Двигатель для межзвёздных перелётов

[alex_semenov]

Глупое заявление: "по законам физики шмель летать не может".

Не шмель, а майский жук. И нет, вполне себе может. По законам физики.

Я за что купил, за то и продал.
На картинке был шмель. В легенде по ссылке - тоже шмель. Жук-шмель - не суть важно.

Просто физическая ТЕОРИЯ, описывающая полет шмеля достаточно сложна (турбулентные эффекты - нелинейная динамика типа ячеек Бенара, там черт ногу сломает) и поэтому нет простого и ясного (наглядного) объяснения "на пальцах" как же это чудо происходит?

Перестаньте, пожалуйста, транслировать сюда научные воззрения прошлого века.

Вы уверены что со мной разговариваете?
Это Я транслирую научные воззрения прошлого века? Кстати какого? XX или XIX?
Этот, XXI век, нас какими-то революционно-новыми воззрениями ПОКА не порадвал.
Легенда про шмеля (или жука, не суть) как раз из XIX века. И я не транслирую ее. Я с нею спорю.

Ну и самое главное.
О двигателях звездолетов у нас есть что-то конкретное?

У меня есть абсолютная уверенность, что можно подобрать такие параметры плазмы, в которой эта реакция не идет.

Ни при каких сколько-нибудь реалистичных. Есть прекрасная работа, где исследуется вопрос при каких условиях могут работать различные виды термоядерного топлива: http://dspace.mit.edu/handle/1721.1/11412

Очень рекомендую. Хорошо изложены и выводы и математика из которой они получены.

Спасибо, пригодится.

Пардон, но я в который раз вижу спор о боре и термояде Алекса с Иваном...
Насколько я понимаю AlexAV говорит о магнитном термояде. То есть очень разряженной (10¹⁵-10¹⁷ частиц/см3) плазме и сильно ЗАМАГНИЧЕННОЙ (ларморовский радиус заметно ниже свободного пробега).
Я здесь тоже имею в виду такую же. Поэтому жечь тут можно только три изотопа. Дейтерий, тритий, гелий-3. Все!
И это прекрасно. Дейтерий и гелий-3 -  распространенные во вселенной элементы. Нам понадобятся сотни тысяч тонн.
Бор, о котором говорит Иван, он собирается жечь в инерционном термояде.
То есть плотная незамагниченная плазма.
Но это другая совсем история.
Я тут ее не обсуждаю (и даже избегаю критиковать).

[alex_semenov]

https://ru.qaz.wiki/wiki/Thinned-array_curse
по другому не знаю как,извиняюсь.
если правильно понял,то:
при рое аппаратов с аппертурой Н нельзя достичь большей плотности потока фотонов,чем от единичного излучателя.на квадратный дюйм,метр или ступню-не имеет значения.
можно много мелких на одну мишень направить.
тут вопрос-если сборник энергии превышает сильно зеркало для лазера-нафига?
считать надо и учиться(это себе говорю).

Не могу смотреть на эти мучения...
Ссылка - ужасная. Она не объясняет в чем суть эффекта ПРОКЛЯТЬЯ АНТЕННЫХ РЕШЁТОК.
И даже в чем эффект.
Эффект следующий.
Пусть у вас есть СИНТЕЗИРОВАННАЯ апертура (фазированная антенна) диаметром D
Дифракционное пятно, которое вы можете получить в таком излучателе на дистанции L определяется уравнение дифракционного предела. Который и используется для расчета дистанции разгона и диаметра паруса.
НО.
Если у вас эта синтезированная апертура  не из цельно-заполненного излучающего "зеркало" площадь S~ D² а состоит из антенн-излучателей суммарная площадь A которых меньше площади апертуры в k раз (между излучающими антеннами есть зазор), то и собираемая в фокусе энергия будет в k раз меньше: k=A/S.

То есть. Вы можете собрать нужное пятно в фокусе интерферометр-излучатель диаметром 10 000 км из маленьких излучателей, расположенных только по краям этого диаметра и собственный диаметр которых "всего" 10 км на нужном фокусном расстоянии L вы получите нужное пятно Эйри. Хитрый прием. Всем приходил в голову. И мне и даже отцу лазерного паруса  Форварду. Но такой хитрый излучатель сфокусирует в этом пятне лишь одну  1 000 000 энергии излученный такой разряженной апертурой излучения в фокус.
Куда денется остальное?
Остальная энергия  попадет на БОКОВЫЕ фокусы. Антенщики скажут "в боковые ЛЕПЕСТКИ"

Это волновая оптика.
Свет это же волна (в некотором смысле)!
Вот смотрите. Известная картина - дифракция волн на двух щелях.



Видите? Появляется МНОЖЕСТВО пиков. По сути  - фокусов. У двух "щелей" их вообще будет бесконечное число (просто чем дальше пик от центра тем он меньше).
Две  щели на рисунке и есть модель разряженной апертуры. Разряженной антенной решетки.
Так будет и с фокусами разряженной антенной решётки.
У нее будет множество фокусов. Один центральный будет иметь максимум энергии. И этот максимум будет собирать k-атую долю всей излученной разряженной апертурой энергии в соотношении "разряженности": суммарная площадь антенн A к суммарной площади синтезированной апертуры S.
Чем разряженней, хитрей апертура, тем меньше энергии...
Природу не обманите!
По мере того как вы будете уменьшать зазоры между отдельными излучателями (и уменьшать диаметр апертуры или увеличивать площадь сплошных излучателей) все больше и больше излучаемой энергии соберется в центральный фокус и все меньше и меньше будет приходится на боковые. Центральный фокус как бы затмит боковые.  Боковые фокусы будут "гаснуть". И когда вы сомкнете апертуру (исчезнут зазоры между излучателями), получите сплошную апертуру, у вас появится ОДИН ЕДИНСТВЕННЫЙ фокус, в котором и будет собрана вся энергия излучателя. Как в линзе, которой вы игрались в детстве.

Понятно в чем физическая суть?
Это грёбанноая волновая оптика. И ничего более!
Когда вы строите синтезированную апертуру для ТЕЛЕСКОПА (не излучателя а приемника), это работает точно так же. Для них разряженная антенная решетка так же имеет множество фокусов:



Вы помещаете приемник в центральный, самый сильный фокус.
А если ваша матрица получается шире (вы хотите рассмотреть детали) то вы получите не четкую картинку а размноженную МЕШАНИНУ, которую придется обрабатывать на компьютере чтобы получить четкую картину.
Если вы воспринимаете планету как точку (а пока нас волнует только такой вид) то "мешанина" не важна.



Нам бы взять спектр. Верно?
Но если мы захотим детали, то мы не увидим резкой картины в фокусе интерферометра.
Так мы увидим в фокусе только СПЛОШНОГО телескопа:



В фокусе супетинтерферометра мы увидим картинку как в старом плохо настроенном аналоговом телевизоре. Наложение множества картинок разной яркости.
Будет жуткая мешанина!
При этом факт, что в фокусе телескопа-интерферометра собирается лишь A/S доля энергии излучателя даже порой положительно.  Так как туда собирается не только полезный сигнал но и шум. Сплошной телескоп такого диаметра просто сжег бы нафик матрицу собранной энергией!
Падение мощности потока можно компенсировать чувствительностью и компьютерной обработкой (математикой).
А вот острота зрение, разрешение - это берется только базой интерферометра. И ничем больше.
Нас не волнуют потери энергии при приеме. Мы это компенсируем чувствительность.
Но при передаче это не так. Потеря уже половины энергии - плохо. А это значит что зазор между излучателями не может быть больше чем диаметр самих излучателей.
Так что...
Я сам долго носился с идеей сильно разряженного излучателя. Много ума придумать это не надо (по сути эта дурацкая идея и приучила меня к идее того что лазерный парус не идея сумасшедшего). Мол, используем некую орбиту вокруг центрального тела 10 000 км или даже 100 000 км и разместим на ней небольшие (10 км в диаметре) 10 000 излучателей. И сможем разгонять какой захотим паруса как угодно долго! И никаких твердых астросооружений! Никаких конструкций размером с планету!
Но не получится.
Статья Форвадра 1984-го года про "Стардайт" (я так и не нашел откуда в нашей литературе этот проект так называется?) и начинается по-сути с разъяснения сути проклятья разряженных решёток. Видимо сам Форвард тоже одно время на эту уловку по-наивности ставил (волновая оптика не интуитивна), но... не судьба. Не зря эффект назван "проклятье".

При этом он сам не открыл эту проблему (он вроде ссылается на открывателя в статье, надо смотреть). С ней, кажется, столкнулись радарщики, собирающие для военных фазированные антенны. Они не только принимают но и излучают.
Предвижу вопрос о сплошная-не сплошная. Где граница?
Ну вы знаете что "сплошной" антенна будет если шаг "отражающей сетки" ее излучателей МЕНЬШЕ длины волны излучения (лучше 1/4 длины волны).


 
Надо проверять в тазике с водой. Но в том же опыте с двумя щелями, наверняка, если две щели расположены на расстоянии МЕНЬШЕМ чем ширина каждой, то это будет по-сути одна щель.

[alex_semenov]

рахмат за контрольный)
хочешь не хочешь,а без больших штук к звёздам не прорвёшься походу.

Да я сам долго втыкал когда прочел. Рахмат прежде всего Ивану Моисееву (который тут бывает). Это он сканировал и выложил в сеть ту знаменитую статью Форварда (и кстати она по-прежнему кажется остается единственным источником в сети. На западе за такие вещи надо платить деньги. Поэтому даже англоязычная вики ссылается на Ивана). Лет 10 назад, как только дорвался до нее, я ее взялся читать. И тут такая засада! Проклятье разряженных решёток!!! Крушение всех юношеских надежд...
НО ПОЧЕМУ?!!!
Мне понадобился еще наверное месяц чтобы понять волновую природу процесса...
На самом деле все просто.
Природа коварна!... "Как баба" Но не зло намерена...

а как может получиться?

Я много много лет назад объяснил как.
Гравицапа Семенова.



Как тут некоторые злобно шутят "паропанк".
Это астросооружение. Пузырь надутый из небольшого (не более 200 км в диаметре) планетоида (полностью разбирается машинами-саморепликаторами и собирается в искусственное сооружение больших размеров).
В ПОЛОМ центре работает термоядерный реактор, сжигающий дейтерий (добытый на этом же теле). Через бомбы. КВС. Технологией мы уже владеем. Остались детали. Утилизация тепловой энергии. Масса вкусных "паровых" деталей.
На поверхности ядра (270 км в диаметре) -  миллион или даже миллиарды газовых турбин, которые питают электроэнергией излучатель. Эти турбины вырабатывают энергию, эквивалентную выработке энергии цивилизацией I-го рода по Кардышеву. Меньше не получается никак.
Главная проблема - холодильник для этой электростанции. Вот почему "гравицапа". В холодильнике работает гравитация. Естественная конвекция. Видите оболочку больше Луны? Это и есть радиатор. Тонкость идеи в том, что газовые турбины выбрасывают газ с поверхности ядра прямо в атмосферу под оболочку астросооружения (которое в по-сути пустое). Газ поднимается вверх (есть же гравитация, гравицапа! Большая часть массы в ядре!) и отдает тепло тонкой оболочке, конденсируется на ее поверхности (может быть разный газ, возможно даже вода-пар, возможно углекислота) и стекает по множеству труб (не показано) вниз к турбинам как охлажденное рабочее тело (за одно крутит гидротурбины, но этот вклад невелик, так как гравитация небольшая).
Другой подход - обратный. Подавать по трубам нагретый газ (он самотеком пойдет) к оболочке. Там он растекается, охлаждается а потом (как более холодный) оседает к ядру, где его засасывают как охладитель.
Размер оболочки не может быть меньше просто из законом термодинамики. Все та же проблема радиаторов о которой тут недавно говорил Штерн.
Зачем я все это напоминаю?
Посмотрите. Там же нарисован и излучатель (который делает гравицапу неотличимой от "Звезды смерти").
То что размер СИНТЕЗИРОВАННОЙ СПЛОШНОЙ АПЕРТУРЫ излучателя (600 км или 1000 км) на полюсе гравицапы - ничтожен в сравнении с самим генератором энергии.
Эта "звезда смерти" (скорей всего где-то в Койпере) предназначена не для дурацкого разрушения планет (непосильная и глупая задача) а для разгона очень тяжелого (50 - 100 тысяч тонн) лазерного паруса до половины света.
То есть это ПРЕДЕЛЬНАЯ технология звездоплавнаия до которой любая высокоразвитая цивилизация могла бы дотянуться. Это предельный фотонный звездолет. Или квантовый звездолет.
Да тут нужен ИИ и саморепликаторы.
Нужна технология не отличимая от магии (третий закон Кларка).
Но факт что проблема интерференционного предела, диаметра сплошного излучателя МЕРКНЕТ на фоне иных проблем (та же термодинамики генератора луча или даже другая оптическая задница - доплеровская аберрация).

Сейчас все бросились заниматься лазерными парусниками потому что Хокинг с Мильнером ударили в гонг...



И ДУРАКИ БРОСИЛИСЬ ТОПТАТЬСЯ ВОКРУГ ЭТОЙ ТЕМЫ!

Но я эту тему для себя "закрыл" еще за пару лет до этого "удара в гонг".
Я ее не отмел.
Я понял ее ограниченность.

Перве. Я понял, что идея НЕ ГОДИТСЯ для медленных звездолетов. Разгонять парус до 1% света, использовать менее 1% затраченной на разгон лазерной энергии!
Даже разгонять до 10% света парус кажется сомнительным. РЕАЛЬНЫЙ диапазон скоростей 25-50% от света. Меньше - падает эффективность (конкурентоспособность привода) выше - надорветесь вкачиваться энергию (проявляются релятивистские эффекты в полный рост).

Второе. Идея ПЛОХО масштабируется вниз. Формула дифракционного предела не позволяет вам уменьшить и диметр паруса (форусного пятна) d и диаметр D "линзы" излучателя при заданной дистанции разгона L и длине волны лямбда.
Уменьшаешь d, растет D. Поэтому лучший квантовый звездолет - ТЯЖЕЛЫЙ (парус в много км в диаметре). Тогда вы можете сделать излучатель размером с небольшое небесное тело, а не с орбиту Луны вокруг Земли.
Конечно, можно поиграться с фокусным расстоянием. Дистанцией разгона. Что и делает Любин (автор проекта Мильнера Хокинга). Но это ведет к чудовищным нагрузкам на парус. Кроме того, это ведет и к росту МОЩНОСТИ излучателя. Что не есть хорошо.
Еще одна идея - уменьшить длину волны. Кстати второй отец иди, Маркс, как раз считал что только РЕНТГЕНОВСКИЕ лазеры сделают подобную идею реальной. Форвард пошел иным путем. Его не испугали размеры (астросооружения). И я тоже считаю что путь Форварда разумней пути Маркса (третий путь, путь Любина).
Но как бы мы не крутили, мы не можем вырваться из проклятья размерности.
Посмотрим что команда Любина навыдумывает... Но мне кажется они строят лазерную пушку для вояк под предлогом полета к А-Центавре.

Главная засада, как для меня (на этом я и закончил свои искания вокруг лазерного паруса) - открытая нами с AlexAV еще на "Новостях космонавтики" проблема никем не поднятая.
Он обратил внимание на это именно тогда, когда я носился с идеей РАЗРЯЖЕННОЙ апертуры.
Про проклятье решетки он не сказал (не знал?). Но он заметил тогда, что для подобного интерферометра (с базой в 100 000 км) очень критичен будет доплеровский эффект.
Там примитивная математика на уровне 3-го класса школы.
Когда мы рисуем волновые фронты и интерференционные картины в них (а эффект линзирования - такая картина) мы предполагаем не только строгую КОГЕРЕНТНОСТЬ всех точечных излучателей ( на что все обращают внимание играясь с синтезированной апертурой и диаметрами) но и куда более строгую МОНОХРОМАТИЧНОСТЬ всех излучателей....



Но даже для очень качественных лазеров монохроматичности нет и быть не может. "Одна длина волны" размазывается даже тепловым движением излучающих частиц. А если и сами  излучатели КОЛЕБЛЮТСЯ друг относительно друга (один идет на точку фокуса, а второй от нее) то опорная длина волны будет у краевых излучателей уходить, рассагласовываться, что разрушит интерференционную картину в фокусе на дистанции L.
На СВЕТОВЫХ ГОДАХ (а для нормального разгона парусника нужно фокусное расстояние в световой год) даже очень небольшие колебания излучателей отностительно друг друга будут разрушать интерференционную картину очень быстро (на долях светового года).
Это указал Алекс для моей дурацкой идеи с кучей спутников-излучателей вокруг спутников Юпитера (тогда я собирался использовать магнитное поле Юпитера как генератор ток и по-сути разгонять лазерный парус за счет кинетической энергии вращения тяжелой юпитерианской луны).
Я тогда согласился с его замечанием (как не согласится с такой простой идеей?) и отложил в сторону вопрос. Потом я прочел про проклятье решетки у Форварда и совсем забыл про замечание Алекса. Оно касалось ведь очень больших баз у разряженной решетки!!! Ну если у нас не получается собрать сверхапертуру, то и проблемы доплеровской аберрации не возникнет! Значит апертуры будут ну 100 или 1000 км  в диаметре максимум. Как сплошная конструкция. Что как бы снимает проблему доплеровской аберрации.
Но...
Когда я собрал в кучу все решения (а они все инженерно мыслимы, даже все узкие места посчитал!) в гравицапу, я решил пересчитать траблу, о которой говорил Алекс для излучателя гравицапы. То есть не качественно а количественно ее оценить. И тут я увидел КОЛИЧЕСВЕННУЮ сложность проблемы. Она зашкаливает.
То есть собрать интерференционную картину в фокусе на световой год прежде всего сложно не из-за диаметра апертуры (да, нужен огромный диаметр) а из-за чудовищной МОНОХРОМАТИЧНОСТИ излучения.
Да, я придумал, как это в принципе можно было бы компенсировать (эффект блуждающего пьяницы тут помогает!). Активной оптикой. Проблема не кажется совсем уж неразрешимой. Но величины точности которая при этом должны быть достигнута.... Она просто ФАНТАСТИЧЕСКАЯ!
Они на 10 порядков выше чем то что сейчас достигнуто в самой современной оптике.
И на фоне этой проблемы, проблема 1000 км апертуры (для 1000 км в диаметре парусника, парусник тут нужен немалый) просто меркнут.
В паре с этой идеей я придумал идею "Глаз Ра". Родственную. Еще одна предельная технлогия не отличимая от магии. Сверхнаблюдатель который видит почти все в видимой части вселенной...

В ОБЩЕМ.
Квантовый звездолет, фотонолет, лазерный парус - это аппарат доступный СВЕРХ цивилизации. Цивилизации которая давно уже вышла к пределу технологически возможного.
Это предельная машина.
И бедные (молодые да ранние) цивилизации мечтать о таких машинах просто не могут.
На этом я тему для себя закрыл.
Лазерный парусник это такая же предельная технология как зонд фон-Неймана. По сути только в паре с ним она и реализуем (если у вас нет самореплицирующийся в космосе машинной формы жизни, вы ни за что не сможете построить гравицапу Семенова).
Подобную технологию СЕЙЧАС можно использовать только для твердой научной фантастики. Очень хорошо она подходит для романа о неких берсеркерах, о чистильщиках ксеноцидерах. Именно им нужны такие быстрые и тяжелые (что бы нанести если надо релятивистский удар по цивилизации-клиенту) звездолеты.

Мирным же цивилизация нунжны другие, менее экстремальные решения.

[alex_semenov]

собираемая в фокусе энергия будет в k раз меньше: k=A/S.

Мне дураку никак не поймётся - куда делась энергия? Закон сохранения энергии вроде бы никто не отменял.

Петрович!!! Житие моё!!! Вы же оптик! В боковые фокусы!!!
Вы же меня и просветили по поводу того (я дебил не знал) что в фокусе сверхинтерферометра ("Око Ра") вы не увидите четкой картины...
Увидите "месево" которое надо долго и нудно обрабатывать (благо сейчас это не проблема).
Вы мне тогда  даже фото вроде прислали (не могу найти на вскидку его) как будет выглядеть ТОЧЕЧНЫЙ источник в широкоугольном интерферометре.
Этакий узор из разной степени яркости точек...
В случае интерферометра-излучателя (разряженой решетки) будет так же. Энергия будет РАСПРЕДЕЛЯТЬСЯ по боковым фокусам. А в самый мощный центральный фокус попадет A/S.
И только в случае сплошной апертуры фокус будет один.
Не знаю применим ли тут термин "мода"?
Разряженная апертура создает многомодовую картину фокусировки.

[alex_semenov]

В центре работает термоядерный реактор

которого нет

Ну почему же нет? Речь идет о сфере (хитро заполненной тепловым аккумулятором) в центре которого взрывается время от времени супер-пупер (Трампу и не снилась) водородная бомба....
Я даже ее нарисовал...



Кстати, там, я лоханулся.
Я считал энергию сгорания только дейтерия. Тогда я еще не углубился в особенности работы термоядерных бомб и не понимал, что в бомбе горит не просто дейтерий. Производные от горения дейтерия (тритий и гелий-3) тоже горят (с тем же дейтерием) и в итоге калорийность жидкого дейтерия не 20 кт/кг а 80 кг/кг. В 4 раза больше. То есть масса дейтерия нужна в 4 раза меньше, ну и размер бомбы будет в 1.6 раза (корень кубический из 4)  меньше.
Но все равно в сравнении с ракетный крейсером "Юрий Долгорукий" такая бомба... внушает!
 
И ведь за сутки надо взорвать несколько подобных бомб (не помню уже сколько) что бы "топка не остывала"! 

"немного" странно получается - под рукой целая звезда, а мы строим "гравицапы" для производства энергии

Нет ничего странного.
Во-первых, вам же не кажется СТРАННЫМ что на Земле столько солнечной энергии, а люди спокон веков норовят уголь, нефть, газ, уран жечь...
С чего бы это?
Потому что ПЛОТНОСТЬ энергии - вещь качественная.
Я тоже думал, почему не станция Кларка? (этакий супергенератор на орбите 0.1 а.е. от солнца, передающий энергию по лучу к потребителю)
И или даже... солнечный лазер... То есть использовать энергию хромосферы звезды для накачки супер-лазера.
Мы ведь тут МАССУ ИДЕЙ переобсуждали за эти годы! Почти все разумное и мыслимое перебрали.
Но транспортировка энергии... это дополнительный геморрой.
А собственно ИЗЛУЧАТЕЛЬ лучше расположить в очень удаленном от Солнца месте. Я же сказал - в Койпере или даже в Оорте.
Просто потому что слабая гравитация (край гравитационной ямы) позволит достигнуть немыслимой ювилирности адаптивной оптики.
Ну и плюс нет проблемы с передачей энергии.
В данной машине все - ЧЕРЕСЧУР. Гротескно. Все на грани. Даже ее дурацкая "паропанковость". В этом есть некий изыск (я бы сказал).
Но самое главное.
Во-вторых.
Хотя сооружение выглядит чудовищно-немыслимым, в сравнении со сферой Дайсона это вообще то "карманный" объект.
Да, астросооружение. Но по-сути невидимое на фоне Вселенной.
Сфера Дайсона - другое дело.
То есть тут еще и скромность задумки... она тоже украшает...
 

мильнеровский прожект - фигня

Фигня не фигня, а "народ баламутит".

а кому нужен именно медленный звездолет?

У Штерна спросите. Он недавно "тут" выступал.
Послушайте. Полет к звездам - дорогое мероприятие. Это как война (по мне так заменитель войны но не абсолютный). И значит это стратегия. Это всегда попытка добиться того, на что у тебя никогда нет ресурсов. А значит всегда встанет вопрос об ОПТИМАЛЬНОЙ  скорости полета к звездам.
Вон Штерн считает что можно и 1000 лет лететь (правда выводит предел через магнитную защиту).
Лично я считаю, что 5% света своего рода оптимум для разумной экспансии. То есть уже 10% - этакий экстрим. 25% - это уже "мне в Париж по делу срочно!"
Это значит у вас горит (скажем хотите не медленно от звезды к звезде перепрыгивать на 10 св. лет а сразу рвануть куда-нибудь на 100-200 св. лет).
Кстати. Я тут не рассматриваю ПОВТОРНЫЕ перелеты.
То есть корабль достигает цели. Закладывает цивилизацию (не важно какую, людскую, машинную...) и ... устанавливает контакт. То есть экспансия строти СЕТЬ. Далее обмен между звездами только информацией по радио/лазерному лучу.
Возможно разные экспансии (разные культуры) строят свою сеть, которая в узлах сложно переплетется. Но даже если мыслимы полеты туда-сюда между уже колонизированными мирами, то это уже совсем другая история чем полет в один конец без возврата, на неосвоенный фронтир.

лучший квантовый звездолет - ТЯЖЕЛЫЙ

и это тоже плюс, а не минус

Ну не скажите! Зачем же платить лишнее? А если завтра откроют наносаморепликаторы? И высяснится что для колонизации соседней звездной системы достаточно запустить туда пару пылинок? Зачем же тысячи тонн отправлять тогда?
Верю ли я в такой прогресс?
Нет. Но я должен допускать ВЕЕР возможного будущего. Я полагаю, что настоящий космический саморепликатор будет все же тяжелым. Просто потому что повезет с собой СТАРТОВЫЙ запас необходимых материалов. Как я это называю "яйцо". И это не менее 1000 тонн. При этом я не верю в нано. Я просто не вижу в нано нужды. Использовать нано-эффекты? Разумеется. Мы уже сейчас их используем. Но микро - вполне тот же эффект (всякая живая, жидкая материя, как Т-1000 в Терминаторе) а физика уже наша, ньютоновская (куда более удобная для инжиниринга). Да ивообще мелкие машины - это не всегда достоинство. Не зря эволюция, как толко получила возможность (эвкариоты) стала рваться с уровня микро на уровень макро, породждая машины выживания чудовищных размеров...



В технологиях тоже так.
Но ясно что гигантомания - это уже тупик. Что занадто, то не здраво...

проклятье решетки

тогда не будут единицы роя работать одновременно
будут "пулять" в парус по очереди

Да не сработает это.
Пулять по очереди? Вы понимаете что вы имеете дело с ВОЛНОЙ?
Не частицами. Хотя кванты - частицы таки...
Ну не важно.
"Пулять по очереди" - это уже совсем другая история. И мы ее тут тоже развивали. Это называется "луч материи". И кстати там как раз развивать и развивать.
Просто к этой идее не прикаснулся своими миллиардами никакой милиардер и поэтому СТАДА ИДИОТОВ не побежали вокруг нее плясать.
Но всему - сове время!
Когда бог создал время, он создал его достаточно!

тогда излучатели в самом деле гигантские, но не предельно
и расположены на разноудаленных орбитах, так чтобы передавать "штафету" разгона
проблема их накачивать, но этим займется меркурианский рой преобразователей, тоже "стреляя" по очереди, а не скопом, по энергоприемнику собственно разгонных излучателей
просто инфраструктура усложняется, да режим ее функционирования

Я понимаю что вы хотите использовать эффект роя. Как у Лема в "Непобедимом" или у Крайтона...



Все хотят. Но...
Я думаю что у этой идеи тоже есть свои "границы" возможного. И не получится выехать только за счет этого.
С оптикой точно не получится.

Мирным же цивилизация нунжны другие, менее экстремальные решения

странный вывод
тут уже говорит не Семенов-математик, а Семенов-идеолог, с коим не так интересно общаться

Я дрянной математик и слабый физик. Более того. Я даже не рискну назвать себя инженером ибо все мои "разработки" - умозрительны.
Художник? И то - в этом почти все - изрядная горькая самоирония.

Об идеологии. А что вам не нравится? Вы все еще верите что выход на ступеньку НТР избавит нас от войны, истребления, геноцида-ксеноцида?
Да, мы с вами родились во времена, когда ТАК КАЗАЛОСЬ.
Но эти времена уходят. Безвозвратно и очень быстро.
Не заметили? И кто тут  идеолог (рьяный поборник отживших идеологий) - надо еще разбираться!
 
Я вот например прям сейчас слушаю Фененко... И вам рекомендую... Мало ли что кому мимолетно казалось на пике НТР?
Померещелось и прошло. И снова встает Экклизиаст... Что было то и будет...

Вы меня с кем то спутали.

Блин, вы хотите сказать что старею?

Боковые фокусы в парус попадают? Если да - то значит вся энергия идёт на разгон парусника. Или я не понимаю чего то?

Нет. Не попадает.
Даже одномодонвый, единичный фокус НЕ ВЕСЬ попадает в парус. Правда в том что все равно кольца остаются.
То есть центральный пик, потом провал, потом опять "валик", и так ... до бесконечности.



Центральный пик 80... блин забыл точно сколько процентов всей энергии луча. То есть уже до 20% потеря на оптике. На ИДЕАЛЬНОЙ оптике!!!

Ну а если у вас разряженная решетка, то все... труба... Боковые фокусы будут (надо считать, но не знаю как) на астрономические денницы, если не в доли светового года при дистанции фокусировки в световой год. В общем забудьте про разряженную решетку. Я думаю, не сработает идея разряженной решетки.
Да и не стоит она борьбы за нее.
Другие сложности ее просто затмевают.

[alex_semenov]

Именно. Поэтому, это все проблема для тех кто строит антенны с ФАР, но не проблема для тех кто собирается строить рой излучателей у которых длина волны << апертуры каждого отдельно взятого излучателя.
Рой таких излучателей - это не ФАР, елы палы. Это "проклятие" его не коснется.

Коснется.
Если вас не убеждают картинки с интерференцией... то обратите внимание вот на что (думаете я сам не плакал, не бился в истерике по поводу этого проклятья?)
Точная формулировка проклятья ничего не говорит о длине волны (в отличии, скажем, от закона интерференционного предела). Хотя этот вывод делается именно из волновой оптики. Но длина волны в выводе СОКРАЩАЕТСЯ! Она неважна! Проклятье четко и однозначно говорит о соотношении площадей. Все!
Волна может быть любая. Хоть гамма-кванты!
Более того.
Фазированная решетка НИКАК не отличается от массива антенн. От слова "совсем".



Каждый кусочек параболоида размером с длину волны по-сути ИЗЛУЧАТЕЛЬ (закон Гюйгенса, кажется). Вместо вогнутой чашки с одним излучателем (направленным более-менее) в фокусе, вы можете тут поставить ПЛОСКУЮ поверхность заполненную мозаикой активных всенаправленных излучателей как в ФАР и получите то же самое.



Просто "фару" с одним излучателем надо ФИЗИЧЕСКИ вращать при малейшем изменении положения фокуса. А ФАР можно вращать "логически" (управляя сдвигом фазы в каждом отдельном излучателем электронно) в очень широком пределе "наклонов" антенны. Этой ФАСЕТКОЙ как глазом мухи вообще можно смотреть сразу во множество сторон. В этом вся суть перехода от обычной антенны радара к ФАР. Очень важная суть для военных (купленная очень дорого! Каждый участок антенны размером с длину волны управляется своей электронной схемой!!!!). Но в нашем случае это РАЗЛИЧИЕ несущественно. Что в лоб что полбу.
На очень небольших (микрометры) длинах волн бессмысленно делать столько всенаправленных излучателей как в ФАР (микрометровых излучателей с шагом в микрометр).

Я смотрю народ вцепился в эту идею крепко (я сам с ней долго спал и видел сладкие сны)!

Ну что? Надо звать Вия AlexAV!
Нашего Ландау!
Он рассудит наш спор. Как гуру от физики.
И кто поднимет ему веки?
 

[alex_semenov]

Естественно. Синонимы и не могут отличаться.
Но рой != ФАР. Это не меняет ничего?)

ФАР и есть РОЙ. Рой, где каждая "особь" работает синхронно с остальными (создает нужный сдвиг фазы).
Так работает всякий оптический концентратор или излучатель.
Линза. Зонная пластинка, мениск, параболическая антенна-зеркало или линза Френеля (паралинза, не то же что зонная пластинка).
Кстати, зонная пластинка (прозранчные и непрозрачные кольца) как раз тоже "разряжена" и это приводит к тому что у нее тоже возникает несколько фокусов но уже ВДОЛЬ линии фокусировки. Половина энергии в главном фокусе "ПРОПАДАЕТ" (что очевидно из закона прокляться разряженных массивов, учитывая что половина площадит излучателя просто "пропала" в темных кольцах, хотя на самом деле ВСЯ энергия луча оказалась по ту сторону линзы, просто распределенная в цепочке фокусов).
Любой такой излучатель (переизлучатель) формирует волновой фронт.
И не важно как вы организовали СИНХРОНИЗАЦИЮ, нужный профиль волнового фронта.
Когда у вас массив тарелок, у вас иерархическая синхронизация. Если фар из ненаправленных излучателей - параллельная организация. То есть в массиве тарелок вместо миллиарда трилионов отдельных излучателей (со своим собственным подводом энергии и управлением фазой) у вас они собраны с миллион групп (тарелок). Но предаврительно каждая из миллиона тарелка строго синхронизирована с неким начальным эталоном частоты и фазы.
Третье решение - звезда. Когда один излучатель в центре одной тарелки.
ФАР это фасетка вместо линзы.
Между ФАР (параллельное управление) и моноизлучателем (звезда), есть промежуточное решение (что кстати глаз мухи и делает) - массив мелких линз. Двухуровневая иерархия.
Но не важно одна линза, массив линз или вообще без линз (вот это - ФАР). Важно формирование правильного волнового фронта.
Как - это уже шашечки.
И если в этом генераторе профиля волнового фронта у вас ДЫРЫ (нет там фазирования, молчит место в фронте), эти дыры создадут БОКОВЫЕ фокусы, куда и уйдет часть энергии. И закон неумолим. Чем шире вы расставляете линзы (разрядите массив), тем больше вы теряете в боковых фокусах.

Так зовите.
Мне тоже интересно.

Инициатива наказуема?
 
Хорошо. Я ему написал просьбу и дал ссылку.

[alex_semenov]

День добрый.

ФАР и есть РОЙ. Рой, где каждая "особь" работает синхронно с остальными (создает нужный сдвиг фазы).

Непонятно, причём же тут ФАР, когда изначально речь шла об облучении парусника несколькими сверхмощными лазерами? Как я понял, задача роя из нескольких лазеров - увеличить световой поток у парусника, ибо тогда будет выше световое давление на парус.
 
Вряд ли возможна работа роя как ФАР по нескольким причинам:
- у лазера возможен уход частоты от ном. значения, т.е. источник нельзя назвать строго монохроматическим;
- отдельные излучатели работают несинфазно;
- расстояния меж отдельных излучателей непостоянны во времени. Одно дело клепать прецизионные наноантенны, а совсем другое - кидать на орбиту сверхмощные газовые лазеры. Орбитальные излучатели невозможно соориентировать друг с другом с нанометровой точностью.

Ну если так, то у вас ВООБЩЕ НИЧЕГО НЕ ВЫЙДЕТ!
Давайте тогда совсем с азов (я слишком хорошо о всех вас "изобретателях" подумал?)!
Если вы не собираетесь СИНТЕЗИРОВАТЬ из вашего роя некую апертуру диаметром D (тысячи км) то как вы сфокусируете поток электромагнитной (не важно лазер, мазер... один хрен) энергии на огромную дистанцию L (ориентировочно - световой год, в лучшем случае десятая года, хрен редьки не слаще)?
Формула дифракционного предела что гласитт?



Любой луч расходится. И очень быстро.  Сходится он только при определенном соотношении D - диаметра АПЕРТУРЫ излучателя к дистанции L.
Узкий тонкий лучик из излучателя выходит у Толстого в "Гиперболоид инженера Гарина"



Но мы знаем, что это - глупость (ошибочный перенос законов линейной оптики в области где работает волновая оптика).
Если вы хотите передать волновую энергию на дистанцию L, вам нужен излучатель с ШИРОКОЙ апертурой. И чем шире апертура по кторойо вы РАЗМАЖЕТЕ, РАСШИРИТЕ излучаемую энергию, тем более направленны получается луч, поток энергии. Чем шире луч, тем меньше он расходится. Чем уже апертура, тем сильней расходится луч.
Тлстой нас развел. Понимаете?
Поэтому даже "боевые" лазеры представляют из себя этакий ТЕЛЕСКОП где луч, прежде чем отправится к цели, максимально расширяется.
И чем больше диаметр такого телескопа, тем дальнобойней получается "гиперболоид".



Еще пример ИЗ ЖИЗНИ (а не из дурацкой фантастики).
Если вы смотрели сериал "Теория большого взрыва", там есть эпизод как команда этих ботанов развлекалась на крыше лазерной локацией Луны.
Помните? Поучительная история, как нормальные люди не могут понять чему они там так радуются (копия эпизода того как Берия не мог понять что ему показывает Курчатов, щелчки какие то? Ну защелкал датчик... А где цепной процесс первый в Европе?).
И там у них лазер стреляет по Луне ЧЕРЕЗ ТЕЛЕСКОП. Заметили?
С чего бы это?
С того, что чем шире апертура излучателя, тем меньше будет пятно на Луне и значит плотней поток, который отразиться от уголкового отражателя оставленного на Луне (и тем легче увидеть в тот же или иной телескоп отражение лазерного луча от Луны).

И вот теперь возвращаемся к рою.
Если ваш рой никакая не синтезированная апертура (диаметром D) не разряженная решетка, дальнобойность вашего роя становится совсем мизерной. Тогда фокусное расстояние на которое добъет отдельный "телескоп" резко ограничивается диаметром отдельных апертур излучателей в рое... Сколько она у вас там? 10 метров? 100 метров?
Сами посчитайте! Это же курам насмех!!!
Это даже до Луны (наверное)  не хватит! Не говоря уже о световых годах!!!

Почему у Любина массив излучателей должен быть 10 км в диаметре?
Ась?
А там как раз (зуб даю! я знаю о чем говорю! я на этой теме собаку сожрал уже!) СИНТЕЗИРОВАННАЯ апертура и предполагается. Плотная такая антенная решётка. То есть все миллионы излучателей должны работать очень в унисон как один мощный лазер...



Какой ДЕБИЛ это рисовал? Не знаю. Любой знающий физику скажет что художник - идиот.
Я про лучики "гиперболоидов" из каждого излучателя. Хер_бы, дурак, себе на лбу нарисовал бы!!!
Но народ нынче - совсем идиоты?
Ясно что луч тут синтезированый диаметром 10 км РАЗМАЗАННЫЙ по всему диметру поля. Даже не отдельного излучателя. Понимаете?
Зачем?
Потому что даже ускоряя граммовый парус-пулю с ускорением в 60 000 g вы получаете НЕОБХОДИМОЕ фокусное расстояние в миллионы километров. И даже для такого расстояния (уловка Люибна - максимально сократить дистанцию фокусировки за счет чудесной зеркальности паруса, получится-не получится, но идея именно в этом) вам нужен диаметр излучателя (монохромного и когерентного) в ~10 км! 10 км, Карл!!!  Не меньше!
Там все (через формулу дифракционного предела) очень  линейно завязано друг на друга.
Ну увеличили вы диаметр паруса в 100 раз, вы, можете  уменьшить в итоге ускорение в 100 раз (но масса возроста в 100 раз и значит мощность еще в 100 раз!)... Диаметр излучателя вам нужен все равно 10 км. То на то и вышло.
При нормальном же разгоне (примерно 1g) не выстреле, а именно разгоне, вам понадобится световой год фокусного расстояния и апертура ... сами посчитайте сколько тысяч км.
А ваш рой...
Это даже не идея.
Это сказки идиотов ничего не понимающих в ЭЛЕМЕНТАРНОЙ оптике!
Это даже не твердая фантастика!
Это фентези ни о чем!
Вы что, думаете Любин ДЛЯ КРАСОТЫ расставил телескопы-излучатели в ПЛОТНЫЙ массив 10 км в диаметре (или квадратом, не суть)?
Нет.
Это НЕОБХОДИМОЕ условие для того что бы  задуманное было НАУЧНОЙ фантастикой. У него там именно что НЕ сильно и разряженная антенная решетка...И слишком сильно раздвинуть излучатели друг от друга он не может...Да, он будет терять энергию луча. Ну там используется только 10%, но в сумме это значит что расстояние излучателей будет равно диаметру излучателя или там в два раза больше чем сам излучатель. Но НЕ БОЛЕЕ!
Массив должен быть более-менее плотным.
И это должен быть именно что ФАР. То есть каждый из лазеров в массиве работает не абы как (со своей фазой) а строго фазированно (для чего каждый из лазеров-телескопов всего лишь усилитель, который усиливает задающий где-то опорный луч и это - только часть проблемы. Фазами и монохромностью надо очень сложно играться что бы компенсировать атмосферные колебания-искажения синтезированного луча, про что ему говорил Штерн как про неразрешимую проблему, но Любин сказал что они над этим работают. Интересно, кто кроме меня понял о чем в недавней лекции рассказывал Штерн?)

[alex_semenov]

в лучшем случае десятая года

от силы 600 а.е.
да пусть даже 1000
это гораздо меньше одной десятой светового года

Я же дал ссылку. И там даже пример расчета есть с лазерным лучом на Луне.

Оценки, выполненные на рис. 3.9.5, показывают, что угловое расхождение пучка уменьшается при увеличении его первоначального поперечного размера D. Этот вывод справедлив для волн любой физической природы. Чтобы, например, послать «узкий» пучок лазерного излучения на Луну, нужно сначала его расширить. Это достигается с помощью телескопа: лазерный пучок направляется в окуляр и затем, пройдя через телескоп, выходит из объектива, имея диаметр D (рис. 3.9.6).



Рисунок 3.9.6.
Расширение лазерного пучка с помощью телескопической системы


Такой расширенный пучок, дойдя до Луны, «засветит» на ее поверхности пятно радиусом   где L – расстояние до Луны. Приняв D = 2,5 м (телескоп-рефлектор Крымской обсерватории), λ = 550 нм, L = 4·10⁶ м, получим R ≈ 90 м. Если бы на Луну был направлен первоначальный пучок лазерного света, имеющий диаметр порядка 1 см, то он «засветил» бы на Луне пятно, радиус которого оказался бы в 250 раз больше.

Тут все линейно связано. Просто как в бане.
Считать будем как инженеры. Даже не на салфетке а в уме.
Во сколько раз расстояние до Луны меньше десятой светового года?  Тут до Луны 6 порядков (метров) там 15 порядков (метров). Примерно. Ну десятая от светового года - 14 порядков. Будем снисходительны. Возьмет 13 порядков. Разница с Луной в дистанции - 13-6 = 5 порядков.
То есть чтобы получить то же что и в примере выше лазерное пятно  в 90 метров на заданной дистанции (это пятно - диаметр паруса. Отличный, разумный по диаметру парус!) на конце дистанции разгона нам нужно при той же длине волны увеличить диаметр телескопа-излучателя в 100 000 раз (пять порядков). Здесь мы брали крымский телескоп в 2.5 метра, значит нам нужен телескоп в 250 000 метров, 250 км в диаметре.
Это при фиксированной длине лазерного излучения в 550 нм. Но вообще говоря берут длину излучения побольше (чем длинней волна, тем легче с ней работать). Инфракрасные 10 600 нм например (10,6 мкм - типичная длина СО₂ лазера). Тогда тут все резко увеличивается (пропорционально увеличению длины волны).

зЫ
Дистанция разгона ведь тоже легко считается. Это же школьная физика (Перышкина)!
Ускорение парусника в первом приближении (и даже во втором) - постоянное.
Конечно оно зависит от зеркальности паруса. Но фокусное расстояние L = v²/2a
При этом глупо разгоняться до v меньше 1/10 света (ибо тогда вы своим лучем греете космос, а не разгоняете корабль).
а - ускорение которое вы себе можете позволить.
Любин собирается выстреливать с 60 000 g. Флаг ему красный в руки! Пусть попробует! Добьется? Будем петь ему ассану.
Но все говоря что ему нужна будет чудовищная концентрация энергии (тоже все считается из школьной физики кроме давления света. Это уже выводится из E=mс²)

Я тут много много лет назад все это уже раз десять для разных парусников считал.
Но я понял, что если вы САМИ не посчитаете, вы все будете смотреть на эти ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ расчеты как баран на новые ворота.
И мне (с Перышкиным) не поверите.
А поверите художнику-дебилу, который лучики нарисовал в УВАЖАЕМОМ журнале.
Мы не думаем своей головой.
Мы верим авторитетам.
Все побежали? И мы побежим! А чего бежим? Не важно. На месте разберемся!!!
 

[alex_semenov]

вы же заступались за паруса диаметром по 100, а то и 1000 КИЛОМЕТРОВ
а сейчас вдруг - метры
некрасиво

Вы понимаете что 1000 км парус - это МАССА?
Больше масса - больше мощность излучателя. Да, при 1000 км диаметре паруса (и массе что-то 100 000-50 000 тонн) вы на дистанции 1 св. год получите ускорение (и термодинамический баланс для берилиевого паруса) в примерно 1g (не помню точное значение, меньше, но не суть) и диаметре излучателя МЕНЬШЕ чем сам парус. 1000-600 км.
Как раз вписать в мою гравицапу.
Излучатель получится меньше чем сам парус. Но МОЩНОСТЬ!!! Вам нужна будет мощность всей цивилизации I-го типа по Кардашеву.
Это что-то в 1000 раз больше (если не изменяет мне склероз) чем современная цивилизация Земли добывает. Надо уточнять.
Вы что хотите тут?
Вы хотя бы с задачей определились?
Вы хотите запустить БЮДЖЕТНЫЙ межзвездный зонд? Так?
Но парус в 1000 км в диаметре - это далеко не бюджетный.
Даже запустить грамульную фетюльку (как издевается Штерн) вам нужно все электростации США переключить на разгон- выстрел!
Но даже 90 метровый парус (это уже кое-что!) бедут в 8100 раз массивней. И значит надо отключит от питание 8100 США для запуска на 10 минут...
Да, можно сделать накопители.
Я думал (и даже придумал что сам излучатель можно использвать как солнечную электростанцию. За месяц она будет набирать в накопители энергию для десятиминутного выстрела ничего не потребляя). Но накопители стоят денег. Даже если один излучатель накопитель будет стоить всего 1000 долларов (а скорей всего это будет стоить миллион) то массив в 100 МИЛЛИОНОВ излучателей сколько будут стоить? 100 миллиардов? Или 100 трилионов?  Как не верти, даже на грамовую фитюльку Люблина придется  потратить миллиарды и миллирады.
То есть "НЕ В ЭТОЙ ЖИЗНИ".
Еще и еще раз. Фотонный звездолет - это машина для очень очень богатых. В том числе и умом.
Мы не тянем!

[alex_semenov]

Возражайте.

Некогда мне. Спать надо ложиться (мне в 5 часов вставать).
Вы определитесь с техзаданием. Масса паруса. Ускорение. Если сами не посчитаете мощность и гарабиты излучателя, я посчитаю через сутки. Если запал спорить не пропадт.
Главное.
Да, вы можете попробовать нащупать РАЗУМНЫЕ размеры. Скажем на Луне выстроить излучатель-синтезированную апертуру в 100 км в диаметре и разгонять парусник массой в 1-10 кг (те же 100 м в диаметре, это неплохой такой зонд для флай-бай) до 10-20% света, предположив некое "невменяемое" ускорение (скажем 1000 g) для него.
Но за такое ускорение придется заплатить МОЩНОСТЬЮ выстрела.
Понимаете?
Одно дело год разгонять парус постепенно вкладывая в него энергию луча, другое дело разгонять несколько дней (или часов), но вкладываю надо ЧУДОВИЩНУЮ мощность в излучатель.
У вас получится мало того что больше чем у Люблина излучатель (там 10 км, а у вас 100 км) по размеру. Он будет на порядки мощней (вы разгоняете не граммы а килограммы).
Ну и Луна. Туда надо добраться еще что бы построить такое чудо-сооружение.
Да, мыслимо.
Но опять таки. Это НЕ РОЙ. Это все же астросооружение. Маленькое но уже астро.
Как не верти но обмануть формулу дифракционного предела нельзя.
Можно просто отказаться от идеи волнового канала энергии и использовать "луч материи". Но там тоже возникают свои траблы и астроразмеры. Ибо как не верти вам нужна чудовищная концентрация мощности на вашем килограмме полезной нагрузки. Десятки и сотри мегаватт на кг. И это уже никак не обойти. Никакими ухищрениями.

Семенов, помоему вот сейчас, это вы размениваетесь какими-то бюджетными полумерами.
Нет, парусник с парусом 90 метров это хрень. И разгонять звездолеты лазерами с Земли, такая же хрень, все равно что делать мебель из картона и скотча

Но ваш рой - это совсем невменяемая идея.
Не работает оптика так.
Я предлагал совсем бюджетный вариант. К 100 летию полета Гагарина. Не я а Мэтлофф (все концепции уже предложены!). Выстрелом от Солонца. Правда лететь к А-Центавре 340 лет. Но зато никаких астросооружений. Нужна только нанотехнлогия (от рыжего Чубайса) для сверхтонкого (нанотрубки?) и сверхпрочного термически паруса...



Вопрос в чем?
Бессмысленно предлагать даже техзадание на звездолет, не понимая БУДУЩЕГО в котором этот звездолет стартует.
Но я же знаю какое будущее у подавляющего большинства людей здесь присутсвующих.
Продленное настоящее.
Но его мало того что НЕТ.
Ладно его нет. У вас же, "умных" нет АЛЬТЕРНАТИВ в голове. Никаких. Верно?
И вот это совсем плохо.
У меня есть РАЗНЫЕ варианты звездолетов для разных альтернатив будущего.
Но эти альтернативы надо научится еще воображать!
А с этим - совсем труба!

[alex_semenov]

Да масса. Да мощность. У нас Рой, от Солнца питается. Что не так? где проблемы?

100 км? И какая масса? Какое ускорение (и мощность излучателей)?
Это же все элементарно считается же!
Вы читали один из первых (самый первый) моих переводов Лэндиса? Там же все параметры, ходы для расчетов есть!
http://go2starss.narod.ru/pub/E002_LSIP.html

Кстати есть и оценки для суперпарусал Любина (из свехпрозрачных диэлектриков).

Поймите. Если вы выкрутите ВМЕНЯЕМУЮ (меньше 100 км) в диаметре апертуру, то у вас вылезет ЧУДОВИЩНАЯ мощность излучателя, так как вы сократили фокусное расстояние.
Ладно, у вас сошлась термодинамика паруса (он не испаряется), но за короткое фокусное расстояние надо платить чудовищной мощность излучателя.
Понимаете?
А увеличивая диаметр пятна, да, вы можете удлинить разгон. Но большой диаметр - огромная масса разгоняемого аппарата. А значит опять таки огромная мощность!
Либин хитрый. Он парус сделал махоньким (и маломассивным). Но вы сделав пятно больше только проиграли!
И еще не ясно что дороже. Эта чудовищная мощность или чудовищные размеры излучателя.
Но рой - это полная фигня.
Отметаю сразу.
Несинтезированный рой. Это ГЛУПОСТЬ. Даже грамм выстрелить за 10 минут нужна аппретура 10 км. Не меньше. А вы хотите долго и нудно разгонять стотонный аппарат с апертурой меньше 1 км?
НЕ ВЫЙДЕТ. Это уж точно не выйдет.

[alex_semenov]

Цель парус. Диаметром 100 км. Можно разгонять до дистанции 0,01 св.год, ЕДИНИЦЕЙ РОЯ с апертурой 1 км.

Хорошо. И? Вы посчитали НЕОБХОДИМОЕ ускорение этого паруса? Массу?
Считайте!
Вед ваш бзик иметь рой - расплата чудовищно малой апертурой. А значит чудовищным ускорением при чудовищной массе. А значит ваш рой будет чудовищно огромен количественно. Это чудовищные (бессмысленные!) деньги!!! Понимаете?
Ваш проект - сон разума, потому что ради бзика "роя" вы платите на порядки больше чем можно было бы заплатить за то же при синтезированной апертуре где-нибудь на Луне!
Зачем же платить на порядки дороже?

Подсказываю.
Ускорение счичаем из S=v²/2a
Масса... Площадь на поверхностную плотность паруса. Смотрим и выбираем у Лэндиса (ссылку дал)
Далее. Мощность. Из  необходимого ускорения (сила - масса на ускорение) считаем необходимую силу светового давления. А из силы давление - полезную мощность лучша ( В идеале F=2W/c - удвоенная мощность деленная на скоторсть света)
Это грубо но для нас - сойдет. Как оценка порядка.
Ну и зная мощность каждого из излучателей элемента роя делим и получаем количесвто элементов роя. Зная стоимость элемента роя (на глазок) считаем суммарную стоимость программы.
Где-то так.
При этом термодинамику паруса мы тупо слили. Поверим в чудо. 100 км чудо-зеркало которое отражет 0.9999...% падающего света (иначе парус испарится) - допустим такой возможен (Любин нас к этой идее приучил уже, хотя там поверхностная плотность паруса получается слишком тяжелая).

[alex_semenov]

Почему меня должно волновать, что рой не представляет собой фар?

Потому что если рой не фар, то у этого излучателя КРЕТИНСКИ-короткое фокусное расстояние. Понимаете?
А значит задача решается грубой силой - чудовищной мощностью луча, чудовищным ускорением!
То что вы увеличили диаметр пятна-паруса (с метра у Любина до 100 км у вас) это  мертвому припарки!
В оптике (фокусном расстоянии) вы выиграли за счет этого что? 100 000 раз.
А в массе (и мощности) проиграли?
10 000  000 000 раз!
Квадратично от этого (масса - это квадрат диаметра) Понимаете?
И кроме того вы сократили диаметр излучателе. У Любина это 10 км (синтезированная апертура) а у вас и этого нет. Пусть у каждого элемента 1 км. То есть вы проиграли в диаметре в 10 раз.
Итого.
По сравнению с проектом Любина (где по-уму апертура синтезируется) вы проиграли 100 000 * 10 = 1 000 000  раз!
Чем вы это купите?
Любин собирается свой излучатель собирать на Земле. А вы? Запускать миллион таких же по мощности как его излучаель "светлячков" к Солнцу?
ЗАЧЕМ делать так сложно?
Вы же расхищаете социалистическую собственность, товарищ!
Вы просто тупо пилите бюджет!
Вы делаете сложно, когда можно то же купить дешевле (синтезировав апертуру).
Не стоит идея роя ничего, если придется расплачиваться КРЕТИНСКИ-малым диаметром излучателя и КРЕТИНСКИ большой суммарной мощностью луча.
Мало того что вы жжете им парус (создаете чудовищную нагрузку как динамическую так и термическую). Каждый киловатт лазерного луча (не путать с джоулем) у вас стоит бабла.
И немалого! У Лэндиса, кстати, ест и для этого оценки. Полюбопытствуйте!
Да еще киловатта и добытого в космосе! И нахрен нам такая "дармовая" солнечная энергия?!!!
Ну сложите все в кучу и ужаснитесь!

[alex_semenov]

вы порете чушь

Я ерничаю.
А чушь порите вы, господа инженеры!
Вы отказываетесь от синтезированного диаметра излучателя, покупая это глупейшим увеличением димера паруса (и чудовищной массой его!). За что вам надо наращивать МОЩНОСТЬ луча. Лазерного луча!!! Очень дорогого изделия! И ради чего? Зачем вам МИЛЛИОН  пархающих никак не связанных "светлячков", если можно обойтись тысячей таких же, но синхронизированных в когерентрую аппертуру? И ваш парус (пусть те же 100 км в диаметре) будет разгонятся в 1000 раз медленней и значит не сгорит и даже на него можно будет подвесить вменяемую полезную нагрузку (даже живую!)
Ну что за маразм вцепиться в этот "рой"? Он ничего не дает по-сути кроме иллюзии отсутствия астросооружения. Именно иллюзии. Ибо астросооружение все-таки вы вынуждены строить и крайне ПОХАБНОЕ астросооружение. Глупое и бездарное!

[alex_semenov]

Если единица роя имеет достаточное фокусное расстояние - (а я расчетами показал что это реально) - то ВЕСЬ РОЙ имеет его.

Блин, кто спорит (по поводу единицы и всего роя)?
Вопрос - что значит ДОСТАТОЧНОЕ?
Вы взяли с потолка дистанцию (из дифракционного предела). А теперь посчитайте...
Массу паруса, ускрение паруса, суммарную мощность луча что бы это все разогнать на данном фокусном расстоянии (и необходимую зеркальность что бы он не расплавился).
Вы ЗАПОРОЛИ диаметр излучателя до 1 км (если не 100 метров).
И за это вас ждет чудовищная расплата как мощностью луча, так и удельной нагрузкой излучения на парус (он у вас нафик сгорит!)
Вы покупаете маленькую апертуру для каждого излучателя наращиванием числа этих излучателей.
Это того НЕ СТОИТ.
Понимаете?
То что вы увеличили диаметр пятна - это ГЛУПСТ. Вы удлинили фокусное растояние в 100 000 раз (Вместо 1 метра, взяли 100 км пятно) на разгоянемую массу (и мощность) вы увеличили квадратично, то есть в 10 000 000 000 раз. То есть ваш парус будет не 1 грамм весить а 10 000 тонн (при прочих равных с Любиным)!
И вы этим должны очень быстро ВЫСТРЕЛИТЬ (что бы вложиться в кретинское фокусное расстояние у каждого излучателя роя!), то есть дать чудовищный импульс мощности!
Да, диаметр паруса снизил эту мощность, но масса то его увеличила!
Плюс вы отказались о 10 км апертуры ради 1-0.1 км у отдельного излучателя. И что вы выиграли? Вы только проиглали!
В общем, надо все считать точно.
Но мне некогда. Мне надо идти спать.

[alex_semenov]

Показано же расчетами, что спокойно парус гонится без ФАРа. Что вы в него вцепились?

Хер там.
Сгорит все у вас нафик. Даже если вы дебилно-мощный луч сделаете.
Ваш проект - сон разума.
Из разряда "зачем делать просто, когда можно сделать сложно?!".



Ну идиотизм же разгонять с чудовищным перерасходом мощности на короткой дистанции (даже если это и получится, если у вас есть чудо-зеркало), когда можно разгонять на более длинной просто синтезировав апертуру!
И ради чего все это городить?
Ну глупрость же!

[alex_semenov]

Мне кажется что 500 МВт лучше чем 50 ГВт. И размер лазера на 500 МВт наверное тоже будет не 560 км в диаметре.

Читайте первоисточник.
http://interstellar-flight.ru/design/base_e/starwisp.pdf

Излучатель может быть небольшим. Но нужна линза.
Здесь она показана в таком ракурсе, что она как бы меньше чем парус...

Но на самом деле паралинза огромна.



И это все потому что так требует закон дифракционного предела о котором я говорил выше (про проклятье разряженных решёток - это совсем уже высшая математика. Сначала надо врубится в НЕПОКОЛЕБИМОСТЬ законов элементарной волновой оптики!).
Паралинза - тонкая сетка с пустыми и радиопрозрачными кольцами (если сам парус имеет шаг сетки в 1/4, меньше длины волны, то "прозрачные" участки радиолинзы Френела - чуть больший шаг чем длина волны на краях зоны, скажем 5/4, а в центре 4/3, что и сдвигает фазу радиолуча так чтобы формировался фокусирующий фронт).

В первоисточнике у Форварда  сказано, что при диаметре парусника (массой с почтовую марку) 1 км, диаметр паралинзы будет ... 50 000 км.
При выбранной длине волны - никак не меньше.
Рассматривается и более тяжелый вариант паруса. При массе паруса 14 кг (и тогда уже не обойтись "стандартной" орбитальной электростанцией, на которую тогда рассчитывал Форвард для граммового паруса) вы будете иметь диаметр радиопаруса 30 км и диаметр линзы ... 9 000 км...
Всего лишь.

Сам Форвард не считал это какой-то неразрешимой проблемой (и считал что "Старвисп" мог быть запущен еще до конца XX века). Суть в том что сама линза - очень легкое и ажурное сооружение. Это сетка. Да, она велика. Но по расчетам в нее придется превратить небольшой камешек, околоземный металлический астероид, болтающийся в космосе поблизости.

В чем польза прожекта Мильнера-Хокинга что МАССЫ (кальные и не очень) таки ОБРАТИЛИ свои свинячьи (тупые и недоверчивые) глазки на очень интуитивно неочевидные но крайне оригинальные идеи Форварда (сам автор умер в 2003 году не дождавшись признания этих самых масс) соизволит обратить.
Вот так, вложит некий нувариша миллион-другой в хайп, раскрутят это как следует и... народ рылом к теме повернется...
Начнеть репу чесать. Делать потуги понять что там к чему?...
А тема - не детская. Хочешь не хочешь, включишь мозги (и начнешь удивляться магичности, невероятности законов физики!)
 

Цитата: petrovich1964 от Вчера в 14:39:49
Вы меня с кем то спутали.
Блин, вы хотите сказать что старею?

Спутали с Gleb1964

Аскет, голубчик! Спасибо! Да! А то я уже решил что я совсем...
Да, действительно, Глеб же!!! Хотя та же "фамилия",  1964-й (ровестник почти). Просто людей "узнаешь" по нику (у многих реплики тут недлинные), да и то по окончанию (ЛиберМАН? ГуберМАН? Но умный, гад!!! )

[alex_semenov]

Но нужна линза.

...с каким КПД?

О КПД - отдельный вопрос.  Габариты излучателя с КПД  системы вообще мало связаны. Хотя не... таки могут быть связаны, но это уже мелочи (что, мол, разгоняться можно и после прохождения фокусного расстояние, но тогда будут ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ потери мощности луча). В простейшем приближении фокусное расстояние излучателя должно равняться дистанции разгона. Ну при желании дистанция разгона может быть в 1.5 раза длинней фокуса если уж совсем припекло. За фокусом давление тоже будет, просто пятно будет больше чем парус. Но это уже крохи (учитывая что  L~ v²).
К энергетике и эффективности привода размер линзы никаким боком. Именно к общему расходу энергии.
(Мощность - другое дело!)
Раз зашла речь об эффективности.
Куда важней в случае оценки эффективности привода  именно конечная скорость в системе (удивлен что никто до меня об этом про паруса пока не кричит). Самая большая проблема у лазерного парусника, что даже при идеальном излучателе, идеальном отражателе и без учета пятна Эйри (84% - первый ноль), без доплеровского сдвига, все равно КПД превращения луча в энергию паруса не выше v/c.
То есть, конечная скорость 10%  света? Значит КПД всего привода НЕ БОЛЕЕ 10% (скорей 5-3% в итоге)
И совсем МАРАЗМ - пытаться лазерами разгонять межпланетные корабли (до скоростей в 0.000... от света). Это вообще бессмысленная идея. Именно из-за малой конечной скорсти.
Любой, знакомый с учебником физики Перышкина может эту закономерность-ограничение лазерных парусов вывести сам (правда подмешивая в ньютоновсукую физику E=mс², то есть выводя силу светового давления как F=2W/c).
Конечно это первая и грубая оценка потерь (и уважающие себя физики не станут так вычленять кпд идеального привода, выводя ее хотя бы с учетом Доплера и для релятивистской динамики, так как лучшая эффективность у фотонного звездолета, естестввенно, будет при приближении к скорости света).
Именно поэтому надцать страниц назад здесь,  я и пытался получить "идеальный луч материи". Такой "луч"  (поток бабочек-снарядов) может быть теоретически активным ("пушечным") приводом звездолета с эффективностью 100% (именно как движитель). И самое важное, так как мы хитро подбираем скорость снарядов, мы можно сделать высокую эффективность привода для любой конечной скорости v звездолета. Этим луч материи лучше квантового луча где скорость носителя импульса фиксированная - скорость света.
Кстати, мне попадалось интервью Дайсона, где он говорил, что поток частиц или материи - куда лучше чем луч лазера для разгона звездолетов.
Но почему - он не объяснял (это была передача с ведущим и тремя экспертами где каждый сидел на своей колокольне). Ему нравится такая идея больше. Вот и все.
Это было уже после того как он посидел в президиуме на той презентации у Хокинга и Мильнера (поэтому о нем вспомнили и пригласили на передачу о звездолетах как эксперта).




Я понимаю что тут все запутанно.
Поэтому ВСЕГДА надо понимать вот что.

ПРИВОД.
Это инженерная абстракция. Привод состоит из ДВИЖИТЕЛЯ и ДВИГАТЕЛЯ.
Эффективность ПРИВОДА - полезная энергия звездолета (К=mv²/2 в класс. механике) деленная на затраченную энергию.
Эта эффективность равна произведению двух эффективностей.
Эффективности ДИЖИТЕЛЯ и эффективности ДВИГАТЕЛЯ.

ДВИЖИТЕЛЬ - это механизм преобразовывающий импульс РАБОЧЕГО ТЕЛА (носителя импульса) в импульс ЗВЕЗДОЛЕТА.
ДВИГАТЕЛЬ - это то, что формирует импульс рабочего тела или носителя импульса.

И эти две эффективности надо изучать и оптимизировать  ПО ОТДЕЛЬНОСТИ.
Когда вы все валите в кучу, легко запутаться и не понять какое же инженерное решение оптимальное, какое нет?
Например.
Надо понимать что у ДВИЖИТЕЛЯ лазерного парусника есть закон падения эффективности, КПД <v/c, которые независим от того насколько совершенный у вас ДВИГАТЕЛЬ (лазер), зеркало (супер-пупер идеальное и непрозрачное), от оптики (потери в пятне Эйри) и т.д. и т.п.

Кстати о эффекте Доплера. Если без него то v/c дает эффективность близкой 1 при конечной скорости близкой к с.
Но мы знаем еще от Зенгера что в идеале эффективность идеальной фотонной ракеты при приближении к скорости света будет 0.5
У паруса - то же самое (оба - фотонные звездолеты же!). Но у активного а не реактивного фотонного привода это возникает из-за поправки на эффект Доплера (по-сути релятивистской скорости сложения скоростей).
Блин... Был у меня где-то график... Но не могу найти ссылку...

[alex_semenov]

- отдельные излучатели работают несинфазно;

Ну если так, то у вас ВООБЩЕ НИЧЕГО НЕ ВЫЙДЕТ!

Показано же расчетами, что спокойно парус гонится без ФАРа. Что вы в него вцепились?

Хер там.
Сгорит все у вас нафик. Даже если вы дебилно-мощный луч сделаете.
Ваш проект - сон разума.
Из разряда "зачем делать просто, когда можно сделать сложно?!".

Андрей, вы не обиделись на излишнюю эмоциональность? Извините, если что.
И так. Без эмоций.
Ваша идея - рой Излучателей близко к Солнцу (скажем, на орбите Кларка, это десятая астрономической единицы, куда ближе чем Меркурий и солнечная постоянная там не 1.3 квт/м² как у Земли, а в 100 раз больше, что и делает эту орбиту столь ценной. По-сути орбитой Кларка можно назвать любую орбиту которую вы можете позволить себе максимально близко к Солнцу. Артур Кларк считал то 0.1 а.е. - разумная дистанция. Ближе уже немыслимо жарко для инженерного сооружения).

И так. Разгоняем парус до скорости v=0.1c  (хреновенькая скорость, ну да ладно)....

Давайте обозначим как D апертура каждого излучателя роя. Вы закладываете 1 км = 1000 м.
Хотя такая апертура УЖЕ не может быть цельной, но допустим. Все сомниния - в пользу защиты но не нападения.
В принципе, если вы считаете в электронной табличке, вы же можете менять это значение потом (что я ниже и делаю).

Далее. d - диаметр паруса (или пятна Эйри в фокусе). Парус считаем идеальным плоским зеркалом. То есть он способен выдержать ЛЮБУЮ мощность. В реале это не так. Но нам это сейчас не важно.
Вы взяли диаметр паруса в 100 км.  Согласен. Зафиксируем. Менять не будем.
Далее.
Нам нужна масса звездолета. Для этого, дабы не мудрствовать лукаво, мы введем ПОВЕРХНОСТНУЮ плотность паруса p_s (ро-эс).
Не будем глубоко копаться оценивая какой она может быть. Вспомним. Любин обещает парус размером в 1 м сделать массой в 1 грамм. Вот и возьмем такую поверхностную плотность 0.001 кг/м² ЗА ОСНОВУ.
Сюда входит и сам суперпарус, и распределенная по нему полезная нагрузка.
Зафиксировали.
Из этого мы и посчитаем массу паруса, необходимую силу, из силы - мощность...
Нужна еще длина волны излучения. Лямбда. Вы взяли микрон. Согласен. 1000 нм. Зафиксировали.
Теперь у нас есть все что бы считать ваш вариант и мои варианты.

Что я получил в итоге для вас?
Так как апертура 1000 м, а диаметр пятна в фокусе  100 000 м, то фокусное расстояние, на которое каждый из тысяч НЕСИНХРОНИЗИРОВАННЫХ излучателей сможет добить своей энергией "без потерь" (при фокусировке) определяется дифракционным пределом отдельного излучателя:



Я получил дистанцию L в  0,004 св. года. Не десятую. Тысячные. Как у вас получалось иначе? Я не понял. Перепроверяйте себя.
Что бы разогнаться до скороcти v, вы должны иметь такое ускорение паруса a, что бы путь разгона S (при постоянном ускорении) была равен L. То есть.



В итоге я получил для конечной скорости в 0.1с необходимое ускорение паруса 1,12g (и в принципе это термически мыслимое ускорение без волшебства зеркальности!).
При таком ускорении разгон будет длится (t=v/a) 32 дня!
Месяц.

Далее.
Масса паруса - это плотность на пи-дэ квадрат, деленное на четыре. 7,8 тысяч тонн  (я выше завысил оценку массы, каюсь. Зол был и глуп. Опять спутал диаметр и радиус). Из массы и ускорения  - сила (F=am). Из силы светового давления - мощность светового луча. Для идеального зеркала:



Так ведь? Все просто же!
И я получил 1,29355E+16 Ватт чистой световой энергии.
Получая такие невообразимые цифры, хорошо их сравнивать с чем-то "знакомым", вообразимым.
Как художники мы должны это тоже уметь!
Радиус Земли - 6 371 000 м.
Зная, что солнечная постоянная у Земли 1 320 ватт, мы оценим световой поток от Солнца на всю поверхность Земли как 1,68E+17 ватт. Это же, по Кардашеву мощность цивилизации I-го рода (которая еще не научилась строить сферы Дайсона, но освоила добычу энергии, сопоставимую со всей энергией, падающей на поверхность Земли от Солнца).
Так вот. Мощность луча - 0,08 от этой мощности.
Но луч (вернее сноп лучей сходящихся на парус от каждого из N элементов роя), это уже высококачественное изделие. Машины, которые его "ткут" будут иметь некий КПД преобразования полученной энергии в выходящую. Возьмем его оптимистично. Четверть. 0.25 (детали пока не важны. Мы же художники!).
Значит, весь ваш рой, чтобы скрестить свои луч на парусе, должен получить себе на вход 0,31 от мощности IЦК (первой цивилизации по Кардышеву) СОЛНЕЧНОЙ энергии.
Вы хотите использовать солнечные коллекторы ведь? Ради бога! У Земли их площадь будет составлять треть от миделя Земли. Да, это уже астросооружение как не крути (и это много больше моей гравицапы, заметьет!) Но на орбите Кларка эта площадь уменьшится в 100 раз.
Согласен. Это отличный ход!
Однако.
Меня интересует другое. Не общая площадь коллекторов, а их  количество. И я как теоретик предположил вот что.
Любимая форма теоретика - шар. Сферический конь в вакууме. Верно?
Давайте представим что и ваши излучатели-коллекторы - некий шар. Диаметром D. То есть, я привязал диаметр солнечного коллектора к диаметру излучателя. Ну чего мелочится? Если излучатель у вас километр, то и солнечный коллектор 1 км! Размеры должны быть сопоставимы. Верно? Ибо конструкции в общем то похожие (хотя световой коллектор может быть куда грубее тонкого телескопа-излучателя).
Отсюда (из D) и считаем число N излучателей!
Считаем?
Я получил что для формирования луча, вам на орбите Кларка надо разместить 499.. в общем ПОЛ МИЛЛИОНА километровых излучателей.
Представили?
Ощутили размерчик строительных работ?
Я не утверждаю что это немыслимо... Собственно вы правы. Это МЫСЛИМО.
Концы с концами сходятся.
Да, сложно но можно...
Когда я орал что "нихрена не выйдет" -  я был не прав. Помыслить можно.
Одно напрягает...
(тут я перехожу в атаку)
Отдельный километровый телескоп-излучатель. Это как не верти, но уже синтезированная апертура. И у вас по сути пол миллиона таких километровых излучателей.
И это очень много! Это просто чудовищно много!
Пол миллиона супертелескопов, КАРЛ! Супертелескопов в которые можно рассматривать в деталях экзопланеты у полумилиона звезд ОДНОВРЕМЕННО!
Это по-сути и сводится к "нихера не выходит!"
Отступлю.
Да, можно сделать сборщик энергии больше чем излучатель, скажем в 100 раз большей площади... (хотя тогда габарит вашего "светлячка" будет уже 10 км) и это снизит число излучателей до 5 тысяч... Но 5 тысяч супертелескопов... Это вообразимей 500?

Но суть ведь в чем?
Смотрите.
В сущности, имея табличку-расчет, вы или я теперь можем поиграться с D и посмотреть какие  получается  W (мощность, потребляемая Роем), время, ускорение, и главное,  N (число излучателей на орбите Кларка).
Я исследовал два "краевых" варианта.

Первый.

Я взял РАЗУМНЫЙ диаметр моноизлучателя. 100 метров (такой можно помыслить как единичный, несинтезированный излучатель). У меня, естественно и такой же сборщик солнечной энергии.. 100 метров в поперечнике. Разумный "шар"! Верно? Такой можно помыслить как серийное изделие...
Именно из таких конструкций и надо бы представлять себе РЕАЛЬНЫЙ рой.... А ваш километровый (и тем более 10 км) - уже никакой не "рой".
И что я получил?
Так как излучатели у меня теперь стали близорукие, то дистанция разгона сокращается до 0,0004 св. лет.
Необходимое ускорение возрастает до 11.2g (и тут уже нужно чудо-зеркало!)
Время разгона (выстрела) сократилось до 3,2 дня...
Потребляемая роем мощность возросла до 3,07 IЦК
Ну и число особей в рое стало ... почти 500 миллионов.
ПОЛ МИЛЛИАРДА!
Вот это действительно РОЙ!

Я именно что-то подобное изначально и вообразил. Но вы схитрили с километровой апертурой.
Ну да ладно.
Главное (это окончательный удар под дых)

Второй вариант.

Я решил подобрать ткое D, что бы  число N (особей в рое) стало... ~ 1. То есть посадить на орбиту Кларка одну единственную СФЕРИЧЕСКУЮ станцию-разгонщик. Какой у нее будет диаметр D?

Вы будете смеяться.
Я при прочих равных (не меняя в расчете ничего более) получил D ~ 78,5 км. Это не намного больше 20 км у Зубрина...
При этом, дистанция разгона вашего паруса  до 0.1с составила 0,34 световых года.
Парус испытыает нежнейшее ускорение в 0,01g (можно делать парус из гомна алюминия!!!)
Время разгона 6.8 лет.
Собираемая солнечная мощность 6,59134E+14 ватт. 660 ТВт (наша цивилизация сейчас производит и потреБЛЯет что-то около 25 ТВт). Всего то!!! Никаких цивилизаций Кардашева!
Это 0.4% от IЦК! Даже пресловутого 1% от солнечной энергии на планету не надо.

И вывод?
Есть ли смысл создавать 500 000 километровых габаритов излучателей (да хот 5 000!), размазанных по космосу, если можно для того же создать ОДИН излучатель меньше чем 100 на 100 км в том же месте космоса?
Принцип "лучше сорок раз по разу чем ни разу сорок раз" тут НЕ РАБОТАЕТ!
Вернее работает, но с точностью до наоборот!

Вот почему я назвал вашу идеи с роем "сном разума"