Двигатель для межзвёздных перелётов

[alex_semenov]

Двигатель Бассарда — Это прямоточный коллайдер корабль, который засасывает межзвездный газ, частицы сталкиваются и вылетает зоопарк частиц.
А что если лететь на межзвездном газе. Электромагнитная воронка засасывает частицы которые проходя через коллайдер разгоняются и выбрасывают в сопло тоже электромагнитное

Насколько я понимаю, чтобы вызывать "зоопарк частиц" при их столкновении, скорость корабля УЖЕ должна быть сопоставимой со скоростью света.

не, речь, видимо, о простом прямоточнике: поймали сто протонов + электронов, выплюнули через ионник, заодно разогнав...

Вот не туда вы все смотрите!

Собрать частицы набегающего водорода и подразогнать...
Нет!
Если вы собрали частицы (не потеряв их энергию, то есть АДИАБАТИЧЕСКИ их сжали в коллекторе) вам уже не надо их еще разгонять.
Напротив. Вы можете их охладить частицами из бака.
Бортового запаса материи. Да хоть и того же бросового водорода (водород - лучше всего).
Тягу вы получите. И почти идиальную тягу.
Ведь что говорит этот график?



Что мгновенный КПД ракетного двигателя будет близким к единице если скорость истечения чуть больше или.. чуть меньше скорости полета...
То есть выхлоп чуть движется от ракеты или чуть тянется за ней...
Представили (совсем идеально - когда стоит на месте, но это уже копейки)?

И чем на большей скорости вы включите такой таранный конветор (без всякого бортового источника энергии), тем лучше. По-сути вам не нужна уже никакая аннигиляция, если у вас работает адиабатический коллектор на субсветовой скорости. Любой бортовой запас водорода (массы) работает почти как... антиматерия.
Прикольно?

Вопрос лишь в том как РАЗОГНАТЬ корабль и запас обычного водорода до скорости близкой к свету (превратьить все это в своего рода антиматерию для набегающего на корабль вещества).
Для этого можно было бы конечно попробовать какой-нибудь финт в духе маневра Оберта у черной дыры (боюсь замедление времени сыграет тут злую шутку в духе запрета-хранителя)?
То есть на самом деле релятивистский полет в общем то не запрещен. Вам даже не потребуется какой-то чудовишный по диаметру коллектор. Но для старта вам надо воспользоваться ествественными "складками" галактической местности. Он возможен но не из любой точки вселенной.
Черной дыре все равно что запускать. Что 100 тонн что миллиард тонн. А если дыра швырнет на 0.7-0.9с  ледышку в миллиард тонн водорода, то в принципе вы уже дальше можете этот водород израсходовать в адиабатическом коллекторе не хуже антиматерии для получения хорошей гамма (сжатия времени). Скажем 100 или 1000... Ну если вы хотите добраться до соседней галактики. А там же миллионы лет в пути! Сжать при таком перелете как раз время и стоило бы....
То есть.
Природа конечно коварна. Но не злонамерена...

[alex_semenov]

Вот тут я недопонял. А энергия-то откуда берётся?

Когда тело движется на скорости 0.1с, каждый килограмм этого движения уже содержит энергию эквивалентную калорийности дейтерий-трития.
Когда тело движется на скорости 0.9с, каждый килограмм массы содержит энергию...

То есть.
Если на скорости 0.7с (к примеру) у вас корабль массой в 10 000 тонн и у него в баках заправлен ТУПО водород массой в 100 000 тонн, то вы можете этот водород "слить", отбросив так, что бы он слегка волочился за кораблем  (в системе отсчета его старта). Это что значит? Это значит что вы извлекли запасенную в кинетику топлива энергию для разгона оставшейся массы.
Как вы этого добились?
Вы использовали коллектор (другого способа нет). Собрали НАБЕГАЮЩИЙ водород, сжали его. Получили чудовищно горячую плазму, разбавили ее водородом из бака. Холодным. Условно конечно (там трудностей на самом деле тоже воз и маленькая тележка) В итоге получили БОЛЬШЕ плазмы чем собрали в коллектор и отбросили эту более холодную но более массивную плазму и ... у вас есть тяга. Заметная разница между торомжением в коллекторе и выхлопом в сопле. И не какая-то там тяга а почти идеальная тяга.
Финт в том что бы предварительно разогнать такой таранный конвертор. А потом вы тупо меняете предварительно разогнанную массу на скорость. Строго по закону сохранения энергии. И такой разгон выгодней чем разгон по формуле ракеты при больших Z.
Почему термоядерный прямоточник можно разогнать до 0.5с, когда просто ракету только до 0.1с при прочих равных.

[alex_semenov]

Кстати. Я не зря сомневался, кажется (чуйка уже выработалась. если все так хорошо - не сработает)
По поводу маневра Оберта у черной дыры.
Какой радиус Шварцильда у дыры? И смотрите. Наш корабль падая на черную дыру разгоняется почти до света и... он находится в перицентре  у дыры для маневра лишь миг (и то сильно замедленный гравитацией). Все что можно сделать ... взорвать одну бомбу в перигелии. Наверное. Не более.
Надо считать детали.
Но одна сумасшедшая идея вырисовывается сразу. Использовать черную дыру как ускоритель снарядов. Бросаем на дыру снаряды массой 2М, они ускоряются почти до света падая в дыру. Там в перицентре взрывом-импульсом отбрасываем половину массы и у нас из черной дыры летит масса  M на почти скорости света (надо считать детали, может и 2/3 от начальной массы можно?). Так кидая бомбу за бомбой можно сформировать мощный "луч материи", который и будет разгонять корабль.
Не так красиво как разгонять целого корабля маневром у дыры, но такой ход по-моему лучше чем пытаться оседлать джет...
Кстати, надо посчитать маневр Оберта у других необычных звезд. Скажем синих гигантов. У них и масса и диаметр орбиты (то есть можно долго разгоняться)... 
Интересная новогодняя тема!
Таким образом добравшись до одного такого объекта в галактике, можно заселить (без особого надрыва) всю галактику.
Ну и скопления в гало... Не только же соседние галактики осваивать!

С наступающим, кстати, новым годом!

[alex_semenov]

Я смотрю новогодний вечер (замшелых ретрофутурологов) обещает не быть  томным?

Только не надо сильно раскатывать губу. Если я чего не напутал, максимальный эффект, который можно извлечь из чёрной дыры при падении на неё "через бесконечность", будет выражаться формулой



где — отлётная скорость после манёвра, а — х.с. ракеты в предположении .

Так, на "химии" (мгновенно отрабатывающей, Ваши опасения насчёт времени для манёвра имеют основания) при х.с. 10 км/с получаем отлётную скорость в 2400 км/с. Для взрыволёта с х.с. 100 км/с имеем отлётную скорость 7700 км/с. Впечатляет, конечно, но это не релятивисткие скорости. Да они и не могут быть релятивисткими, как это очевидно из приведённой формулы.
...
Как-то так. Надеюсь, нигде сильно не ошибся.

Да, вы правы. Как водится. Я слишком раскатал губу. ДАЖЕ в ньютоновской механике маневр Оберта не творит чудеса. Можно было сесть и разобраться а не фантазировать на "пяный" глаз...
Вот коэффициент на который умножается дельта-вэ в апецентре при маневре Оберта по механике Ньютона :



Идея использовать дыру в том что скорость покидания тела (горизонта событий, радиуса Шварцильда), вэ-эскейп, у черной дыры может быть вплоть до скорости света. В этом замануха. У дыры можно получить по-идее самый большой выигрыш от маневра Оберта.
Да. Так и есть. Но не скорость, близкую к свету...
Забудем пока о проблеме ускорения (падая на дыру со скоростью почти света у вас есть только миг на разгон)
Приравняем в формуле выше вэ-эскейп к 1. Тогда дэльтв-вэ будет в долях света. Смотрим. Если дельта-вэ много меньше 1, то мы получаем хороший множитель под корнем.
Скажем 0.001с. Тогда 1+2*1000 ~ 2000.  Но теперь из этого берем корень... 44,7. И умножаем на те же 0.001с.  0,0447с - получаем на порядки меньше скорости покидания тела (в данном случае скорости света, 1с).
Скорость на бесконечности можно получить сравнимой со скоростью покидания (1 и не важно чего это один) только если если дельта-вэ близка к 1 (в единицах скорости покидания). Тогда под корнем ~ 1+2~3. Корень из 3  ~1.7, чуть больше 1. Умноженное на чуть меньше дельта-вэ 1 получаем примерно 1 (может получить и чуть больше). Хитрость может быть использована при дэльта-вэ скорости, скажем, 0.33с (в три раза меньше света). Тогда по классике маневр Оберта у дыры (на границе сферы Шварцильда) даст 0,86с. Неплохо, в целом но как почти мгновенно разогнаться в перицентре до 0.33с?!!! Это немыслимо. Как по времени так и по затратам энергии. Это портит всю затею.
То есть маневр Оберта классный, но губу надо закатать...
Релятивистская формула (интуитивно непонятная) будет отличаться от классики Ньютона только тем, что при малых скоростях дельта-вэ (~0) неотличима от классики а на больших (дэльта-вэ ~1)  она не позволяет получить ни при каких обстоятельствах  скорость на бесконечности больше 1 (классическая позволяет, если коэффициент "усиления" Оберта чуть больше 1). То есть? релятивизм  вводит некую "балластирующую" поправку, срезающую такой финт. А так принцип тот же что и в механике Ньютона (закон сохранения энергии). Вы можете получить скорость на бесконечности близкую к 1, но тогда вам дельта-вэ надо иметь всего пару раз меньше света, не на порядки меньше (как я размечтался), что делает маневр  не таким привлекательным, как я нафантазировал. Маневр работает очень круто если НУЖНАЯ ВАМ скорость на бесконечности заметно меньше чем скорость убегания от небесного тела.

Ладно, бог с ними с межгалактическими перелетами пока.
Хорошо, давайте посмотрим вот что. Что можно выжать из Оберта в пределах Галактики?
Голубой гигант, например.



Масса такой звезды  где-то на порядок больше массы Солнца. Это хорошо. Скорость убегания по-идее должна быть в корень из 10 больше. Не 600 км/с а уже 1800 км/с. Но  и тут засада.... Радиус. Диаметр (и значит радиус маневра) у гиганта больше где-то в 100 раз.
С одной стороны это круто (есть время на разгон) но... вторая космическая у любого тела:



То есть корень из 10/100 ~ 0,33
Скорость убегания "с поверхности" такой звезды получается даже в три раза меньше чем у Солнца....
 
Хорошо, но тогда что получается? У красных карликов должно все работать наоборот?



Оказывается нет (смотрим таблицу по ссылки). Как раз масса и радиусы карликов разного спектрального класса переведены в удобных нам единицах - доли от массы и радиуса Солнца. И видно что масса и радиус уменьшаются от класса к классу ПРИМЕРНО пропорционально.
То есть скорость покидания на поверхности красного карлика такая же примерно как у Солнца.
Ничего особо тут выиграть нельзя.
А вот со временем маневра там явно  хуже. По-сути времени при облете звезды "на бреющем" оказыается на порядок (грубо) меньше. И значит на порядок нужны большие ускорения при торможении.
Это к тому, что если разогнаться у Солнца межзвездные колонисты могут с ускорением в 2g  достигнуть  300 км/с, то тормозить, слить эту скорость у цели-красного карлика - это проблема. Нужно до 20g...
То есть это должны быть небольшие корабли (крупные суда такое ускорение не выдержат, даже если людей поместить в какую-нибудь антиперегрузочную ванную).

[alex_semenov]

И как только самолеты с пропеллером продираются сквозь земную атмосферу... А то и того хуже, с турбиной..

Самолёты, даже с турбиной, не сжимают газ до такой степени, когда излучательное охлаждение становиться значимым фактором раз, и используют источник энергии на борту два.

Да. Все что нагрето до температур, условно, сопоставимых с энергией 0.01-0.1с (эм-ве квадрат на два за килограмм)- стремится слить эту энергию  из материи в виде света. Это очень хреновое обстоятельство. Возможно это НЕПРЕОДОЛИМЫЙ барьер.
AlexAV, тут выше показал же, что набегающий водород просто физически (из простого уравнения адиабаты) нельзя слишком сильно сжимать в воронке. Иначе он нафик сольет всю свою энергию тупо через самые разные типы излучения (механизмов - тьма)

По схеме двигателя коллайдера - Бассарда https://ru.wikipedia.org/wiki/Межзвёздный_прямоточный_двигатель_Бассарда
Пример расчёта сбора межзвездного газа для случая радиуса поля захвата 50 км. Тогда

 R=50 000 м
 Площадь захвата=7 853 981 633,97 м2
 Скорость (берём максимальную из раздела Ограничение на скорость) = 35 700 000 м/с
 Время = 1 сек
 Просеянный объем = 280 387 144 332 889 000 м3
 Плотность среды  = 1E-21 кг/м3
 Полученная масса = 0,000 280 387 144 332 890 кг

Вопрос какова плотность межзвездного газа в пространстве Толиман - Солнце

Если вы хотите освоить таранный привод (любой) вам нужен заборнир размером с Землю. Примерно. 10 000 км... 20 000...
И чем больше - тем лучше.
И, кстати, сжимая межзвездный газ, скажем до 10-20 км "горловины" (да, да, меньше никак!) вы сжимаете его в миллион раз. Оцените повышение температуры... Тут ИНЖЕНЕРНЫХ сложностей - более чем достаточно.
Мы же пока не разобрались даже с самыми общими принципами (псевдореализмом идеи таранного конвертера)...

Если вы собрали частицы (не потеряв их энергию, то есть АДИАБАТИЧЕСКИ их сжали в коллекторе) вам уже не надо их еще разгонять.
Напротив. Вы можете их охладить частицами из бака.
Бортового запаса материи. Да хоть и того же бросового водорода (водород - лучше всего).
Тягу вы получите. И почти идиальную тягу.

О чём идёт речь? Звучит как-то странно.

Я много лет назад уже написал эту писульку (и на долго про нее забыл, а зря)...

"Парадокс" межзвездной прямоточки.

Поводом для обсуждений стал странный двигатель Подвысоцкого. С тех пор этой идеей заболели даже дипломированные физики. Тот же Панов много приложил усилий в споре будет ли такая идея В ПРИНЦИПЕ работать или нет?
Речи идет о последней идее.



Когда у нас нет на борту источника энергии. Энергия возникает от взаимодействия с набегающим веществом. Подвысоцкий хочет расставлять по ходу корабля некие снаряды, то есть так как я и описал в этой полу-шутливой популярной работе. Я это использовал только для иллюстрации принципа, а он РЕАЛЬНО хочет так делать.
Я считаю это ГЛУПОСТЬЮ НЕСУСВЕТНОЙ.
Двигатель Подвысоцкого. Как он есть в деталях.
Но в нем заложен ТЕОРЕТИЧЕСКИ верный принцип, который я и назыавю принципом таранного конвертера.
Это не двигатель.
Двигатель ДОБЫВАЕТ энергию. Здесь нет источника энергии. Это как велосипед. Механизм конвертирования одной кинетической энергии в другую. Преобразования энергий тут нет. Хотя, конечно кинетика в тепло, а потом тепло в кинетику (и тут нужен хитрый механизм не растерять энергию, иначе все будет напрасно).
Я читал споры высокоумных мужей. Того же Панова. Они заблудились в трех соснах. Людей плющит на вопросе "откуда энергия"?
Правильно плющит.
Энергия из кинетической энергии первоначально разогнанной массы.
То есть.
Представим себе ИДЕАЛЬНЫЙ таранный конвертер.
Сам конвертер (вторая ступень) пусть весит 1 условную единицу массы (не важно сколько, пусть 1000 тонн). Но в баках запасено еще 100 едениц материи. Скажем, кристаллического водорода. И вот эти 101 единица массы уже разогнаны... скажем ... до 0.033с.
Взрыволет Дайсона их уже разогнал.
Представили.
Ступень отделяется, разворачивает совок (магнитный, разумеется), запускает АДИАБАТИЧЕСКИЙ конвертер и начинает сжимать межзвездный водород....
Как? Не важно. Да хоть вот так:



(как по мне в такой конфигурации больше смысла чем в привычной лейке-воронке). Межзвездный водород сжимается в горле воронки и... в ней разбавляется свежими порциями водорода. Если энергия сжатого межзвездного водорода почти вся РАЗМЕШАЕТСЯ с холодным впрыснутым водородом и эта более холодная, но массивная плазма так же хорошо расширится в сопле (по-сути с обратной стороны  магнитная "воронка" - это же магнитное зеркало, возможно в 100 км в диаметре) то мы получим тягу.
И сразу вопрос.
До какой скорости В ИДЕАЛЕ мог бы разогнаться такой конвертер, когда израсходует последний грамм запасенного рабочего тела на борту?
Из закона сохранения энергии это легко посчитать.
В начале конвертер имел массу 100 условных единиц (101 не суть) и скорость 0.033. И это все имело кинетическую энергию (по классике ) эм-вэ-квадрат на два.
Знач, так как иных источников энергии нет, и нет потери энергии (они пренебрежимо малы), если масса уменьшилась в 100 раз, скорость пустого корабля возросла... в 10 раз. До 0.3с
Если же у вас, запас рабочего тела, скажем в 4 раза больше массы пустого конвертера, скорость конвертера будет в 2 раза выше в конце разгона.
В корень из изменения массы.
Тут нет извлечение энергии (еще раз) из неких закромов.  Тут идет просто обмен кинетической энергии, массы на скорость. И по-сути нкакого двигателя Подвысоцкого нет. Никакого чуда. Чудо за кулисами - разгонник.
Это своего рода "планер", которому нужен тягач.
Тягачом, как раз мог бы выступить "Орион". Очень кстати его недостаток тут превращается в достоинство. В чем и изюминка. Последняя.
Взрыволет имеет ограничение по скорости истечения. Условно 0.025с и бомболет "любит" огромную стартовую массу (сотри тысяч тонн миллионы тонн). И пока вы его разгоняете до сопоставимой скорости (0.03с) - все хорошо. У вас РАЗУМНОЕ массовое число. Разумное оно будет и, скажем при 0.05-0,06с (две ступени). Но дальше - начинает работать проклятье ракеты.
Что бы разогнать 1000 тонный взрыволет Дайсона до 0.3с вам какое нужно массовое число (по формуле Циалковского)?
exp(0.3/0.025)-1=162 753 .
То есть при массе полезной нагрузки (при невесомой ракете) в 1000 тонн, взрыволет на старте будет весить (округляем) 170 000 000 тонн.
Но если у вас двухступенчатый корабль где вторая ступень - таранный конвертер?
Первая ступень - взрыволет, разгоняющий до своих оптимальных 0.033с, а вторая ступень - таранный конвертер.
Считаем конвертер невесомым (или сам конвертер входит в эти 1000 тонн). При этом конвертер пока идеальный (мы же исследуем принцип).
Что бы конвертер увеличил свою скорость в 10 раз, он должен иметь в 100 раз больше запас рабочего тела (водорода) чем весит сам. Квадратично.
То есть полезная нагрузка взрыволета (вторая ступень) должна весить 100 000 тонн (округленно).
Но у Дайсона столько же весит ПУСТОЙ взрыволет! И для него нужно массовое число 4 что бы разогнаться до начальных 0.033с.
Таким образом суммарное массовое число двухступенчатой системы для 0.3с составит 400.
И стартовая масса 400 000 тонн.
Ну пусть 600 000. Да хоть миллион. Это все равно заметно меньше (принципиально меньше) чем 170 миллионов при использовании ракетного принципа в лоб (не важно что там, много ступеней, корабль-автофаг, это пока шашечки, мы же решаем общие вопросы).
Улавливаете идею?

Это плюсы. Еще раз. Вам тут не нужен управляемый термояд. Но вы должны научится без потерь сжимать, разбавлять и выбрасывать набегающий межзвездный поток. И тут требования (я моделировал) очень жесткие. И это - минус. Их там тьма. Идея красивая, но реализация почти немыслимая! Потерю 5-10% энергии на всех стадиях еще можно терпеть. Но больше - выигрыш от таранного конвертера резко начитает улетучивается.

Если же вы освоите управляемый магнитный термояд и соедините его идеей таранного конвертера (концепция RAIR Бонда, как я понял), то вам разгонщик не нужен. Корабль сначала разгоняет себя как ракета, потом как таранник, который на "дозвуке" (до бассард-барьера) греет собираемый в воронку водород, через термоядерную реакцию, потом (после 0.1с) по-сути все остаточное термоядерное топливо становится ценным не столько как топливо, сколько как таранная масса (на самом деле такая "переоценка" происходит плавно и постепенно). Даже горя в двигателе, температура термоядерной плазмы после барьера уже будет МЕНЬШЕ чем у сжатого в воронке водорода и теперь не двигатель греет собранный водород, а наоборот. Зачем жечь тогда реактор? А подогревать впрыскиваемую массу все равно полезно. В любом случае у вас будут потери и их надо будет компенсировать.
То есть, если у вас будет не просто таранный конвертер, а таранный двигатель с внутренним термоядерным сгоранием, то вам не обязательно иметь столь совершенную воронку и механизм преобразования энергии как в конвертере. Но все равно желательно всё это иметь с эффективностью поближе к 1.
И если так (близко к 1) то по-стуи вам нужно запасать на борту столько термоядерного топлива что бы энергия его сгорания почти равнялась конечной кинетической энергии межзвездного корабля с пустыми баками. У вас почти идеальный привод (двигатель плюс движитель). И тогда все сложности расчета, интегрирования (итог всех режимов полета) в конце концов сводятся к простому балансу энергий топлива и кинетики корабля. Который я тут и привожу все время (но народ не понимаем к чему это):



Если бы мы могли 100% термоядерной энергии превращать в движение плазмы и 100% энергии водорода размешивать с термоядерной энергией и при этом со 100% эффективностью выбрасывать из чудо-сопла-магнитного зеркал, то в принципе на детерии (или гелии-3 плюс дейтерий, тут можно использовать даже в одном двигателе разные режимы горения на разных этапах работы движка) можно было бы при массовом числе Z=35 разогнаться до 0.5с
Или до 0.35с при 50% потерях (но не в таранном конвертере, а в термоядерном двигателе)...
Теоретически мечтать можно.

[alex_semenov]

Я понимаю что трудно поверить что такая странная возможность есть.
Но на самом деле она давно известна, скажем, воякам.
То же гиперзвуковое оружие и гиперзвуковой движок.



(последняя версия - очень концептуално на нашу похожа)
В чем там проблема?  То что топливо при гиперзвуке, при таком сверхзвуковом сжатии не успевает СГОРЕТЬ в камере сгорания.
С этим много мучаются.
И когда мучения доходят до отчаяния то нередко можно услышать идею, что В ПРИНЦИПЕ, на больших Махах, в общем-то особо сжигать что-либо и не нужно. Ибо энергия сгорания топлива все равно становится сравнимой  с энергией сжатого забортного потока и добавляемого в поток топлива как просто вещества.
Ну смотрите.
На 20 махах (6.6 км/с) кинетическая энегия каждого килограмма вещества (что на борту что за бортом) 20 МДж/кг.
А теплота сгорания керосина (только одного керосина без окислителя!) 40 Мдж/кг.


Поэтому как раз можно просто  разбавлять сжатый поток тем же водородом (и не важно что он не успевает сгореть) - тяга все равно будет возникать.
Другое дело, что если эта масса еще все-таки и горит, то расход массы будет поменьше на ту же тягу. Ну и такой режим "холодного" разбавления работает лишь на больших махах. А как до них еще разогнаться?
Нужен отдельный сверхмощный тягач (у вояк, возможно, - "списанные" сотки для тех же модушей "авангард").
Или нужен двигатель-многорежимник (древняя но так и не осуществленная в авиации мечта).
Так вот. В приложении к звездолетам. Версия бомболет как тягач плюс таранный конвертер - это решение в лоб. Возможно, как "Авангард" Путина...
Ну а термоядерный таранно-прямоточный звездолет - это звездолет-мечта. Предел, к которому ТЕОРЕТИЧЕСКИ может стремиться концепция термоядерного звездолета ВООБЩЕ. То есть звездолета с бортовым и конвенциональным (неэкзотика, распространенные по всей вселенной изотопы водорода и гелия) термоядерным источником энергии.
Как по мне даже 25% от света (световой год за 4 года) - очень круто.
Ну а 35% или даже 45%... 50%.... Это уже манна небесная!
Хотя...
Ну подумайте. 2 года световой год или 4 года световой год... Большая разница?
В общем,  термоядерный таранник, это как жизнь с  бородой у Ложкина...
Не корабль, а мечта!!!



Хотя и не релятивистский, субрелятивистский, но все равно "властелин гАлактики!" куда хочу - лечу. Быстро лечу!  Межзвездную среду использую и для разгона и для торможения. Предел эффективности! Ну а топливо на очередной бросок к звездам - везде заправлюсь...
Как по мне - это предел мечтаний!

[alex_semenov]

А кто такой Панов, и где он об этом писал?

Да...

Панов --- руководитель семинара по CETI.

Самый молодой и заслуженный из всех этих седых старцев (со всем уважением), патриархов CETI/SETI в СССР
Вот откуда надо все это изучать (много аудио, видео)
http://lnfm1.sai.msu.ru/SETI/koi/seminars.html

Они вообще там молодцы. Хотя им конечно юношеского драйву не хватает. Но старый конь...
Из всех вьюношей как раз Панов там самый вЬюный...




Мне он нравится, в целом. Но у него два бзика (а у кого их нет?). Он взахлеб верит в квантовый мозг Пенроуза (я идейный враг этой концепции, хотя и Пенроуза я уважаю, как не уважать?) и он большой энтузиаст (был во всяком случае) двигателя Подвысоцкого. Как они его называют, кинетического ракетного двигателя. Иногда даже стали называть Подвысоцкого-Панова. Ибо Панову эта идея очень запала и он под нее подводит теорию.
Вот, первое что попалось:

http://alpha.sinp.msu.ru/~panov/KinEngine-Panov-2-W.pdf

Там в референтах есть "концы" (ссылки на спорщиков), от них раскручивать дальше всю драму идеи.
Вот спор вокруг этого же чуда на форуме dxdy.

https://dxdy.ru/topic83566.html

Моя писулька про "бильярдный" звездолет появилась... эм... я и не помню (зря не поставил дату тогда).



Но кажется еще на форуме "Мембраны" (я сначала написал на форум, а потом переделал это в статью, возможно много позже, когда начинал проект "Горизонт"). А это что-то 2005...  Не позже 2008-го, наверное точно.
Примерно тогда Подвысоцкий еще приставал ко всем как городской дурачок со своей сумасшедшей идеей и Панов (если не ошибаюсь) еще за его идею не заступился. И на "Мембране", Подвысоцкий, вроде тоже отметился тогда же (форум "Мембраны" был лобным местом тогда).
Я на нее отреагировал и... добросовестно забыл, составив  тогда себе совою сумму представлений об идее. Даже забыл что именно Подвысоцкий и подтолкнул меня к пониманию решения проблемы бассард-барьера (и когда потом опять увидел эту идею в сети бурлящую, даже решил что я сам этот принцип открыл. А нет!).
Смысл моей статьи был именно переступить через "парадокс" для традиционной прямоточки (которая и энергию и массу берет из набегающей среды).
В духе Якова Перельмана (кстати только позавчера узнал что Яков умер как и Беляев в блокадном 1942-м от голода...  )
Тогда же я переступил через ключевую часть в идее Подвысоцкого, признав ее странной, не более (в конце статьи так и говорится), обнаружил такую вот курьезную возможность (заменить источник энергии на источник массы на борту) и... забыл о прямоточках надолго. Я тогда во всю держался еще за лазерный парус. За пушку!
Надежным остатком от этой идеи оставался лишь магнитный парашют (без которого парус просто недоконцепция).
Я полагал что парашют - уже круто. Любая концепция (журавль в небе) если после анализа оставляет хоть какой-то здравый остаток (синицу в руках) - уже прекрасна. Уже не мусор! Так я и относился к рамджетам ВООБЩЕ. Так я и решил что с концепции прямоточки парашюта - достаточно.
Но прошло время, я увлекся копанием темы взрыволета и когда я решил ПРОКАЧАТЬ (то есть развить) идею продвинутого звездолета Дайсона на 10 000 км/с   ИЗ ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ, что решение есть (возможно я уже имел идею "плоской" боНбы? не помню.

 



Возможно так. Появилась идея плоской бомбы! Точно!
С ней все очень неясно. Но допустим на миг, что это таки заработает! И что дальше?
Захотелось развития в этом направлении. и я понял что есть МИНИМУМ два возможных хода "вверх".
Первый - тупой и прямой как струна - многоступенчатость. То есть при массовом числе у Дайсона 4 (1- масса пустого 3 - масса топлива), поставим две ступени (массовое число 9-16) и можно еще получить 6% света.  Суть ведь в чем? 10 000 км/с - это общее приращение скорости. Но надо же разогнаться и затормозить. Так что в лоб без двух ступеней - никак если вы хотите перелет. Для флай-бая эта штука сликом массивна! Да и не полет это... флай-бай... Балавство!
Значит даже на 3% вам нужно две ступени. Идею можно развить до 3-х... (и есть мелкие подходцы... но это уже в детали механики взрыволета лезть надо. Есть там еще не выковырянный изюм! Все как идиоты перерисовывают то что рассекретили, а мозги приложить никто не пытается даже!)
Но это (4-5 ступеней) уже становится некрасиво. Зато...
Есть вторая идея. Давно лежит в заначке. Снабдить взрыволет магнитным парашютом для торможения. Использовать межзвездную среду. Изначально я это не рассматривал, так как на таких небольших скоростях (проценты от света) парашют будет работать ну очень хреново. Но я начал крутить-прикидывать... В принципе, если масса корабля огромна (100 000 тонн сухой массы) то выкрутить можно. Парашют теоретически вверх масштабируется неплохо. На таких массах - точно еще хорошо. Тот же Зубрин считает для нескольких тонн. Плохо, но выходило у него. 2/3 массы - парашют. Расточительно... А вот на десятках тысяч тонн - уже парашют"прячется" в проценты от массы (хотя получается чудовищно большим, да. Но боятся ли размеров человеку, вчера молившемуся на 1000-км парус Форварда?).
Парашют в любом случае сработает, решил я. Вопрос лишь до какой минимальной скорости? Но (думал я) и плохой половину скорости срежет - уже дело. Хороший хорошо бы 9/10 (это вообще прекрасно!). Но и средний сгодится! Если у двух ступеней 6% света, то можно разогнаться до 5% а у цели тормознуть парашютом с 5% до 1% (срезать скорость до 1/5 начальной,  "средний" должен справится) и дотормаживать двигателем. 1%. Как раз 6% и выходит.
Уже решение!
5% от света это 10 св.лет за 200 лет. Такая недолгая колония. Но, скажем, с элементами слипершипа... Уже как говорится "масло на хлеб". Уже решение!!! 1000 человек заслать можно... Сюжет для хард саинс фикшенУ (без дураков! Хард хадр! Хардкор так сказать...)
Но захотелось еще и икорки... На хлеб.
Третий подход неплохо было бы...
Бог троицу любит...
Громоздить ступени дальше - тупик. И вот тогда (так как я только что игрался с парашютом) я и вспомнил про странную концепцию таранника у Подвысоцкого (я и забыл тогда что это идея Подвысоцкого, но саму идею я хорошо запомнил из своей статьи). Присмотрелся. Быстро вывел простой закон обмена массы на скорость (все из той же форумы кинетической энергии), построил модель, где теряется энергия, понял что все очень напряженно. Идея "розовая". В том смысле что фантастика, сынок. Совсем уже мечта... Куча сложностей и неясностей. Надо богам молиться чтобы реализовалась. Адиабатическое сжатие... блин... Бросился искать что Подвысоцкий налепил на этот счет (а он постоянно попадался мне в сети со своими дурацкими "пулями" по пути, но я не обращал внимание) и тут я с удивлением увидел что пули Подвысоцкого живут своей  богатой жизнью, что вокруг нее спорят, что сам Панов стал ее апологетом.
Расставленные по пути "пули" (и импульсный режим работы в итоге, за что и пинают нещадно "Орион" же!) мне жутко не понравился. Ни тогда ни теперь. Не тот путь реализации принципа! Надо ставить на непрерывный режим (в плавной непрерывности конструкция может быть "паутинной" продвинутый, развитый "парашют" по-сути. Планирующее крыло, условно) и межзвездный водород, который уже давно "расставлен" по пути.
Поэтому я ОТДЕЛИЛ идею, которая собирает межзвездный водород от идеи "пуль" Подвысоцкого назвал ее свою версию не "кинетической" а "ТАРАННОЙ". Тогда мне понравился какой-то из переводов  Лари Нивена, кажется "Защитник", и там все летали на "таранных звездолетах" (сейчас это прижилось уже в переводах). Хороший образ. Вы тараните среду магнитным полем, она (кстати) ионизируется от такого тарана (это стало ясно относительно недавно когда "Вояджер-2" проткнул "пузырь", созданный от таранного взаимодействия межзвездной среды с магнитным полем Солнца), превращается в плазму, вы ее (как - не ясно до конца, но есть ряд придурковатых догадок. Главное что никто не сказал что это невозможно пока) адиабатически сжимаете, раскаляете (тем самым) до термоядерных температур (даже выше) и разбавляя "холодным" (относительно) водородом из баков,  и тут же эту "смесь" выбрасываете из магнитного сопла (которое есть, скорей всего, обратная сторона таранной конструкции. То же ж самое поле!) и получаете тягу.
При этом конструкция должна называться "таранный КОНВЕРТЕР" (ни в коем случае не "двигатель"! Подвысоцкий и за ним Панов в само название  решения заложил себе подляну! Какой "двигатель"? Нет там никакого двигателя! В чем и прикол! Красота, даже!).
То есть это не полноценное решение.
Это - примочка!
Надо понимать что без ТЯГАЧА идея - пустышка. Таранный конвертер - межзвездный планер (так сказать). Нужен тягач.
Но у меня был уже ГОТОВЫЙ тягач. Я от тягача и плясал (хотел его прокачать).
Тягач-взрыволет массивен. Все на это обращают внимание как на "недостаток". Минимум - 100 000 тонн полезной нагрузки - это небольшая колония (верней 30 000 тонн, но где 30 там и 100). Конечно, можно было бы помечтать о 10 000 тоннах ("медузу" прицепить например) для какого-нибудь легкого пилотируемого разведчика (а он нужен)? А еще лучше (понял я тогда) 1000 тонн. 10 000 - ни то, ни сё! Как раз разумная градация такая: 100 000 тонн - минимальный пилотируемый корабль (минимальная колония). 1000 тонн - хороший такой но автомат. Беспилотник. Пусть не фон-Нейман или эмбрион шип (это все технологии на послезавтра), но хотя бы автомат-разведчик, как фон Браун в известном фильме...



Музыкальная пауза, типО

Ну это уже реализЬм!!! Продленное настоящее!  (я его хоть и ругаю, но тоже ж люблю! Родина жеж! Я ж тут живу!)
Ну подумайте (подумал тогда я)! Если эти активные "придурки" с их бурной экзопланетной астрономией (весь этот хайп что популяризирует Штерн) таки найдут  лет через 50 звезду поблизости (в 20-30 св. лет, ближе вряд ли), с ЯВНЫМИ маркерами жизни, что тогда?
Надо лететь! Запускать разведчик! Автомат.
А у нас РЕШЕНИЯ нет!
Мы воевать?! В однобортном? Мы не готвы к войне!!!



Даже КОНЦЕПЦИИ привода нет!
 

25 св. лет  (ближе - вряд ли) на 5% света - медленно. 500 лет полета же... 500 лет мучиться ожиданиями?
Автомату-разведчику нужна треть скорости света! Тогда за 75 лет доберемся. Тогда реально можно мечтать запустить 1000-тонный разведчик. Именно разведчик, который заглянет своими камерами "в глаза чудовищу" (чужой развитой жизни! это стоит того! Это величайшая цель, если вдруг обнаружится!)
Но как?
Взрыволет можно поднять с Земли. Пол миллиона тонн? Да запросто! То есть и из колыбели не обязательно выходить. Как мы до сих пор и не вышли. В "ОДНОМБОРТНОМ", БЛИН...

Бомбы запрещены политические?... Гмо_Но-вопрос! Это все приходящее. Но как раскачать взрыволет до трети света?
И вот тут то "третья идея", идея таранного конвертера ИДЕАЛЬНО становится на свое место.


Ну а потом... Я не помню сколько лет я это держу в заначке... Но постепенно я обратил внимание на всякие "артефакты" в западной твердой научной фантастике. Последний раз у Винджа, "Глубина в небе".  Что они там упорно заправляют таранники (таранники на  Запада как у нас фотонные звездолеты - символ веры, так сказать) дейтерием. Миллионом тонн дейтерия! Зачем, блин, если у них бассард-двигатель? И тут до меня дошло. Я порылся (в генезисе концепции бассарда) и нашел что я постоянно раньше упорно пропускал. RAIR Алена Бонда. Того самого, что руководитель проекта "Дедал". Параллельно он развивал еще две идеи (а по жизни работал над гибридным ВРД, последняя мечта Империи). Первая корабль-мир, вторая реалистичная прямоточка.
Самого документа (первоисточника середины 70-х про RAIR) я не достал. Но и без него все стало на свои места.
Я таки ЗАМКНУЛ свои представления о ВСЕХ реальных способах созднаия межзвездной тяги.
Паззл сложился окончательно и идеально!
Все правильно! Идеальный привод (есть идеальная ракета, есть идеальная пушка ну и должен быть идеальный таранник!!!). Таранник это по-сути идеальный привод, который может выбрасывать массу с мгновенной скорость полета.
Напомню.
В принципе и ракета с бортовым запасом рабочей массы может быть идеальной (близкой к идеалу. Совсем идеальным не может быть ничто).
Вот ее параметры (идеальность тем выше, чем выше массовое число Z. Вывод - тут же):



Даже при Z =20  вы можете иметь эффективность движителя под 95%  (5% потери - это уже считай крохи "округления"!)
В отличии от ракеты с ПОСТОЯННОЙ (произвольно выбираемой, но постоянной) скоростью истечения это круче:



Видите? Здесь максимум - лишь 65% (чуть меньше).
Но в чем преимущество постоянного истечения (помимо отсутствия мороки с переменным импульсом)? При постоянном истечении максимум эффективности (и в окрестности этого плато на графике) при конечной скорости полета БОЛЬШЕЙ чем скорость истечения в 1/0.627 ~ 1,6 раза. Так как мы не гонимся за мизерами, а на пике - плато то можно иметь вполне себе энергетический оптимум и при 2-х кратном отставании истечения от конечной скорости и с 3-х кратным можно мириться (что и делают наши химические ракеты при выходе на орбиту).
А по-настоящему эффективная, идеальная ракета  (как движитель) с переменной скоростью истечения нуждается в том, чтобы в каждый момент времени скорость истечения равнялась скорости полета. То есть для ЖРД такая ракета не может разогнаться выше 4.5 км/с, например. Значит, если у взрыволета предел истечения 7 000 км/с (допустим на секунду что так и есть. Новый год же! Надо верить в чудо!) то выше  7 000 км/с идеальную ракету вы не разгоните. Да, вы получили эффективность в 0.95 вместо 0.65. Но вы недобрали скорости. Вместо 10 000 получили 7 000.
При переходе от неуправляемого к управляемому термояду, все что вы можете в идеале мечтания - трехкратный рост скорости истечения. 0.075с, ну 0.08с...
Улавливаете засаду?
Так вот. Прямоточка позволяет все это обойти. Мало того что вы собираете ракетную массу "по пути" (не везете ее с собой). Это не такая уж и большая выгода (как нам все время рассказывают не очень умные компиляторы-популяризаторы). На худой конец можно сделать ракету-автофаг (самопожирателя) да хоть с Z= 1000 (лунная ракета, сатурн-5, такой и была по-сути. Взлетели 3000 тонн вернулись на землю 3 тонны). Ради бога! Запастись замерзшим водородом на месте старта, где-нибудь в зоне льда у Сатурна?! Два пальца об асфальт!  Зачем мудохаться собирать по-пути? (именно это и не давало мне иначе взглянуть на рамскопы в духе RAIR). Но самая большая выгода в случае раскопа, что собираемая масса несет дополнительную энергию (вернее она извлекает ранее запасенную в кинетике корабля энергию) к достаточно "холодному" (на забарьерных скоростях полета) термояду в камере сгорания.
То есть, таранный термоядерный звездолет реализует (в идеале) идею идеальной ракетной тяги, но:

 1. Он не несет на борту ЛИШНЮЮ ракетную массу. Только топливо (источник энергии. 80 кт ТНТ/кг)

 2. Он не ограничен в скорости истечения (в теории хоть до скорости света! На что и ставил Бассард). Он может выдержать условие равенство (почти равенства) скорости полета со скорость истечения и поддерживать это на любых скоростях полета (таранный конвертер будет давать ЧУТЬ МЕНЬШЕ чем идеал, а с термоядерным двигателем ЧУТЬ БОЛЬШЕ мгновенного оптимума. Вся разница!).



Да. Пока нет набегающего потока, он разгоняется на термоядерной тяге (и тут, кстати, можно было бы сэкономить, приблизиться к идеалу еще, запасаясь и разбавителем-водородом. Лишней массой. Расплатиться за экономию дейтерия-гели-3, избытком массы водорода на старте. Но это уже мелочи-детали для любителя углубиться). Но когда набегающий поток "крепчает", к энергии  термоядерного сгорания добавляется энергия набегающего потока. Когда корабль проходит бассард-барьер (назовем его так, то есть когда тормозящая тяга равна тяге двигателя) температуры сравниваются. Набегающий поток становится таким же горячим как и термоядерное пламя в двигателе.
А дальше?
А дальше потоки меняются местами. Собранный поток становится горячее. И он начинает подогревать термоядерный выхлоп. И чем выше становится скорость, тем меньший вклад термоядерного топлива в нагрев выхлопа и больший - таранного конвертера.
То есть сначала термоядерная тяга запасала (рекуперировала) кинетическую энергию в разгоняемый корабль и не израсходованное пока топливо-массу. Но потом топливо (что в баках) отдает эту энергию дважды (с лихвой). Как термоядерное топливо и как кинетическая масса. Через взаимодействие в таранном конвертере. Дополнительная масса-разбавитель обеспечивает оптимальность скорости истечения. Сначала разбавляя массу, потом добавляя нехватку энергии.
Улавливаете?
Конечно же. Энергия не может взяться ниоткуда. В конечном итоге вся энергия тут - термоядерная. Но скорость полета никак не ограничивается скоростью истечения (это как раз впервые и уловил Бассард). Скорость истечения будет меняться (увеличиваться) по мере разгона. Кстати, коллектор придется складывать, сужать, ибо ускорение будет быстро расти по двум причинам, падает разгоняемая масса (как у обычной ракеты и происходит) и усиливается набегающий поток (вы за секунду теперь просеиваете больше пространство космоса). Самое сложное - начать разгон, а дальше вы... как говорил генерал Адольф Галланд, впервые полетев на реактивном Me-262? Свои впечатления о самолете он выразил следующей фразой: «Он летал так, как будто его несли ангелы».
Понятно почему.
Я уже приводил аналогию. Ракета с бортовым запасом топлива как только переходит скорость выше скорости истечения быстро теряет эффективность как движитель. Это похоже на винт. Винт отлично тянет "на месте" но с набором скорости он "месит воздух" (поэтому придумали шаг винта но это все тоже до поры до времени). Так и ракета. Да, она может лететь быстрей своего выхлопа, но быстро теряет эффективность (включается проклятье формулы ракеты) как только конечная скорость для нее становится заметно больше скорости истечения.
А вот прямоточка... Она как двигатели первых реактивных "мессеров". Чем быстрей летишь, тем лучше движок "тянет".
Кто-нибудь "летал" в симуляторе "Ил-2" на первых очень слабых реактивных истребителях? А в бой вступал с винтовыми самолетами?
Там этот эффект очень хорошо чувствуется (особенно в связи с тем что вы можете пересесть на реактивный с любого винтового и почувствовать).
В начале эти "свистки" едва по взлетной полосе (падлы!) ползают. Оторваться от полосы - морока (макушки деревьев едва-едва не цепляешь).
Но чем быстрей вы разгоняетесь на нем, тем вам проще.. разгоняться. За 700 км/ч вы становитесь непобедимым!  И упаси бог вам эту скорость слить в каком-нибудь неосторожном маневре! Вы как Икар, на крыльях ангела! И тут же эти крылья теряете, если забылись и любая "винтовая сволочь" вас в один миг догонит и собьет!



Межзвездная прямоточка этот эффект реализует еще ярче.
Поэтому есть соблазн вообще ее использовать лишь на скоростях, близки к свету...
Там уже термояд особо и не нужен. Там как раз можно термояд и выключить... оставить таранный конвертер...
Ну а тягач для релятивистского корабля (разогнать массу)-  надо поискать...
Вот маневр Оберта... Не хватает его, к сожалению...

[alex_semenov]

во1х, для захвата нейтрального газа нужна какая то особая конфигурация магнитного поля, сильно неоднородная, для ионизации оного газа прямо в процессе. иначе вместо газа придется ограничиться межзвездной плазмой, которой в областях, далеких от O/B звезд, не так чтоб много...

Да. Конечно.
Но тут есть "благая весть":
Головная_ударная_волна



После того как магнитное поле врезается в межзвездный водород быстрей чем 20 км/с, возникает ШОК ионизации. И чем быстрей поле врезается (таранит межзвездну среду), тем глубже степень ионизации, кажется...
Если у вас ионизация водорода будет 0.5 или даже 0.25 - уже этого более чем достаточно.
Между прочим. Мы тут (Солнце и окрестности) в локальном пузыре разряжения. Плотность межзвездного водорода ниже в 10 раз чем вокруг (это плохо) зато полная инонизация. В нейтральных облаках (с плотностью 1 атом/см3), кстати обычно ионизировано 10% газа. Но вообще конечно в межзвездной среде очень большие вариации и плотностей и степени ионизации. Но обычно если плотность падает, ионизация возростает и средняя плотность именно ионов где-то 0.1 атом/см3.

во2х, сжимать надо не до 10 км горловины, а где то до 100 метров, не более. те нужно сжатие не в миллионы, а в миллиарды раз! почему? а нам мало сжать, нам надо еще термализовать сжатый газ - выровнять температуру по всей его массе/объему, чтоб при последующем разбавлении и расширении работу совершала вся сжатая масса, а не отдельные частицы "кто куда".

Не понял зачем 100 метров? Не вижу (как хужожник) надобности.
Более того. И не получится. Есть предел сжатия. Сжатый газ начнет светится и сливать энергию. Я думаю даже 10 км - это слишком плотно. Дай бог что бы не пришлось сжимать в 100 км ...
Да, еще. когда я говорил про сжатие в миллион - я посчитал только в плоскости коллектора. Но еще и по глубине (по направлению движения) на те же 10 000 км... То есть таки в миллиард.
И это чудовищное сжатие.
Если (раз уже начали думать над реализацией принципа как инженеры-художники) это обычный идеальный газ - у нас ничего не выйдет.
Поэтому ВСЯ НАДЕЖНА что это ПЛАЗМА.
При это СИЛЬНО ЗАМАГНИЧЕННАЯ.
То есть ионы движутся по ларморовским радиусам МНОГО МЕНЬШИМ чем длина свободного пробега иона в газе (поэтому сильно сжимать и нельзя!). Так как это происходит в термоядерных реакторах с магнитным удержанием. Один плюс у нас. В реакторе частицы все же должны сталкиваться (иначе как будет происходить синтез?) у нас это как раз вредное явление (хотя и без сталкивания, скажем синхротнонного излучение, СВЧ будет немалым). Поэтому мы можем пытаться использовать достаточно разряженную плазму.
В общем динамика обычного газа здесь работать не будет.
То же и с механикой "разбавления" "обычным" водородом. Это только так называется.
Конечно же речь идет об ИНЖЕКЦИИ ионизированного водорода в плазму. Да еще так хитро, что бы БЕЗ СТОЛКНОВЕНИЙ, через некий коллективный эффект взаимодействия зарядов в плазме, эти холодные ионы догоняли горячие (обменивались энергией через поле, благо заряды чувствуют друг друга на больших расстояниях). В общем нужно сделать так, что бы поток сжатых ионов водорода работал как своего рода ионный двигатель для впрыскиваемых ионов водорода из бака. То есть, видимо, придется впрыскивать ионы и содранные с них электроны в очень разных местах конструкции, создавая такой мощный "электромотор" с проточной плазмой (как? надо думать!)

"Основная особенность МЗС — её крайне низкая плотность, в среднем 1000 атомов в кубическом сантиметре." это около 1е9 атомов в м^3.
в3х, характерное время процессов будет 100 м / 100 Мм/с = 1 мкс... за это время надо: сжать объем газа (1е7 м)^2 *100 м = 1е16 м^3 (1e25 атомов, или 10 моль, или 10 граммов водорода) до (100 м)^3 = 1e6 м^3 (в 10 млрд раз), разбавить его еще примерно стольким же колвом водорода (опять таки, с выравниванием температуры по масее/объему!), и более менее направленно выпустить.
скорость 10-100 Мм/с гораздо выше "скорости звука" в МЗС , потому сжатие и прочие процессы будут "сверхзвуковыми", те происходить в ударной волне, а значит, все проблемы наших земных атмосферных ГПВРД здесь встают в полный рост...

Да. Более чем.  В том то и дело, что если принцип получится реализовать (а очень хочется!) то его реализация потребует "иной физики". Нет, физика, конечно остается все той же. Нютоновской. Но термодинамика термоядерной плазмы все же отличается от термодинамики нейтральных газов.
Я думаю, что реализовать идею получится ТОГДА И ТОЛЬКО ТОГДА, когда будет найден некий "коллективный эффект" или даже набор таких эффектов в плазме, способствующий работе привода. В современных термоядерных установках таких эффектов - тьма. Все эти шнуры, узелки, всякие винты... Говорят видов неустойчивостей в плазме за несколько сотен уже насчитали физики плазмы.
Так вот. У них это враг. Нам нужно превратить это в друзей. Оседлать дракона, так сказать.
Иначе - никаких шансов (я думаю).

в то же время вроде бы обнаружилась одна поблажка от природы тк с ростом температуры показатель адиабаты, начиная с 5/3 при низких Т, стремится к 1 сверху, то температура при сжатии будет расти медленнее, чем давление, тк для ее показатель степени будет меньше 1...

Если концепция будет сталкиваться только с проблемами - она быстро сдохнет. Нужен баланс проблем/поблажек. А еще лучше превосходство поблажек над проблемами.
Бессмысленно ставить на обмен энергиями через столкнвоения. Времени действительно нет. Но поля. Плазма тем и прекрасна. Более того. Сжимаемый газ ИЗНАЧАЛЬНО это упорядоченный поток материи. Это тоже надо как-то использовать.
По-сути дурацкий рисунок с "пружинками" не такой и дурацкий...



Ведь попав в сильно неоднородное поле (в магнитное зерколо-пробку) ион действительно превращается в своего-рода "пружинку", которая сильно сжимается (закручивается по ларморовскому радиусу все туже и туже)...



Задача в чем? Эту "пружинку" "сжать" но не оттолкнуть (как это в пробках пробкотронов и происходит), а пропустить через горло ("сжатой") а там, за горлом, она опять начнет раскручиваться, отдавая накопленный импульс (так мы получим адиабатический коллектор с одной стороны, а почти идеальное сопло длинной в 10 000 км - с другой!).
Как? Хрен его знает как!
Одно мне ясно точно.
Конструкция корабля будет "эфимерной". То есть все процессы будут происходить в пространстве на километры, вокруг жесткой конструкции корабля. Хотя, конечно "горло" будет формироваться магнитным диполем.
Если магнитное таранное поле должно быть 10 000 км, то значит генератор будет 1000 км в диаметре. 3000 км провод, это при тонне массы на км (очень легкий) 3000 тонн. Как для 100 000 тонного корабля это терпимо. Для 1000- тонного зонда уже не годится. Значит нужен контур 100 км в диаметре. Тон 300 можно себе еще на это выделить...
Но как 100 км кольцом, создать ударный коллектор на 10 000 км?
Я думаю что без тонких, гениальных ухищрений не получится (заставить саму межзвездную плазму служить генератором поля для  себя же?). Но без хитрых ухищрений не получится в любом случае. Начиная с вопроса ФОРМИРОВАНИЯ воронки.
Почему я эту идею так долго не озвучивал? Потому что это "новогодние фантазии".

Ну просто посмотрите.
Поставить магнитный диполь по ходу движения - пол дела. Он в лучшем случае будет работать как зеркало (или даже хуже, как шар обтекаемый плазмой). А нам к этому "шару" надо как-то организовать "засасывающий смерч" по ости. И тут нужен некий еще "манок". Опять же поле, систему полей... Хитрое дополнительное устройство, вынесенное переред, возможно на пару (10? 100?) км. Какой-то дополнительный заряд? Диполь? Генератор вращающегося поля?
Надо думать...

В общем задача, в чем-то сродни задаче удержания плазмы в магнитном термояде (с той разницей что там мы удерживаем внутри, системой вокруг, а тут все наоборот изнутри системы удерживаем, управляем плазмой, бушующей вокруг себя). Даже возможно в чем-то сложней.
Но если решение есть - эта овчинка будет стоить выделки!
Если получится таранный конвертер сделать реальностью, до таранного термоядерного ("корабля из полей и плазмы") - рукой подать (так сказать).





Термоядерную плазму звездолета ведь тоже держать надо СНАРУЖИ....



Пытаться изнутри (труба Виверна) - можно пробовать... Но это не прорывное решение. Это решение "в лоб". И оно опять же страдает недостатком всех подобных подходов - снаружи, загонять внутрь. Это насилие. Тоталитаризм!
А с плазмой, возможно, надо СОВСЕМ ИНАЧЕ, мяГше... либеральней (так сказать)... Надо притягивать ее "на себя" и внешние границы "отпускать гулять". Где-то так...
Я очень надеюсь что это не просто красивая ирония...

[alex_semenov]

Именно разведчик, который заглянет своими камерами "в глаза чудовищу" (чужой развитой жизни! это стоит того!

В смысле камерами? Без посадки - с пролёта?? И что он так увидит? Максимум очертания континентов и их растительности. И какая оттого великая польза науке? Сам по себе спектр хлорофилла в принципе можно засечь и отсюда - это кагбе один из биомаркеров. А для всего остального и более научно-ценного даже выход на низкую орбиту с наилучшей оптикой не поможет - и у нас через атмосферу максимальное массовое картографическое разрешение камер - порядка метра в лучшем случае. Для экзобиологии это даст чуть более чем ничего. После тщательного съёма биомаркеров и соотношения океан/континенты (вполне осуществимого и из своей системы) следующий этап, дающий научные данные - это уже непосредственно поймать представителя чужой жизни "за хвост" и отдать биохимикам. Остальное в промежутке - развлечения даже менее ценные для науки чем очередные фотки с марсохода.

Я же кино предложил посмотреть...
Как "образ победы"
Вот еще версия...

http://www.youtube.com/watch?v=_ZeYYyotOTk#

Тут даже старт с Земли показан в начале... (мечта идиота! запустить с Земли межзвездный зонд!).
Я же говорю 1000 тонн-ный зонд должен прибыть в исследуемую звездную систему. Выйти на орбиту планеты и сбростить на нее целую сеть (систему) зондов-разведчиков, которые возьмут пробы, посмотрят в микроскоп, ну и "заглянут в глаза чудовищу". Если такое найдется (как в сказке от Дискавери).
1000 тонн (ну пусть 500 или даже 250 тонн полезной нагрузки) - как раз вполне можно вписаться в хорошую разведывательную миссию с роботизированной высадкой на саму планету.

Кстати. Тонкость. Новый год - ожидание чуда же!
Пусть в следующем году лет через 30 у нас нашлась живая планета на 25 св. лет (да, я слушаю Штерна и знаю что найти биомаркеры почти безнадежно)...
Вот, кстати еще образ... для вдохновения...

http://www.youtube.com/watch?v=Qs7IraRytIA#



Тут красный карлик (для страдающих что их слишком много и исключить их из кандидатов на жизнь - расточительство)...

Так вот.
25 лет отсюда нашлась. Допустим.
На скорости 1/3 света (мечтать не вредно. вредно не мечтать) мы доберемся до нее за 75 лет. Да, но сигнал с результатами от роботов дойдет до нас еще через 25 лет! То есть через 100 лет!
Никто из пускавших экспедицию (если не будет чудес медициыны) на Земле все равно ничего не дождется.
Кстати. Если вы запустите к такой цели на скорости 1/2 света, то вам потребуется на полет 50 лет, плюс ждать ответа (что там нашлось?) все равно 25 лет. Итого в сумме 75 лет... Как по мне что 75 что 100 лет... Хрен редьки. То есть разницы между 1/3 и 1/2 особой и нет. Да и 1/4 - тоже не большая разница.
То есть, как не верти, но главный ПАФОС Штерна (который мне у него ну очень нравится!) - остается в силе даже при освоении самых чудесных приводов.

НЕ НАДО БЫТЬ УБЛЮДКОМ! РАБОТАТЬ НАДО НА ПОТОМКОВ!

Вселенная этому нас учит. Своими размерами. А мир в котором мы сейчас живем, его ценностная база - АБСОЛЮТНОЕ ГОМ_НО!
Это никаким приводом не исправить.
Даже сверхсвет тут не поможет. Гомно (глобализации) просто расплывется по самой далекой-далекой галактике...



Все станет только хуже... Безнадежно плохо...
Но, слава богу, это невозможно!
Сверхсветовых звездолётов нет и быть не может...


То есть. Что вселяет в меня надежду по поводу нашей этой новогодней фантазии-звездолета?
Такой звездолет (на 1/3 света) - звездолет правилный.  "С бородой" по Ложкину...



Сверхсветовой звездолет - без бороды. Не наш он!!! "Нерусский"!
А таранный конвертер... с бородой! "Русский"!
А раз так, то значит, есть надежда, его осуществить!
Природа не дает осуществляться только дурным надеждам...
А наши надежды относительно скромные, недурные...

[alex_semenov]

...а чем плохи обычные термоядерные бомбы?

Низкая эффективная скорость истечения. Обломки летят куда угодно, кроме чем в нужную сторону.

Можно подумать в лазерных мишенях они летят иначе?
Как раз там продукты реакции как раз разлетаются исключительно изотропно.
А вот с бомбами... Там масса нюансов. Там есть пространство для маневра... В любом случае направленный взрыв в межпланетной версии взрыволета планировался без всяких сомнений. Без него концепции просто не выделили бы миллион (на самом деле вроде пять за семь лет) для развития!

Коэффициент выгорания также не радует.

Выгорания чего? Термоядерного топлива в бомбе? 30% - в самых первых и дубовых.
Я как-то реинженирил "Кузькину маму". Так вот, там выгорало НЕ менее 75% "лидочки" в последней, третьей ступени. Почему я так в этом уверен?
Иначе быть просто не могло из расчета плотности и калорийности дейтерида лития! При 50% выгорании ШАР дейтерида лития на мощность взрыва просто не влазил в корпус бомбы, не говоря уже о перекрытии светового канала....




Да, понятно, что в массе самой бомбы масса термоядерного топлива В ЛУЧШЕМ СЛУЧАЕ 1/10, а то и меньше.
Надежно мы знаем что калорийность бомб (на всю массу материала в ней) 6 кт/кг.
Хотя, есть подозрение, это для грязных дизайнов "без затей", разрабатывавшихся до 1960-го.
Ходили слухи (документ, справка есть) что Ливермор обещал бомбу (ответ "Кузькиной маме") на 8 кт/кг и даже где-то Макномара обмолвился в 1963-м о ... 12 кт/кг.

(кликните для показа/скрытия)

Алекс Вэлейрстейн утверждает (см. по ссылке) что откопал этот документ в одном теперь уже недоступном компьютерном архиве США. Это (как он утвердает) письмо Глена Сиборга (Glenn Seaborg) Роберту МакНамаре (Robert McNamara) 1961-го (или 1962-го) года.
Вполне возможно, это вполне рабочая докладная записка от ученых политикам (ясно что ни сам Сиборг ни МакНамара к этим идеям Лос-Аламасцев не отнеслись с энтузиазмом).

Сравнивайте (пришлось распознавать своими глазами):

First generation high yield weapons would be ----------------------------
concept has provided confidences is our ability to provide weapons in the megaton range with rather firm dimensional and weight estimates. Current capabilities of the two nuclear laboratories on first generation weapons are as follows:

a. (1) The Los Alamos Scientific Laboratory has provided the following parameters on a conceptual high yield bomb:

Yield (total) - 100 Mt
Fission yield - 20-30 Mt
Weight - 30 000 lbs.
Diameter - 66 in.
Length - 276 in.
Laydown - 10 000 lbs. additional

It is possible to vary slightly the stated weight and yield trade-off, but the maximum yield-to-weight appears to be ---------- . If a requirement material less for a weapon of this nature, a test would be proposed of a clean version ------------------------- . A period of somewhat in excess of three years would be required for development.

Перевод (опять же мой несовершенный, почти машинный):

Первое поколение оружия с высоким выходом мощности будет --------------------------
концепция обеспечивает уверенность в нашей способности создать оружие в диапазоне мегатонны достаточно компактных размеров и высокого качества. Современные возможности двух ядерных лабораторий по созданию оружия подобного первого поколения заключаются в следующем:

a. (1) Научная Лаборатория в Лос-Аламосе представила следующие параметры для концепции бомбы с высоким выходом:

Выход (всего) - 100 мегатонн.
Выход деления - 20-30 мегатонн.
Вес - 30 000 фунтов* (13 608 кг)
Диаметр - 66 дюймов** (1,68 м)
Длина - 276 дюймов ( 7,01 м)
Запас. - 10 000 фунтов дополнительно

Можно несколько изменить заявленный вес в компромиссе с выходом, но максимальный выход к весу, как представляется ------------------------- . Если снизить требования к материалам для оружия такого рода, тест будет проведен в чистой версии --------------------. Потребуется период несколько больше трех лет для развития.
фунт 0,453592 кг
дюйм 0,0254 м

Если это не липа, то легко рассчитать что девайс должен был иметь удельную мощность за общепринятый "предел Тейлора" 6 кт/кг:

в грязной версии 7,35 кт/кг
в чистой версии 5,88 - 5,14 кт/кг

Другие замечательные детали обратного инжиниринга из этой записки:

Объем ~15,5 м3 (как объем цилиндра)
плотность (из этого объема) 880 кг/м3
Бомба, упади в воду, плавала бы как хорошо промокшее бревно! Непотопляемая бомба!

Самое главное. Можно высчитать (так как приводится и мощность для ЧИСТОЙ версии) долю массы дейтерида лития в массе бомбы (критический показатель с которого наш разговор об бомбах тут и начался):

При выгорании 50% 0.29 (почти 30% в массе бомбы!)
При выгорании 75% 0,20
При выгорании 85% 0,17

Предполагается что калорийность дейтерида лития не 64 а 50 кт/кг (обычно встречается такая несколько заниженная цифра 64 - это высчитываемая чисто теоретически по E=mc2)
То есть отношение массы толкателя из расчета что эта масса доминирует к массе топлива не может быть больше 4,8- 2,4. Много меньше общепринятого отношения в диапазоне 10-100!
Данная информация - еще не предельный повод для удвиления. Есть и более удивительные слухи.

скопировано отсюда
http://forums.airbase.ru/2016/12/t94548_3--zvezdolet-kombinirovannoj-skhemy-raboty.html#p4410197
Ссылка на источник
http://blog.nuclearsecrecy.com/2013/12/27/year-disappearing-websites/

Предположим реальный предел в 8 кт/кг. Это в 10 раз меньше чем у ЧИСТОГО термоядерного топлива (80 кт/кг). Значит скорость "истечения" (при самых лучших условиях) у бомбы всего в 3 раза ниже (корень из 10) чем у инерциального термояда без всякого балласта вокруг термоядерного топлива (что в экспериментах давно уже не так). И при условии (очень гипотетическом, разумеется) что вся энергия перешла в разлет плазмы.
Реальность не такая.
Ни у бомб ни у гипотетического инерционного термоядерного двигателя.
И смотрите.
Надежно мы знаем, что в бомбе можно получить НАПРАВЛЕННЫЙ (это факт истории!) взрыв до 700 км/с.
Гипотетически (из писульки Дайсона) можно допустить что есть способ в бомбе получить в 10 раз большую скорость 7000 км/с (то есть в 100 раз большую эффективность устройства на его массу.  Я выше предложил вариант, как это могло бы работать).
И что мы видим?
От надежно получаемого результата в бомбе до желаемого предела 10 раз (100 раз по энергии). От этого предела-мечты для бомбы до предела-мечты в управляемом термояде (не важно каком) 3 раза (10 раз по энергии). А стоит ли овчинка выделки?
Да. Но большая часть пути к совершенству все же может быть пройдена в бомбах.
У бомб есть бонус, до которого может доплюнуть только разве что наша новогодняя фантазия выше (если область горения будет обвит "бубликом" в 10 км диаметром
 вокруг ма-а-а-а-а-хонького корабля в центре) - необходимая удельная мощность привода. Хоть 10 МВт/кг. Хоть 100 Мвт/кг. Бомбам - пофиг.  Да хоть гигавать/кг!



А вот всяким управляемым термоядерным системам со всякими там драйверами.... Нужны УЛОВКИ. Собственно, получить управляемую термоядерную реакцию - мало.
Надо ужать установку где это получено до немыслимой удельной мощности! И как  по мне, это куда более сложная задача чем получить управялемый термояд.



Вот не верю я в эту концепцию...
Я знаю что вы ответите. Вера тут не причем. Надо, типа, знать.
Ну дай вам бог!
В конце концов, каждому - свое!

Или так Вы предлагаете эдакий самоподдерживающийся прямоточник как-бы подразумевая реалистичность идеи Семенова?

Чтобы обсуждать прямоточник, надо сначала добраться до скорости, при которой его можно обсуждать.

0.033с - достаточно для отца русской демократии включения прямоточки?

[alex_semenov]

Попался такой материал
https://www.interstellarresearchcentre.com/papers

"Межзвездные технические публикации"

Авторы приводят интересный график количества публикаций  о звздолетах по годам:



В заметке пишется, что есть некий перекос. В начале (в 1905-м, 1915) к "межзвездным" техническим публикациям причесляется например работа Эйнштейна по теории Отностительности. Это явная натяжка. Но я вижу там ряд "столбиков" в 1934-м. Это пара (не более. возможно одна работа) по динамике релятивистской ракеты. Первые попытки делаются именно тогда. Но самые известные работы - конец 40-х. Интересно 50-е года. 1-2 работы и то не в каждом году. И я кажется все эти работы знаю. Небольшой всплеск в начале 60-х и... так и есть (мой опыт поиска информации говорит о том же) дальше до 1970-х - спад.
Я сомневаюсь, что тут есть работы на русском (особенно в таких журнальчиках как "Юнный Техник" или даже "Знание-сила") но все же, упоминается работа Кардашева по типам цивилизаций 1964-го (то есть как-то связанные материалы по СETI, видимо тоже были включены избирательно). Но именно в 1963-м Бурдаков публикует свой прямоточный фотонный звездолет.
И вот смотрите.
Дальше (вторая половина 60-х) - как пошептало. Идет спад.
Да, пионЭры-ленинцы фантазируют. И их гладят по головке (мол мальчики заняты делом,"модель клеят в клубе..." (с) ), но видимо напряженность лунной гонки отбирает все внимание и интерес к себе. Более ближние цели перетягивают интерес всех на себя.
В этом смысле статья Дайсона в "Физик тудей" "Межзвездный транспорт" - своего рода "прорыв" (хотя и тут есть ближний прицел - затаённая "обида" на фон Брауна). И смотрите. С начала 70-х идет подъем публикаций "о звездолетах". Это видимо в основном публикации JBIS. Возможно здесь так же есть ряд "смежных" работ по CETI (тогда это еще CETI не SETI начало 70-х пик, апофеоз "мозгового штурма" на этот счет). Яркий пример - интервью ОНейла по поводу инопланетных цивилизаций, колонизации космоса и т.д  1979-й год.
Ясно что своего рода аттрактор - проект британцев "Дедал". Он вызывает много внимания к себе и попыток подражать.
Вся эта активность почти без спада продолжается где-то до 1987-го. Это понятно. После "Дедала" как раз наступает "звездный час" Роберта Форворда. Именно в первой половине 80-х на волне СОИ (сверхмощные лазеры) всплывают его проекты лазерных парусников, который он вынашивает с начала 60-х (выходит первая версия его романа, улучшенная и переделанная версия которого печатается с начале 90-х, "Мир Роша", который на русский так и не перевели, хотя как по мне это самая хард саинс фикшен о межзвездных путешествиях. И хардовее ни одна падла ничего не написала до сих про и близка).
Далее (с началом у нас перестройки?) провал. Небольшой. Относительный. Почему?
Я не вижу повода.
Ну разве что опять замаячела "вторая лунная гонка"? СССР пустил "Энергию" и "Буран". Американцы реально запаниковали.
Но зря. СССР рухнул.
И так  наступает 1995-й. Открытие экзопланет. И теперь число публикаций "о звездолетах" только растет.
Авторы исследования признаются, что на этом конце графика им уже приходится заниматься обратным процессом. Фильтровать только значимые работы.

Чем мне ценен этот график?
Авторы  исследования наверняка хорошо профильтровали англоязычные библиотеки (куда лучше чем я могу дотянуться в бесплатном Интернете). И если так, то это означает что мне известны ВСЕ работы по звездолетам до начала 1960х (я буквально могу сказать из каких публикаций состоят те или иные редкие невысокие столбики в этой части графика).
Более того. Я уверен что мне известно больше. Я знаю все публикации на русском. А вот им - вряд ли.


PS
Слона не заметил. В референтах есть ВСЕ статьи (по названиям) из которых составлен график.
Гм... Конечно мне интересно начало графика (где столбиков почти нет). Я вижу работы мне неизвестные. В частности две работы Бассарда (хотя я знаю, имею одну, самую известную). Есть совсем неизвестные статьи (надо попробовать их найти).
Но как раз я вижу, что нет некоторых известных мне работ. Например некоторых работ Зенегера (на немецком) и явно нет Аккерета. Как можно было упустить Аккерета? Халтурщики!

Но в любом случае интересный списочек...

[alex_semenov]

А ссылка  где?

http://go2starss.narod.ru/pub/E022_ONISP.html

Ну разве что опять замаячила "вторая лунная гонка"? СССР пустил "Энергию" и "Буран". Американцы реально запаниковали.

Это вы не поняли. Они чуть не лопнули от смеха.

Нет, нет! Вы зря так. Даже следы остались в печати. Тогда уже в СССР (это короткий период миража новой лунной гонки 1987-1990 г) во всю печатался переводной "В мире науки". И там была такая большая ОЗАБОЧЕННАЯ (как водится у них) статья... Я нашел даже ссылку с ходу.
Статья настолько програмная была, что вынесена на обложку журнала (если вы листали этот журнал, то знаете что есть в каждом журнале некая главная научно-политическая статья связанная с оружием или космосом. Тогда было именно так).



Полюбопытствуйте.
http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/v-mire-nauki/1989/4/sov-kos-pr4.pdf
Расширьте, Иван, сознание.

Кстати сами США тогда переживали очередной экономический кризис. Сейчас об этом не вспоминают. Ясный пень. Но самоубийство  социалистической системы им сильно отсрочило жо_пу, в которой они сейчас находятся (и теперь уже ничто их не спасет, а жо_па стала еще глубже).
 

Я как человек, рожденный в стране Советов, могу посоветовать - берите этот список за основу, оснащайте ссылками, дополняйте.
Человечество скажет вам спасибо.

Человечество - скотина неблагодарная. Главное что не спалило, не затоптало в благородном порыве, не закидало камнями. Уже хорошо!

Вижу две интересные работы по "осколочным" реакторам. Всего две! ))
Fission Fragment Rocket: Fuel Production and Structural Considerations
Planetary Surface Power and Interstellar Propulsion Using Fission Fragment Magnetic Collimator Reactor

А вас эта тема волнует?
Так радуйтесь! Дерзайте, вЬюноша! Значит перед вами - не паханное поле! Значит тут еще и дилетант (хотя конечно шансов мало) может оказаться полезным!

[alex_semenov]

Странно, как я не заметил... Или вы втихомолку добавляете статьи на ваш сайт?

Нет. С того момента как домен перешел к Юбисофту я даже не заходил туда как хозяин.

Нет необходимости. Это типичная статья.
Задача - сказать Конгрессу дайте нам больше денег, а то сволочи русские, китайцы обгонят нас навсегда.

Разумеется. И тем не менее я понмю сколько воодушевления у нас студентов тогда вызвал и пуск "Энергии" и "Бурана".
Под шумок перестройки и гласности (впереди были сияющие перспективы! виделся социализм с человеческим лицом же!) мы все ожидали перемен, ускорения (так сказать) и в области космоса. Тогда, кстати, впервые заговорили о лунном гелии-3. Потому что у сибиряков вроде как наклюнулись проблески в адиабатических ловушках (забрезжили перспективы прорыва в магнитном термояде). Но вскоре все померкло.
Ну а потом началось... 1991-й...
Но кто жил в то время, помнит то "солнышко" надежд. Скудное.
Полистайте журнальчики. Скажем "Земля и Вселенная" за тот период.
Может уловите отблеск надежды.
Это сейчас всем кажется все предрешенным. Но это ложь послезнания.
Надо иметь хорошую эмоциональную память что бы ей противостоять (люди удивительно тупые твари в этом смысле. Я даже перестал на них обижаться за это)
У меня хорошая память на эмоции, переживания.
Так что... "Министерство Памяти" (Оруэл "1984") меня не пробивает.

Нужен противник, если его нет - выдумаем.
А так - американские спецы прекрасно знают, что у нас происходит/происходило, но помалкивают.
Делает противник глупости? А зачем его останавливать?

А кто соприт?
И ксати. Я недавно тут прочел Зубрина. Про Марс директ.
http://maxima-library.org/mob/b/395326?format=read
Полюбопытстуйте. Очень ярко описано, как Буш Старший как раз в это время пытался подстегнуть NASA на новый прорыв к звездам. В смысле экспедиции на Марс.
И как ему выкатили «90-дневный отчет» (так эта писулька и называется у историков космоса) в котором потребовали 450 миллиардов (Карл!!!) за флаг в Марсе.
Чудовищная коррупция!
Это даже не коррупция. Это... полный закон Паркинсона с принципом Питера, блин!
Запредельная заскорузлость и плесень!

Кстати. Слушаю Конанихина. Свежего.
http://www.youtube.com/watch?v=DWHmPloM1pI#
Там и про очередной полет пепелаца Маска... Про все новости.
А что эти рептилоиды (демократы типа) опять нафик свернули все планы республиканцев по Луне?
В очередной раз? Как Обамка свернул планы Буша-младшего?
Ну надо же!
И эти люди учат нас не ковыряться в носу?!
Ну смешно же, Иван, видеть ваш пиетет перед этими придурками!
Ну сколько можно молиться на Запад?
В себя плюнуть не хотите?
Западник вы наш!
Сварились они уже. Мы сварились раньше. Но они проварились глубже. Судьба у них и у нас - одна. Жо-па. Но у них она будет глубже. Одно жиле от них осталось же! Ну посмотрите на их "демократию" блин!
Нет? Вы все еще верите в "невидимую руку"? Ну ну! На всякого мудреца...
 

[alex_semenov]

Мой проект солнечного паруса для полета к А центавра за 422 года..
...
 10 миллионов лазеров по 1 квт на зеркалах адаптивной оптики

Сразу можно браковать проект.
Бессмысленно. 10 миллионов лазеров. ЗАЧЕМ?
422 года полета. Это какая скорость? В скорости света где-то 1 св. год за 100 лет? То есть 0.01с?
Это значит что КПД вашего лазерного привода менее 1%.
Зачем греть вселенную таким НЕЭФФЕКТИВНЫМ приводом?
Просто ТУПО сядьте и посчитайте какая часть энергии луча (не говоря о потерях при генерации самого луча!) превратится в кинетическую энергию паруса!!!



(тут нужен не знак равно а меньше, так как это простое приближение без учета эффекта Доплера и с использованием механики Ньютона. Но при скоростях менее 0.1 света этот закон работает очень хорошо)

Я сто раз говорил. Лазерный привод есть смысл использовать ТОЛЬКО если конечная скорость корабля не меньше 0.1с.
А лучше 0.5с
Чем меньше конечная скорость паруса, тем ниже эффективность такого привода.

Но самое главное возражение.
Зачем делать ДОРОЖЕ? За МЕНЬШИЙ СРОК парус может долететь без всяких лазеров!
Зачем лазеры городить?
Потому что некий сумасшедший милиардер выделил на это бабки и все бросились как слоны подражать?
Притом подражать бездарно. Без понимания всего поля идей балансов и противореий?

Я предлагал проект (в полушутку)...
Тут.



Без всяких лазеров и за МЕНЬШЕЕ время чем у вас!
Заметили?
На самом деле это не моя идея. Это идея Мэтлоффа и Малова еще ... 1980-г года рождения!
Мэтлофф особенно долго отстаивал идею "выстрела от Солнца"
Хотя многие к ней приложились. Если вы создадите достаточно тонкий прочный и термостойкий парус, вам не нужны лазеры.
Никаких лазеров!
Энергия тут - даровая, солнечная поэтому эффективность не имеет значения. Поэтому и парус может быть почти прозрачным (тут идет оптимизация по ускорению).
Вот вам буквари для ознакомления ЛУЧШИХ идей прошлого (до 2000-го года) в этой области:
http://go2starss.narod.ru/pub/E029_MMKG.html
http://go2starss.narod.ru/pub/E32_UTSS.html

Мэтлофф еще в 1980-м предлагал запустить аппарат в 64 кг (в конце их статьи). Я снизил это до  300 грамм.
Ну в расчете на прогресс...
Но главная причина  - цена. Все таки каждый квадратный метр такого паруса - чудовищно дорогая нанотехнология. А полотнище - немалое.
И размер поменьше (не километры) - попроще обращение.
Так как паруса легкие (не колония с людьми как у основателей идеи) им нужен не тяжеленный "окультер"-астероид (который доставит их поближе к Солнцу и создаст тень для начальной стадии раскрытия паруса) а что-то рукотворное попроще  в 1-10 тонн. Не более. То есть запустить все это можно одной ракетой (правда придется сделать граманевр у Юпитера или у Сатурна).
Одной мощной ракетой, той что уже есть.



Технические проблемы?
Раскрытие в потоке света очень близко от Солнца.
Общая идея решения - что-то типа парашюта: 



Но сам корабль (~100 грамм полезной нагрузки плюс 200 грамм сам парус) нанесен на испаряющуюся в солнечном ультрафиотеле подложку (до тонны). Такой купол (несколько тонн ) может очень резко развернуться. Главное чтобы он потом очень быстро (пару секунд) испарился, мягко но быстро отпуская "паутину". Возможно все должно проходить в несколько стадий (сложная на быстрая схема раскрытия). В общем это все решаемо.

Но самая большая проблема - сам парус. Он должен выдерживать ускорение в ~500g. Держать температуру при старте и быть чудовищно легким. То есть это все нанотехнлогии. Зато никакой мороки с лазерами-шмазерами. Вся интеллектуальная нагрузка - на  "ловкость" ума.

Размер паруса в 300 грамм достаточный что бы работать и как супетрелескоп-фасетка (ясно что миссия - пролетная). И как антенна передатчика и сеть-вычислитель. Это все описано еще у Форварда в его проекте "Старвисп" (там вообще предлагалось уложиться в 10 грамм!)
Где взять энергию на работу зонда?
Можно радиоизотопы (они возможно все равно понадобятся для управления парусом). Но вообще говоря это решение в лоб. Изящней - кинетики самого паруса в свободном полете будет достаточно чтобы добывать энергию из набегающего потока межзвезного  вещества. Просто в одном месте паруса межзвездный водород вышибает ионы, в другом электроны (разное покрытие) разность потенциалов создает ток. В общем все решается.
Никакой подвешенной нагрузки быть не может. Вся полезная нагрузка распределена по парусу. Компьютер (с многократным резервированием, распределением) сенсоры, передатчики. Все легкая планарная архитектура. Давно об этом люди рассуждали. Осталось довести до ума.
Это ЛУЧШЕЕ что можно  рассчитывать запустить  в XXI веке.
И экологичненько все. Как требует "норма времени".
Я предлагал это сделать Росси (роснано плюс роскосмос?) к 100-летию полета Гагарина. В пику подобному американскому "воззванию". Они планируют пустить к звездам что-то в 1969-м. К столетию высадки на Луну. Не уж то у русских не шевельнется гордость ответить?



Но... хрен там! Нет пророка...
 

Вообще говоря такую технологию в любом случае следовало бы разработать.
Быстрые пролетники нужны будут всегда для особых случаев. В конце концов опыт "Нового горизонта"  очень показателен.
Когда мы получим телескопы, способные дать такое же изображение Плутона?



А в Койпере масса таких же "плутонов" и одним пролетником их не достать.
Плюс 9-я планета вот-вот будет открыта.
Так что. Данная технология могла бы пригодится прежде всего для исследования внешней части Солнечной.
Кстати. Еще тема - полет для наблюдения в фокусе гравитационной линзы.
В общем технология узкая, но ценная!
Если у вас дейсвтительно чешутся руки заняться предельно реалистичными проектами (и вы вцепились в тему тонких суперпленок-структур), ЗАБУДЬТЕ о лазерах! Не идите на поводу у массовой шизофрении!

[alex_semenov]

В 1 см3 сидит 1 молекула водорода.

Нам, кстати, опять повезло (или не повезло). Мы в "местном пузыре". Тут 1/10 атома водорода на см³



Делите все на 10.
Вообще же водород даже на 1/10 света будет прошивать такую тонкую структуру (десяток нанометров) НАСКВОЗЬ не задерживаясь. Мы здесь исследовали и эту тему. Водород не страшен парусу как разрушитель или тормоз. Кстати на 3000 км/с (а это скорость предполагаемого СОЛНЕЧНОГО парусника "2061"- 0.01с) вполне возможно водород и будет видеть нашу тонкую структуру и ее тормозить...
Но вот пыль.... Это куда опасней. Мы пытались понять что она вытворяет. Если дырки от попадания пыли разрастаются до отверстий в 10 раз больших чем сами пылинки, парусу на дистанции 1 св. год. капец.
Но вообще говоря я смотрел разные оценки опасности пыли и газа для паруса. И разные расчетчики оценивали ее по-разному. Кому как хотелось, тот те данные и брал за основу модели. Мэтлофф и Малов как раз сказали  что  ничего страшного. Хотя они как раз предлагали после разгона таки парус все же "убрать" и развернуть только при торможении у цели (они имели в виду пилотируемую колонию на 1000 человек и полет в 1000 лет).
Я вообще говоря такими малыми скоростями не интересовался. Хотя вру. Было что-то про.. "водородный барьер". Вспоминаю. Мы пытались понять вот что. На небольшой скорости водород насквозь паруса не проходит. Но у него и энергия еще небольшая. Но по мере роста скорости энергия растет. Парус не то что затормозится, он может тупо... испарится... Если "водородный барьер" (когда скорость настолько большая, что парус ее не замечает) слишком сильно сдвинут к 0.1с (на этой скорости парус уже водород точно не видит. Это для него уже излучение). то парус может испариться, если же ближе к 0с, то парус барьер проходит.
Но где граница, мы так и не уточнили.
Все это рассматривалось для лазерного паруса, который мне лично был ценен только пока он работает движИтелем (а потом может испаряться). И я имел запасной (хотя и муторый вариант), что лазерный луч будет разметать пыль (и даже газ) перед парусом. В общем, все это надо уточнять.
Но в нашем случае, в "местном пузыре" парус должен выжить до А-Центавры. Даже по вашему расчету.

[alex_semenov]

Как по мне, лучшее что предложено в этой области для звездолетов (на осколках деления) всякого рода "паруса".



Совместить в парусе и сопло и реактор и он же и радиатор. Хотя эффективность - дрянь (колимация импульса 1/2 от 1/3... 15%), как давно известного изотопного паруса:



...но тут хотя бы  В ПРИНЦИПЕ ясно как можно НАЕДЯТСЯ получить чудовищную удельную мощность (хотя бы сотни киловатт на кг) необходимую звездолету.
Одно плохо в идее подхода -  плоский "реактор"-парус - глубоко подкритичен. И тут нужны некие ухищрения, заставить уран на парусе таки делиться (изотопы распадаются сами, а вот деление надо стимулировать). Первая идея - использовать антипротоны. Но как уверяют, овчинка не будет стоить выделки.
Лучшее что предложили пока (как по мне) вот:

https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1408/1408.6225.pdf

То есть гибрид термоядерного реактора (как источника нейтронов бомбардирующих и делящих уран) и уранового паруса.
Проблем - выше крыши. Идея очень сырая.
Мы тут уже давно подходили к ракете на фрагментах деления и так и эдак.
Я всякую фигню рисовал.
Хреново. Не выходит!
Вот предложенное выше - лучшее что имеется.
AlexAV тут предлагал электростатическую модернизацию именно этого прожекта. "Ситечко Алекса". То есть парус (плоский) разместить в "фокусе"  еще большего (но легкого, сетчатого) парабалоида со статическим зарядом, который бы улучшал "плоские" 15% колимации стандартного решения паруса. Ну раза в 3 может быть импульс улучшился бы или даже в 5 (75% - это очень круто!).
Но остается главный вопрос: где брать "дешевые" нейтроны (и с явным избытком, скажем, 10 нейтронов на одно деление, хотя я могу ошибаться. Надо перечитать работу)?
В общем тут проблем - начать и кончить.
И в итоге в лучшем случае вы получите корабль со "средней" скоростью где-то 3-5% от света. Одно хорошо - торможение так же как разгон.
Но перспектив прокачки концепции, развития идеи - ноль.
Идея плохо масштабируется как вниз (в граммы корабль не сделаешь) так и  вверх (к тысячи тонн полезной нагрузки), последнее в силу того как парус из 235-го урана это все же дорогое удовольствие. Это ракета заправленная 235-м и как рабочим телом и как источником энергии.
На Земле  в 2019-м имелось...



300 тонн "гражданского" плутония
200 тонн военного.
1340 тон высокообогащенного урана.

То есть, даже если все сжечь на одну экспедицию, сильно тяжелой ее  не сделать.
Конечно, при необходимости можно еще намайнить. Но народ ищет вроде хитро-бюджетные способы добраться до звезд?
Я правильно понимаю чаяния народа?
И больше 10-100 тонн не мечтает доставить к А-Центавре?

Тогда пилите пороговые термоядерные реакторы как источники нейтронов. Это - ключ к реализации идеи.
Но я бы (если бы меня спросили какое направление развивать в долгую и с перспективой развития) все же поставил на "луч материи" и внешний привод.
Да, по-началу фигня.
Граммовые флайбаи (торможение у цели - не ясно) и нужна база на Луне. Но тут хотя бы есть перспектива роста ввех от граммов к тоннам (и даже возможно тысячи тонн если пушка будет астросооружением) и от 0.1% света до 20% света. Главное: даже если найдется другой подход, подобные системы запуска все равно найдут свою нишу в любом случае. Для малых легких дешевых (со временем) флайбаев (а это будет иногда нужно) ничего лучше все равно нет.
А возможно и для тяжелых систем тоже ничего лучшего не будет....

[alex_semenov]

Не понимаю это, еще со времен, когда Алекс Семенов считал тут то же самое, что эффективно отбрасывать рабочее тело именно так, чтобы оно осталось на трассе полета неподвижно в стартовой системе отсчета.   А как с законом сохранения импульса и с тем, что центр масс где был до старта ракеты, там и должен оставаться?!

Все правильно. Идеальная ракета НЕВОЗМОЖНА.
Невозможно сделать так, что бы на старте ракета покоилась (V₀ =0), а в финале ракета летела со скоростью V, а вся отброшенная ракетная масса покоилась.
Невозможно по двум "причинам" (хотя это одна и та же причина).

1. Если в любой момент времени (с момента старта) вы отбрастываете ракетную массу с мгновенной скоростью равной скорости ракеты, u' =v', то в момент старта, когда у вас v' =0, вы должны отбрасывать ракетную массу со скоростью =0.
Это нонсенс. Такая ракета просто не может стартовать! Верно?

2. В рассматриваемой системе должны сохранятся
     и  Энергия.
Вся энергия топлива как-то распределяется между кинетической энергией пустой ракеты Mv²/2 и кинетической энергией отброшенного массой m  каждая порция которого будет иметь в общем случае какую-то собственную скорость (что сложно учесть но представить то можно!). И если ВСЕ отброшенное топливо не движется в системе старта, его кинетическая энергия равна 0, то это и означает что вся энергия топлива досталась пустой ракете. Это идеальный ракетный движитель! Но...
      и Импульса.
     Мы должны сохранить и импульс (что вас и удивляет).
А вот с последним в нарисованной картине идеальной ракеты - засада...  В начале все было неподвижно, импульс равен нулю, а в конце движется пустая ракета (имея импульс Mv), оттолкнувшись от НЕПОДВИЖНОЙ  массы  топлива? Так? Тут явное нарушение логики!
Закон сохранения импульса у идеальной энергетически ракеты НЕ СОБЛЮДАЕТСЯ....

Как это поправить?
Должны соблюдаться оба закона.
Очень прсто. В начале (на старте ракеты) импульс не должен быть равен 0.
Вот это неравенство и есть расплата за почти идеальность.
Еще раз.
Идеальная ракета невозможна (как и пушка). Но возможна ПОЧТИ идеальная ракета. Мы должны обеспечить работу двух законов сохранения. И энергии и импульса. То есть импульс рассматриваемой системы ДО старта и ПОСЛЕ старта должен сохраняться.
Нам нужна некоторая НАЧАЛЬНАЯ скорость заправленной ракеты v₀>0.
Это условие и дает решение "почти идеальной ракеты".
Смотрите. Импульс ракеты в начале: (M+m)v₀ и он будет равен импульсу системы... в конце Mv (так как топливо неподвижно то это только импульс пустой ракеты. Верно?).
Отсюда легко считается массовое число для такой  (Z+1) для такой "сложной" ракеты (тут все получается без всяких логарифмов но именно из закона сохранения импульса!):

(кликните для показа/скрытия)

Хотя тут под Z на самом деле надо понимать не число Ц, а  k-соотношение массы топлива к пустой ракете, а не начальная и конечная масса, путаница в обозначениях. Но не суть же!

(M+m)v₀=Mv
v=v₀(M+m)/M = v₀(Z+1)
Z = v/v₀-1

А энергия потраченная на сообщение системе (M+m) той самой начальной скорости v₀ >0 и есть ПОТЕРЯ от идеальной ракеты, несовершенство такой "почти идеальной" ракеты. Вы можете уменьшать эту потерю сколь угодно, увеличивая Z и уменьшая v₀ (приближая ту к 0). Но никогда не получите идеала (ну разве что у вас в начале будет бесконечно большая масса, от которой отбрасывается бесконечно большая масса с нулевой скоростью... вообразили?)
Но вам "шашечки" или ехать? Зачем вам вечная зажигалка, если вы не собираетесь жить вечно?
Например возьмите Z=1000.
Я же приводил кривую и формулу расчета эффективности такой ракеты от Z (и там весь вывод как это получить в три действия):



Получается эффективность ракеты с Z=1000  ну почти 1,  0,999000999....

Конечно, в реале никто не будет пускать такие ракеты. Тут интерес представляют числа Z лишь до ~ 10. И видно что мы должны потратить на предварительный разгон ~ 10% энергии, которую в итоге приобретет собственно пустая "почти идеальная" ракета.
И эта затрата возникает именно потому что  такая ракета должна сохранять не только энергию но и импульс.

[alex_semenov]

И радуетесь, что обманули себя.
Вот две связанные массы, двигающиеся на направляющей. Представляете, как поведет себя конструкция в космосе? Элементарно, центр масс остается на месте при любых движениях, если только Вы не барон Мюнхаузен. Вот и весь принцип ракетного движения - чтобы лететь куда-то, некая масса должна лететь в противоположном направлении, считая относительно старта. А у Вас рабочее тело раскладывается "неподвижно" по трассе полета, как лепешки после коровы, бредущей по полю.

Я не понял что вас смущает?
Ваш рисунок справедлив ЕСЛИ вы отбрасываете ВСЮ ракетную массу одним "тычком". Тогда будет один центр массы.
Но если вы разбиваете всю ракетную массу на N частей и отбрасываете массу N раз небольшими порциями (например взрыволет) то у вас будет N таких вот рисунков как вы нарисовали и  при каждом "отбрасывании" возникнет свой "неподвижный центр". И по-сути вам надо рисовать N систем отсчета (каждая из которых будет двигаться чуть быстрей относительно системе отсчета N-1) где будет "неподвижный" центр массы. Если N стремиться к бесконечности то будете иметь бескоенчное число таких вот "неподвижных" точек.
Это общий случай любой ракеты.
И так же получается ЧАСТНЫЙ случай "коровьих лепешек".
Получить "коровьи лепешки" в этом случае нам мешает только первый "тычек", если ракета у нас неподвижна (N=1). Но если ракета УЖЕ движется  с некоторой начальной скоростью v₀, то все просто. Ваша задача отбросить первую порцию со скоростью v₀ и она будет в этой системе отсчета неподвижной (эта же система принимается и как конечная для измерения результата разгона), но будет двигаться в новой системе со скоростью от некого общего центра массы. И так N раз.
Я не понял что вам в этом непонятно?
Кстати,  вы можете считать все чуть не так. Можете  считать ракету в начале неподвижной. Но когда вы отбросите первую порцию массы, эта порция будет двигаться в системе отсчета старта и уносить с собой часть энергии dmv₀²/2. Хотя все следующие порции отброшенной массы (m- dm) в этой системе будут покоится ("коровьи лепешки").  Но вот эти первые dmv₀²/2 и есть энергетическая плата закону сохранения импульса. Небольшое несовершенство.
Наврал. Это неверное рассуждение. Отбросить первую порцию с v₀ мало. Надо начальную порцию отбросить так что бы в итоге m-dm+M двигалась с v₀ и тогда дальше получится "ряд коровьих лепешек".

Если две связанные массы в начале двигались на направляющей, то центр масс не "остается на месте при любых движениях", а будет продолжать двигаться с той же скоростью в том же направлении. И это, кстати, видно и на вашем рисунке. Центр масс, насколько я понимаю, движется вправо, если принять, что "рабочее тело" и "ракета" имеют одинаковую массу.

У нас ускоряющаяся система!
У нас тело переменной массы!
Какой, к черту, ЕДИНЫЙ центр массы? Его нет и быть не может!
У нас каждый раз (если это N импулсов) ВСЕ МЕНЯЕТСЯ!!!
То что на рисунке касается случая "одного отбрасвания", но мы же все это ИНТЕГРИРУЕМ! Мы говорим об интегральном эффекте!
Хотя в случае почти идеальной ракеты,  общий сложный интегральный эффект упрощается сложностью выбора скорости отбрасывания и возникает ощущение что отбросили одним тычком.
Но тогда я не понимаю в чем проблема?
Все же сводится к задаче о сталкивающихся шарах!
Два шара m и M слипшись двигались со скоростью v₀. Вы отбросили шар m (в 1000 раз более массивный чем M) со скоростью v₀ назад. Что в итоге? Шар m стоит неподвижно. Шар M летит в 1000 раз быстрей чем v₀. Он "отскочил" как горох от стенки (условно) от m и массивный m, будучи массивней в 1000 раз остановился. Импульс сохранился. При этом, если вы перейдете в систему отсчета изначально движущихся шаров, то вы увидите что шар M в этой системе отсчета летит со скоростью v-v₀, а шар m летит в обратную сторону со скоростью v₀
Так как вы нарисовали.
Какие проблемы?
Идея отбрасывать N порций dm c мгновенной скоростью полета ракеты просто позволяет этот процесс растянуть во времени. Но суть остается та же.


В конце концов. Gleb1964
Это дурацкий прием в споре. Но все же.
Я НЕ МОГУ ОШИБАТЬСЯ по поводу такой ракеты!
Ибо не я это придумал. Я уже описывал как я об этом с удивлением узнал переводя презентацию про ионный звездолет запитываемый по лучу. Я эту идею ухватил с пол пинка у Лэндиса. Ракетного инженера из NASA.
Хоть это, надеюсь, вас заставит насторожиться?
И не искать ошибку в рассуждениях других и поискать ее у себя?

[alex_semenov]

Но у системы "всё отброшенное горючее(на любой момент времени)+ракета" центр масс должен либо стоять на месте либо двигаться равномерно и прямолинейно. Закон сохранения импульса же, элементарно. Ну вы чего? Я же вашу точку зрения защищаю.

Гм... Ну да. Конечно. Виноват. Перегнул. Как бы сложно мы не отбрастывали N порций, но в итоге должен быть общий центр масс все равно. Это же суть закона сохренения импульса! Хотя в общем случае (когда, скажем ракета отбрасывает массу с постоянной скоростью) это игрище с поиском центра массы теряет всякую наглядность. Но все равно общий центр должен быть. Как тот суслик...

[alex_semenov]

Именно это я и нарисовал. Все отброшенное рабочее тело имеет свой центр масс, который я нарисовал, как одну коробочку, которая летит в противоположном направлении. При этом эта "коробочка" может представлять центр масс множества порций рабочего тела, летящих с разными скоростями или с одной скоростью. С разными скоростями хуже, дисперсия скоростей стоит дополнительных затрат энергии.

Но тогда в чем проблема понимания?
Вот вы рисуете:



Выберете систему отсчета СВЯЗАННУЮ с рабочим телом. Где отброшенное рабочее тело неподвижно. И вы получите ситуацию, когда все топливо стоит на месте (как коровьи лепешки) а ракета улетает от него. Да, в этой ИНОЙ системе отсчета в начале (до включения двигателя) ракета не была неподвижна. Она вместе с топливом имела некую начальную скорость v₀.
Но это же и оговаривается в самом условии описания почти идеальной ракеты. Она уже должна двигаться с v₀>0. Это вытекает из форумы такой ракеты:

v=v₀(M+m/M)

Здесь v₀ не скорость истечения. Обратите внимание. У такой ракеты u, скорость истечения, переменная, она постоянно растет вместе со скоростью ракеты (это условие энергетической идеальности). Но должна быть именно некая начальная скорость обеспечивающая что импульс в системе масс до и импульс после сохраняется (как у бильярдных шаров).