?
2.44 - это "второй ноль" пятна или диска Эйри.



Внутри первого ноля содержится 83,8% всей энергии излучения, потом идет кольцо и "второй ноль"  в пределах этого "ноля" 91%. И вот по нему парус и "шьют".
То есть предполагается (изначально) что на парус попадает 91% всей энергии излучения.
Лямбда - длина волны
L - фокусное расстояние или дистанция разгона. Сокращая L вы уменьшаете и диметр паруса и диаметр излучателя. Но вы увеличиваете необходимое ускорение, то есть давление света и значит энергию на площадь паруса. Это - термическая нагрузка. Раз. Два - вы должны иметь и БЕЗУМНУЮ мощность излучателя что бы выстрелить за короткое время на короткой дистанции L, относительно небольшой по диаметру парус. Это то на что ставит Любин. Но это не самое разумное решение. Разумное решение - не делать пулю из дерьма. Строить большую астроинженерную систему.
Маленький, карманный звездолёт тут не получается.

Допплер я не учитывал,но чем больше скорость Звездолёта,тем меньше частота догоняющего пучка,тем меньше передаваемый импульс.

Да. Без учёта доплеровского эффекта эффективность паруса как ПРИВОДА v/c, где v - конечная скорость. И чем ближе v к 0, тем незаметней вклад эффекта Доплера  (тем точней соотношение). Но если вы разгоняете парус до 0.01с, то это значит что только 1% энергии луча (а для его получения уже затратили БОЛЬШЕ!) превратится в энергию движения паруса при условии идеального отражения и вся энергия попала на парус (а выше мы видим что в лучшем случае 91%).
Почему мечты летать по Солнечной системе на лазезных парусах - ДУРНЫЕ фантазии. Бессмысленно!
Бессмысленно использовать такой привод даже для "средних" скоростей (0.01-0.1с). Только при v=0.25с-0.75с "овчинка стоит выделки".
То есть, если мы разгоняем парус до скорости близкой к света, скажем 0.9999с, то эффективность такого привода должна была бы приближаться  к 1.
Но с  с учетом эффекта Доплера, эффективность фотонного привода падает до 1/2. Как в случае идеальной фотонной ракеты. То на то и выходит. Это всё - квантовые звездолёты. См. приложенный рисунок.

Ну во первых батарею юстировать нужно и желательно в реальном времени..Мощность лазеров должна быть равномерна по всему полю и времени ,иначе ваш звездолёт закувыркается ещё в начале разгона. И с ехидцей.Чем больше размер батареи,тем больше расхождение пучка.Апертура та же ,но вот.линейный размер .В общем задачка ещё та.

Ничего не понял.
Вы все же почитайте ОСНОВАТЕЛЕЙ идеи. А? Отец идеи Робетр Форвард. 1962 год. Независимо идею выдвинул Маркс в 1966-м но он ставил на рентгеновкую длину волны.
Вот отпнавная работа 1984 г.:

Roundtrip interstellar travel using laser-pushed lightsails

Кстати, выложенная Иваном Моисеевым в сеть она до сих пор остается единственной открытой (бесплатной) ссылкой на эту ключевую работу Форварда. Кстати, Форвард планитовал терять значительную часть мощности за счет "прозрачности" паруса (там есть график оптимизиации по массе).
Вообще, я вам вот что скажу.
Если вы начнете погружаться в тему лазерных парусов (и вообще солнечных парусов) вы будете немало удивлены, насколько там всё контринтуитивно.
Хотя на первый взгляд, вроде как всё просто и очевидно.
Это - мнимость.
Со светом всегда так.
Свет - самое волшебное что есть в нашей вселенной. Непостижимое...

[alex_semenov]

Главное, что я хочу сказать. То что я перестал тут педалировать идею лазерного паруса, это не означает что я эту идею выкинул как нерабочую.
НАПРОТИВ.
Эта идея ОТЛОЖЕНА как "нишевая" для БЫСТРЫХ звездолётов у очень богатой, продвинутой цивилизации (предельной, постсингулярной цивилизации).
И вопрос остается лишь в том, можно ли создать звездолёты подешевле, помедленней для менее продвинутых, досингулярных цивилизаций?