Двигатель для межзвёздных перелётов

[Vavanzer]

Вот лабораторный опыт с лазером на стенде на два зеркала одно свободное

  В этом опыте есть вопрос один. Не заисчет ли испарения тяга развивается?
Они не показали массу после облучения.

[Vavanzer]

но которые могут достичь дифракционного предела. а дальше просто увеличиваем апертуру. вы ведь в курсе, почему на уголковые отражатели на Луне светят лазером не напрямую, а через телескоп?

Я в курсе того, что пятно на Луне 60км составляет. И на Землю приходит отраженный мизер на грани восприятия оборудования!))
   Луна это всего лишь 1,2 световой секунды)))
Понятно что часть рефракции атмосфера дает.

[Александр Овчар]

Нет, надо просто взять учебник физики за 7 класс и бить им себя по лбу, пока не наступит просветление. Читать то вы его все равно не будете...

Я так понимаю, что думать вы категорически не хотите. Попробуйте еще раз:)

[Александр Овчар]

Вот лабораторный опыт с лазером на стенде на два зеркала одно свободное

  В этом опыте есть вопрос один. Не заисчет ли испарения тяга развивается?
Они не показали массу после облучения.

Да легко. Но там бы дым столбом валил от зеркал, что нет на видео. Это описано в статьях, они приняты.

[Vavanzer]

Так как его масса в "миллион" раз меньше массы КА  - то ЗЕРКАЛО совершает свободно ускоренное движение по трубе 500 м и вылетает наружу, на скорости типа 80 км/с.

В итоге, КА массой 100 тонн сливает за корму 80 тонн (100 000 шт)  этих тонких легких зеркал и разгоняется до 130 км/с за 3 часа с постоянным ускорением 6 м/с2. И ТРАТИТ на это ВСЕГО 300 кВт*час электроэнергии.

У меня получилось, что  кинетическая энергия одного 10 граммового зеркала , которое каждую секунду подсовывают и выплевывают со скоростью 80км/с, получается 32 МДж.
Эт означает 32 мегаватта вкачивать придется!

[Александр Овчар]

Так как его масса в "миллион" раз меньше массы КА  - то ЗЕРКАЛО совершает свободно ускоренное движение по трубе 500 м и вылетает наружу, на скорости типа 80 км/с.

В итоге, КА массой 100 тонн сливает за корму 80 тонн (100 000 шт)  этих тонких легких зеркал и разгоняется до 130 км/с за 3 часа с постоянным ускорением 6 м/с2. И ТРАТИТ на это ВСЕГО 300 кВт*час электроэнергии.

У меня получилось, что  кинетическая энергия одного зеркала , которое каждую секунду подсовывают и выплевывают со скоростью 80км/с, получается 32 МДж.
Эт означает 32 мегаватта вкачивать придется!

Посмотрите нобеля за 2012
 https://elementy.ru/novosti_nauki/431910/Nobelevskaya_premiya_po_fizike_2012


Там время жизни микроволнового пульса в зеркалах было 0.12 сек. Это значит что фотоны смогли совершить  миллиард отражений и ли больше, нет инфо о длине резонатора, с виду там типа 20 мм может быть


А этот ровно 1.8 миллиардов отражений.
Мега Дж не нужны, просто качните 1 пульс на 100 кВт и он там будет скакать миллиард раз а потом смотрите таблицу к.пд и узнаете что он потеряет всего 50процентов на кинематике

[Vavanzer]

А этот ровно 1.8 миллиардов отражений.
Мега Дж не нужны, просто качните 1 пульс на 100 кВт и он там будет скакать миллиард раз а потом смотрите таблицу к.пд и узнаете что он потеряет всего 50процентов на кинематике

  Да хоть миллиард миллиардов. При передаче импульса , т.е при каждом отражении, он будет терять энергию. Не считая поглощений и рассеяний. Отдав свой "квант" он станет длинноволновым бестолковым куском радиоволны...
  Изучите тему упругих столкновений, еще раз рекомендую. И эффект Доплера.

На примере отраженных (отскочивших) молекул от удаляющегося тела. Сложение скоростей в итогетидет за минусом скорости убегающего тела. Т.е обратно они уже с меньшей скоростью летят...
У волн, в этом случае, происходит увеличение длины, и как результат, потеря энергии.
Т.е с каждым отражением о разбегающиеся и ускоряющиеся поверхности, порция фотонов будет терять энергию. Единственный плюс - увеличение КПД. Этим только идея ценна.

Вот если переотражать электроны, или заряженые частицы, это уже интереснее! Там будет огромная экономия энергии. Особенно почувствуется на межпланетных скоростях при большой скорости истечения и не большой массе рабочего тела относительно массы корабля.

[Александр Овчар]

Т.е с каждым отражением о разбегающиеся и ускоряющиеся поверхности, порция фотонов будет терять энергию. Единственный плюс - увеличение КПД. Этим только идея ценна.

Правильно. Наша задача - увеличить КПД мотора. Мотор исполняет главную функцию - создать движение, перемещение ракеты в пространстве. Результат = пройденный путь за время t.   

А что на самом деле?  Вы взяли "железо", прикрутили к нему "физику", причем вы взяли самую лучшею "физику" -   где легким движением руки (кнопку нажали) у вас есть самый ценный результат - самый быстрый поток выбрасываемой реактивной масса  (пропеллента) на максимально возможной скорости в природе (вселенной) = скорость света или  300 0000 км/с.

И что на выходе? Вот ваше железо! (красава).


Пример. Берете это железо, берете самый мощный источник энергии  - атомный реактор на 1ГВт , и ставите вертикально на подвеске на высоте 10 метров на космодроме. Включайте!

Что будет?? Через 1 секунду, через 10 секунд..  Железо тупо остается неподвижным, а в планете Земля  выжигается/прожигается  мегадыра. Вы это хотели? Вы хотели космический корабль, а получили "фотоноган". Огнерез, огнемет, (сделать хотел козу, слон получился вдруг (с) )

Почему? А потому что КПД вашего самого лучшего космического мотора, с самой лучшей физикой на борту - его КПД ИСПОЛНЕНИЯ своей ГЛАВНОЙ ФУНКЦИИ = СОЗДАНИЕ ДВИЖЕНИЯ, ПОЛЕТА В ПРОСТРАНСТВЕ = этот КПД тупо равен Ноль целых Фиг десятых. (на интервалах скоростей  полета ракеты до от нуля до 2000 км/с.

Но как только вы положите зеркало под зад (на космодром), то через 1 секунду ваше железо полетит как пробка из бутылки с шампанским. А планета Земля сохранит девственность.

И что это было? Все просто. Тяга самой лучшей ракеты считается предельно просто
\[ Trus = \frac{2*Power}{Speed Light} =  \frac{2 * Power [ Wt]]}{300,000,000.0  [m/s]}  \]

Что делает второе зеркало? Оно замедляет скорость потока энергии в локальной зоне. Хорошее зеркало (с хорошим отражателем на  ракете) может замедлить скорость потока энергии в 10 миллиардов раз.  Вот ту фигню = Speed Light в знаменателе.  И вот этот Trust автоматом вырастет в 10 млрд раз, на мгновение.

Вот пример зеркала (из 2012 г)

https://www.researchgate.net/publication/224404796_Ultrahigh_finesse_Fabry-Perot_superconducting_resonator



Ультратонкий сверхпроводящий резонатор Фабри-Перо

Авторы построили микроволновый резонатор Фабри-Перо из обработанных алмазом медных зеркал, покрытых сверхпроводящим ниобием. Его время затухания (Tc =130 мс при частоте 51 ГГц и 0,8 K) соответствует точности 4,6×10⁹, самой высокой из когда-либо достигнутых для Фабри-Перо в любой частотный диапазон.
..
(В цвете онлайн) Фотография резонатора в сборе со снятым верхним зеркалом. Путь атомного луча показан стрелкой. Четыре стойки используются для крепления верхнего зеркала. Пьезоэлектрические приводы, центрированные белыми тефлоновыми цилиндрами, окружают стойки.
..
Все эти четыре режима имеют чрезвычайно длительное время накопления энергии. Самый длинный из них соответствует расстоянию света в 39 000 км, сложенному в пространстве 2,7 см между зеркалами. Соответствующий коэффициент качества равен Q = ωTc = 4,2 × 10¹⁰, а "the finesse is"  f = Q/9 = 4,6 × 10⁹.

Что это значит (без учета физики СП резонаторов, типа явления квенч и т.п)Что одно зеркало крепится на ФР, второе на космодроме. Охлаждаем до  0,7К.

Подаем СВЧ 100 кВт на частоте 51 ГГц. Включаем. Через время заполнения полости СВЧ энергией - в полости между зеркалами напряженность Е-поля вырастет до условно предельно возможных (квенч)  150 МВ/м. На стенки зеркал через (130 мс?? уточнить)  будет действовать сила радиационного давления  = 2* Power * Q/с  = порядка 2* 100 кВт * Q/3 *108 = 2*105*1010/ 3*108 = 6,67 * 106 Ньютон

Эта мега сила (тяга ракеты)  проявится на долю сек и будет уменьшаться по мере увеличения расстояния между зеркалами. Ну и пусть уменьшается,  задача конвертировать УИ ЭМ поля   в УИ подвижного зеркала, так что бы полетная  часть КПД ракеты стремилась к 0,99%.

Что зависит от скорости ракеты на разных участках полета. Как то так, надо сделать практичные расчеты для СВЧ резонаторов переменной длины. И еще куча факторов, в т.ч прочностных, тепловых и электрических. У А.Н. Диденко и др. в "СВЕРХПРОВОДЯЩИЕ УСКОРЯЮЩИЕ РЕЗОНАТОРЫ" М, 2008 г все описано на 363 страницах.

[Александр Овчар]

Да хоть миллиард миллиардов. При передаче импульса , т.е при каждом отражении, он будет терять энергию.

Вот с эти разберитесь детально .Что там можно потерять практически. Берете простой волновод длиной на 10 км и смотрите децибелы на выходе. И что?

[leon10010]

Мотор исполняет главную функцию - создать движение, перемещение ракеты в пространстве.

у Вас неправильное представление.
 Мотор не создает движение. Движение создает движитель.
 В случае реактивного движения надо иметь источник энергии и тело, выбрасываемое. И с тем и с другим в космосе проблемы. Большие.
 Или небольшой разгон, потом движение баллистическое. Очень долго.
 Или искать альтернативы.

[Mercury127]

Я так понимаю, что думать вы категорически не хотите. Попробуйте еще раз:)

как бы есть более полезные занятия, чем трата умственных усилий на


Хотя...

Если вы готовы платить мне 100 американских долларов в час, 8 часов в день с перерывом на обед, туалет, выходные и отпуск, то я, так и быть, готов думать над ним так усердно, как только смогу.

Согласны?

[Александр Овчар]

Вот если переотражать электроны, или заряженые частицы, это уже интереснее! Там будет огромная экономия энергии. Особенно почувствуется на межпланетных скоростях при большой скорости истечения и не большой массе рабочего тела относительно массы корабля.

Верно, вот тонкое зеркало весом 1 грамм диаметром 1 метр. Там есть электроны. Когда на поверхность  зеркала падает ЭМ пульс, Е поле пульса действует на электроны, создает  потоки электронов в стенках проводника, это создает токи (Амперы) и магнитная часть ЭМ поля действует  на токи Силой Ампера/Лоренца и потом уже и возникает сила радиационного давления. Что бы это не испарилось облачком плазмы, надо увеличить электропроводность, верно? СП зеркало будет полезным. 

[Александр Овчар]

Мотор исполняет главную функцию - создать движение, перемещение ракеты в пространстве.

у Вас неправильное представление.
 Мотор не создает движение. Движение создает движитель.
 В случае реактивного движения надо иметь источник энергии и тело, выбрасываемое. И с тем и с другим в космосе проблемы. Большие.
 Или небольшой разгон, потом движение баллистическое. Очень долго.
 Или искать альтернативы.

Мотор это не Движитель? Сорри, мне просто удобно более короткий термин в рамках форума.
Энергия есть (батарейка/реактор) , есть физика - рад_давление ЭМ поля и выбрасываем расходную массу = тонкие, легкие зеркала. Только у нас в рабочей зоне НЕ химические реакций или ТЯ плазмы и т.п, а идеальный ресурс системы ЭМ поле с уникальным УИ = 300 000 км/с . Легкий, простой, доступный, дешевый. 

[MenFrame]

Берете это железо, берете самый мощный источник энергии  - атомный реактор на 1ГВт

а получили "фотоноган". Огнерез, огнемет,

Это вы получили....
Реактор это источник энергии, что бы создать движение нужно к нему двигатель поставить, к примеру ионный. который будет превращать энергию в тягу отбрасывая рабочее тело с оптимальной скоростью истечения.

[alex_semenov]

Хотя...
Если вы готовы платить мне 100 американских долларов в час, 8 часов в день с перерывом на обед, туалет, выходные и отпуск, то я, так и быть, готов думать над ним так усердно, как только смогу.
Согласны?

Вот в этом - вся трагедия нашего времени.
Мы готовы заниматься ВСЯКОЙ ТУПОЙ БЕСПОЛЕЗНОЙ (И ДАЖЕ ВРЕДНОЙ) ХРЕНЬЮ за бабки!
И если в моё время этим тоже все занимались но СТЕСНЯЛИСЬ этого, то теперь этим БАХВАЛЯТСЯ!
Народ не просто измельчал. Мелочность стало нормой и доблестью.
Вот почему этот мир - проклятый, проклятый, проклятый Богом мира!
Он созрел быть сметённым "очередным потопом".
И впереди "потоп", а потом века, когда наше время будут считать "золотым веком" прожигателей и дураков.
Кстати. И это было... под Луной. Уже. Всё тут - циклично.

[Александр Овчар]

Или небольшой разгон, потом движение баллистическое. Очень долго.
 Или искать альтернативы.

Про альтернативы, мой текущий статус примерно здесь

(кликните для показа/скрытия)

. - https://korolev.bmstu.press/preprints/6816/

Изучая V-резонатор, мы нашли неожиданный полезный результат, когда после создания в системе потоков специально подготовленных ЭМ-волн (разнополярные импульсы негармонической формы) — в узкой части V-резонатора наблюдается особая интерференция встречных разно полярных импульсов. При этом наблюдается локальная, краткосрочная   взаимная нейтрализация электрической компоненты ЭМ-поля и усиление магнитной составляющей.

и здесь
https://korolev.bmstu.press/preprints/2202/

 
В результате, проводя более глубокое обобщение, мы находим концепт космического двигателя:
  он состоит из (минимально) двух СВЧ К-резонаторов бегущей волны;
    на поверхности резонаторов (на границе сред и/или в скин-слое) протекают явления «вскипание вакуума»;
    идеально, энергия бегущих ЭМ-волн в СВЧ-резонаторе используется для синтеза в «кипящем вакууме» частиц пропеллента и одновременно, для отброса частиц пропеллента как реактивную массу;
    удельная тяга (Н/кВт) такого двигателя может на 10 порядков превысить тягу  фотонной ракеты (3,33 мкН/кВт) — до 3000 Н/кВт. Что зависит от добротности СВЧ резонатора и коэффициента сцепления протока ЭМ энергии с «кипящим вакуумом». Такой двигатель позволит совершить космический полет на Марс за 42 часа.

И здесь
https://elibrary.ru/item.asp?id=49922605&pff=1

ПРОРЫВНОЕ ДВИЖЕНИЕ БЕЗ ПРОПЕЛЛЕНТА: ФИЗИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ ТЯГИ В ДВИГАТЕЛЕ НА ОСНОВЕ К-РЕЗОНАТОРА С ПОМОЩЬЮ АДАПТЕРА/ИНТЕРФЕЙСА К ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМ ИЗМЕРЕНИЯМ ВСЕЛЕННОЙ

В статье рассматривается идеи создания тяги двигателя без пропеллента на основе К-резонаторов (СВЧ резонаторов бегущей волны кольцевой формы) для создания практической технологии передачи импульса из закрытой СВЧ подсистемы наружу с помощью адаптера (интерфейса) к дополнительным измерениям вселенной.

А вот этому сабжу с зеркалами ФР  - очень хочется прикрутить идею "поляризованного  гасителя инерции" , опубликован тут - https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=48855.msg2449143#msg2449143)

(см выше и ниже по сабжу на 36 странице форума

Но может инерция может быть как то..поляризована

...Если инерция может быть поляризована, то можно построить поляризованный инерционный демпфер. Это будет устройство для поляризации поглощенного импульса. При , например, любой входной импульс автоматически распределяется по ортогональным векторам, но несимметрично.

Тогда любая ракета легко уловит (с поляризованным инерционным гасителем) свою отработанную реактивную массу и вернет обратно в двигатель для повторного использования. Для восстановления Не энергии, а для восстановления материи - "массы"

Ну понятно, что хочется споймать гасителем инерции  вот эти малые зеркала для рекуперации не энергии  а расходной реактивной массы. На основе дикой ассоциации вот с видео  тут - https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=48855.msg2449062#msg2449062
И даже предложен концепт стенда тут - https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=48855.msg2449284#msg2449284

Понятно, что это реально гимнастика для ума, но вот это сообщение очень полезно
https://nauka.tass.ru/nauka/13548769

от команды Нобелевского лауреата Андрея Гейма от 27/01/23  в контексте сабжа
 Ученые под руководством нобелевского лауреата Андрея Гейма выяснили, что внутри графена можно воссоздать условия, идентичные тем, в которых материя возникает из вакуума в окрестностях черных дыр и других космических объектов. Результаты исследования опубликовал научный журнал Science.

"коэффициента сцепления протока ЭМ энергии с «кипящим вакуумом».".

[Александр Овчар]

Вот в этом - вся трагедия нашего времени.
Мы готовы заниматься ВСЯКОЙ ТУПОЙ БЕСПОЛЕЗНОЙ (И ДАЖЕ ВРЕДНОЙ) ХРЕНЬЮ за бабки!

Да нормально все, это тут меня так троллят. А я не буду троллить в ответ,  хотя могу - предложить например, прислать в личку подробное резюме с описание компетенций. Мне нравится на самом деле уровень компетенции Mercury127, просто у нас немного разные "волны" .

[Александр Овчар]

Берете это железо, берете самый мощный источник энергии  - атомный реактор на 1ГВт

а получили "фотоноган". Огнерез, огнемет,

Это вы получили....
Реактор это источник энергии, что бы создать движение нужно к нему двигатель поставить, к примеру ионный. который будет превращать энергию в тягу отбрасывая рабочее тело с оптимальной скоростью истечения.

У ионника проблема - расход энергии на ионизацию + объемный заряд  и нужен редкий химический элемент и еще технические проблемы.  Мне кажется (не уверен пока) что концепт стрельбы легкими сверхпроводящимим зеркалами лучше.

Еще предлагали стрелять микродозами плазмы - но тут нет сверхпроводимости и плазма это вообще "не подарок" . А вот тонкие пленки графена  где могут быть явления сверхпроводимости - и может взлететь.

Обобщая - порция реактивной массы для типовой ракеты - в теории может быть продуктом сверх+высокой технологии и физики - вместо "тупых " продуктов хим_синтеза и т.п.

[alex_semenov]

Да нормально все, это тут меня так троллят.

Да, я понимаю.
Но я (старый дурак) постеснялся бы тролить людей ТАК.
Вот о чём речь.
Какое это отношение к межзвездным ПЕРЕСЕЛЕНИЯМ (даже не перелётам)?
Тут (в ВЖР) постепенно стала доминировать мысль "червей в жо-пе", мол, Земля - рай. Лучшего места нет. Не ищи!
А раз так, то куда лететь?
Все будем жить здесь!
Так вот. Хрена! Не все! Всегда найдутся ТЕ, кто не доволен самой тёплой жо-пой и полезут наружу из этого рая... "космонавты". Как моисеевы (не Ивана...) евреи из Египта (где было тоже куда слаще чем в пустыне!).
Да и бог не допускает  рая навсегда.
Сами же обитатели рай всегда рано или поздно превращают в ад. Порой это случается в один исторический миг (как с нами).
Поэтому доминирующая в ВЖР философия "червя" (не могильного, а заднепроходного, "могильный" червь - это прикрытие, отмазка) - временный декаданс.
И это  - пройдёт! (с)
Что же касается ваших, Александр прожектов... то как сказал Сократ указыв ученикам на базаре сначала на кичливое богатство, а потом на кичливую бедность: "...и это блажь, но другого рода"!

[alex_semenov]

У ионника проблема - расход энергии на ионизацию

Это только если ионник отбрасывает рабочее тело с относительно "небольшой" скоростью 50-70 км/с.
Если же у вас межзвездный ионник (1000 - 10 000 км/с), то его кпд почти не отличим от 1. Именно потому что на каждый ион по mu²/2 энергия возрастает квадратично и все остальные затраты (на ту же ионизацию) просто меркнут и тонут (за третий знак после запятой) на фоне этого mu²/2
Ионный двигатель - идеален для звездолётов.
Ничего лучше и не надо.
Тот же Штерн по-началу тоже что-то измудрил (вихревой двигатель на эффекте чёрной дыры... кстати интересная идея).
Но БЫСТРО ПОТОМ СООБРАЗИЛ что плодит ненужные сущности.
И теперь об чудо-двигалете не вспоминает. Он просто говорит о старом-дорбром ионнике.
Заметили?
Ибо так и есть. Ничего  лучше придумать и нельзя.
Это действительно идеальный двигатель (в диапазоне скоростей истечения 1000-10 000 и соответствующих годах полёта 1000 -100 лет)
Но... проблема в подводимой к нему электрической мощности. Удельной мощности электрогенератора к нему или энерговооружённости двигательной системы (и всего корабля).
Тут - затык.
Поэтому вообще то давно уже ГЛУПО изобретать некие новые космические движители, требующие (как ионник) электроэнергии.
Почему Аманда Хендрикс (поддавшись моде и поверив в "ведро") просто затупила (несколько раз) в этой (в целом, замечательной по духу) книжке:



Если вы изобретаете очередной чудо-движитель для вакуума - вы сельский дурачёк-изобретатель вечного двигателя!
Вы либо хотите нарушить законы сохранения (тогда есть смысл изобретать, но у вас ничего не получится. Ничего нарушить нельзя) либо изобретаете  вполне себе рабочий, но "велосипед", ненужность (есть уже более простое решение того же самого -ионный двигатель).
Например, в своё время обсуждался двигатель Мотовилова:



Можно бесконечно спорить заработает или нет? И если заработает, то как и за счёт чего?
Это как с тем "вердром"....
Но главный ответ ОБХОДЯ ВСЕ ЭТИ СПОРЫ уже очевиден. Двигатель Мотовилова - БЕССМЫСЛЕНЕН.
Он не даст ничего нового по сравнению со старым-добрым ионником.
Если и у того и у того есть чудо-источник энергии, то зачем городить лишний огород так сложно? Ионник (если у вас есть чудо-источник электрической энергии) - идеален почти во всём.
Хотя  да, тяга с м2 у него не бог весть какая. И если бы был чудо-источник энергии (с энерговооружённостью звездолёта за 10 квт/кг) то это стало бы проблемой (низкая тяга с метра квадратного). Но в том то и прикол, что проскочить с источником энергии за 10 квт/кг никому не получится.
Так что ионник (в своём классе) - идеален.
И нечего городить огород там!