Двигатель для межзвёздных перелётов

[alex_semenov]

Путем переизлучения от металлической оболочки.

И это - ключевой механизм "атомного обжатия"?

И 90% это ваши фантазии....

90% энергии первички в виде фотонного газа (того самого газа Бозе). А в сжатие в ранних бомбах превращается от силы 5-10% этой фотонной энергии. Но как энергия газа Бозе превращается в ударные волны сжатия в плазме (по-сути больцмановском газе) и какую роль там играет газ Ферми? Тема вами не раскрыта. От слова совсем.
А там вся суть.
Главное. ДОЛЯ превращённой энергии света в направленное движение материи очень сильно зависит от исходных ПАРАМЕТРОВ системы. В том, что в межпланетном Орионе 80% энергии взрыва превращалось в движение материи нет ничего физически невозможного.
Кстати, такой высокий процент преобразования энергии взрыва в энергию плазмы допускала даже очень простая модель  AlexAV (расширение больцмановского облака урановой плазмы). При плотности энергии в  облака (или просто заряде) в 0.1 кт/кг, в процессе его изотропного расширения с излучением терялось не так уж и много. Пятая часть, четверть от силы. Но вот при переходе к 1 кт/кг и выше... картина резко ухудшалась. Быстро переворачивалась. Теперь в энергии материи оставались крохи и почти всё в излучении.



Так что ничего неожиданного в том, что тяговый модуль межпланетного Ориона превращал в направленное движение 80% энергии взрыва нет.
Можно ли что-то близкое получить для звездолёта (1-10 кт/кг) - вот в чём вопрос.
Но "закрыватели Ориона" (что меня всегда впечатляло) закрывают любой Орион. Даже межпланетный. Хотя  чисто физических вопросов к межпланетному Ориону нет. Ряд технических неточностей. И всё.

[Vavanzer]

Читал тут посты про бомболет пушечного типа...
И пришла идея, опять же избитая, но в другом ключе.
А что если не заряды подкидывать, а энергию?
Ядерная электростанция, да и вообще любая, не важно, питает установку, которая светит мощным пучком света, ИК, или микро волн. Энергия принимается взлетающим модулем и идет на создание реактивной тяги (каким именно способом - другой вопрос).
  Взлетный модуль можно запускать и медленно, не обязательно гнать его с учкорением 5g например. Это на случай подьема тяжелой хрупкой конструкции, напримере частей звездолетов и космических станций.

  Можно на аэростатах высотных предварительно поднять, если прокатит. Можно планер с "подогревом" с Земли так сказать, (т.е солнечные панели для приема высококонцентрированого потока энергии). Подогревать можно и с орбитальных электростанций, или целого касада . Главное убрать, исключить фактор выброса  радиации и отходов, и при минимальной массе летающего устройства сконцентрировать максимальное количество энергии.
  Просто до этого мы тут рассматривали подсветку на расстояниях порядка астрономических единиц, а тут считаные сотни километров. Хотяб для начала научиться поднимать тысячетонные грузы на орбиту!

[Sergey E.]

 Какие могут быть бомболеты если реактор-фотоэлемент даёт и так 5000 км в сек. с торможением, а КПД у них примерно одинаковый что у бомболета что у фотоэлемента.

[alex_semenov]

Какие могут быть бомболеты если реактор-фотоэлемент даёт и так 5000 км в сек. с торможением, а КПД у них примерно одинаковый что у бомболета что у фотоэлемента.

Для ионника да, достижимы скорости истечения даже 10 000 км/с, но на скоростях выше 5 -7 тысяч возникают проблемы с тем, что масса топлива (урана) становится значительной и надо использовать уже практически все (а не только наиболее удобные) продукты деления как рабочее тело (что - отдельная головная боль)
Однако.
У бомболётов есть два неспоримых  преимущеста.

Первое. Бомболёт - это ТЕРМОЯДЕРНАЯ энергия а не ядерная. Она на порядки получаетя дешевле. Значит и масса корабля может быть на порядки выше.

Второе. Достаточная удельная мощность (ватт/кг), что бы считать разгон и торможение "практически мгновенным". Действительно, 10 дней или даже месяц разгона или торможения до инерциальной скорости перелёта при общем времени перелёта в сотню лет - это можно считать мгновенный разгон-торможение. Это само по себе (при прочих равных, скажем, скорость истечения, массовое число ракеты) значительно (примерно в полтора раза) сокращает время перелёта.
Бомболёт в этом смысле уникальный тип ракеты. Никакой, скажем "управляемый термоядерный синтез" и близко никогда не подойдет к той удельной мощности, какую можно получить на бомболёте.
Та удельная мощность, которую нарисовали "Дедалу" - дутая туфта. Натянутая на глобус сова. Невозможный электронный чудо-драйвер.



Хотя тут разгон планировался в несколько лет (на фоне десяткой лет полёта по инерции) это В ПРИНЦИПЕ недостижимо для такого типа привода без какой-нибудь МАГИИ, которую до сих пор не открыли и вряд ли откроют кгда-либо. То есть "Дедал" и подобные проекты - это был шаг в неверном направлении, сделанный в начале 70х. Правильное направление - чистый бомболёт.
Но развитие идей редко бывает прямым.
Часто мысль "петляет".

[noxx77]

Отдельный тяговый модуль 4000 тонного Ориона имел массу порядка 2 тонн.

Спасибо за ответ.
Эпическая конструкция. Это она там на масштабе 10метровых?
Простыми словами, бомба даёт рентген, который, фокусируясь конструкцией, испаряет плиту W, а плазма из последней даёт два джета - один назад, а другой отражается от плиты Z и толкает её (точнее плазму от испарившейся Z) на плиту-отражатель корабля. Всё происходит по тому же принципу, по которому происходит обжатие LiD  в ТЯ оружии... Изящно, блин!

[alex_semenov]

Всё происходит по тому же принципу, по которому происходит обжатие заряда  в ТЯ оружии... Изящно, блин!

Когда на пальцах описывают работу термоядерного устройства, говорят о "ракете, стартующей внутрь"
У того же Саблетта даже сделан расчёт массы темпера (сжимающей оболочки) вторички именно из расчёта оптимальной ракеты (масса считается как масса рабочего тела оптимальной ракеты и поэтому оболочка термоядерной вторички в 3-4 раза выше массы "полезной нагрузки", то есть самого термоядерного топлива):



"Всё что придумал" Тед Тейлор (бомбодел из Лос-Аламоса) - сделать ракету плоской и разгонять "оболочку радиационной абляцией" не для сжатия цилинда или сферы, а для получения двух джетов (нужен один джет, но второй неизюежен из закона сохранения импульса).
Кстати.
Скорость до которой разгоняется темпер во вторичке водородной бомбы 500-700 км/с.
Если вы разгояете "абляционную ракету" всего до 50-70 км/с (а это типичная скорость истечения для межпланетного Ориона) то вы можете очень сильно повысить эффективность преобразования энергии ядерного взрыва в движение "ракеты". То есть, если в бомбе в сжатие превращаетя 5-10% энергии первички, то в тяговом модуле Ориона это ~80%
Ничего невозможного, необычного в этом нет.
Всё в пределах известной нам физики.

[noxx77]

"Всё что придумал" Тед Тейлор (бомбодел из Лос-Аламоса) - сделать ракету плоской и разгонять "оболочку радиационной абляцией" не для сжатия цилинда или сферы, а для получения двух джетов (нужен один джет, но второй неизюежен из закона сохранения импульса).

Да, это предельно понятно даже интуиту. Когда объяснили про рентген, всё встало на свои места.

То есть, если в бомбе в сжатие превращаетя 5-10% энергии первички, то в тяговом модуле Ориона это ~80%

Нехило, но, учитывая массу инертного вещества (в первую очередь РТ), в удельном отношении на неё не так уж и много. За всё приходится платить? Это уже на порядки лучше химии и совершенно другие возможности для межпланетников. Я разделяю Ваше восхищение бомболётами. Но правильно ли я при этом понимаю, что, если нам потребуется скорость истечения в 500-700км/с, мы будем иметь те же 5-10% или около?

[noxx77]

При этом добиться ситуации, когда вся ИНЕРТНАЯ материя  термоядерного устройства (что составялет обычно не менее 70-80% массы бомбы) выоплняла роль РАБОЧЕГО тел.
Улавливаете проблему?

Да, улавливаю. Распределение инертной массы так, чтобы испарившись, она дала два джета. Это сложно, потому что объемное сложное устройство - не пластина W/Z в межпланетной схеме.
 

Например (как гипотетическая возможность). Термоядерный взрыв создает (в силу особой конструкции термоядерного заряда) очень мощное локальное магнитное поле, которое (как у пульсара) создает два направленных джета плазмы из материи термоядерного заряда, со скоростью истечения порядка 10 000 км/с.

Вообще не представляю, что/как это может быть.

(только тогда можно добиться калорийности всего модуля ~ 10 кт/кг)

Как я понимаю, калорийность - это нижняя граница по энерговиделению, а нас интересует "импульсовооруженность". Нет смысла и технически вредно, если энергия уйдёт в рентген/гамму или разлетится в стороны. Но для её трансформации в импульс нужно инертное вещество и мы упирается в то, от чего пытаемся уйти...

[PostAlien]

Ладно, в результате чтения этой темы и смежных у меня накопилось несколько вопросов к гуру. Для начала, я никак не могу понять почему эффективность магнитного парашюта растёт при увеличении массы корабля/размеров петли, а не наоборот. Конечно, масса провода фиксированной толщины и плотности растёт прямо пропорционально диаметру/радиусу/окружности, а площадь петли пропорционально квадрату радиуса. Но (при фиксированном токе в петле) магнитная индукция в центре петли падает пропорционально радиусу, а магнитное давление пропорционально квадрату же! Как я понял, магнитное давление парашюта должно по меньшей мере уравновешивать давление ионов межзвёздной среды. Увеличив радиус петли мы просто получим не зеркало, а бублик с дыркой, в которую улетит/обратится вся наша тяга. Что бы маштабировать вверх парус нужно ещё и увеличить ампераж и, соответственно, толщину и массу провода. Если мы так и сделаем, то ускорение останется константой.
Вроде бы Дэнфорт рассуждал также:
"Эффективность нашего паруса зависить от напряженности магнитного поля, которое он сможет сгенерировать. При радиусе R эффективная площадь захвата пропорциональна R2 в то время как напряженность магнитного поля пропорциональна R-2. Масса паруса пропорциональна R. Таким образом, давайте выберем некое среднее значение для размеров паруса"
Но тут возникает ещё и проблема с силой Ампера. Она зависит и от тока и от магнитной индукции и растёт квадратично.

Если мы возьмём парус радиусом в 100 км и током в миллион ампер, то:
Магнитная индукция в центре тонкого кольца, находящегося в вакууме:
B=(4×π×10^(–7))÷(2×R)×A
B – магнитная индукция в центре кольца.
R – радиус кольца.
A – ток.
B≈6,283185 мкТл;
Давление магнитного поля:
P=B²÷(2×u)
B – Магнитная индукция.
u – проницаемость вакуума (4×π×10^(–7)).
P≈ 15,708 мкПа
Давление магнитного поля должно быть как минимум ≥ давления плазмы:
Давление плазмы при абсолютно упругом столкновении:
P=ρ×v²×γ²×Cx×2
ρ – плотность плазмы.
v – скорость корабля.
γ – Лоренц-фактор (он здесь в квадрате, так как релятивистский импульс частиц и релятивистское сжатие времени накладывается друг на друга).
Cx – коэффициент обтекания.
Если принять плотность межзвёздного газа как 10^(–21) кг/м³ (в местном пузыре на порядок меньше, но не будем о грустном).
Долю ионов в нём как 0,1 (такие параметры используются в расчётах здесь: Universal scaling relation for magnetic sails: momentum braking in the limit of dilute interstellar media).
То давление на скорости в 150 мегаметров в секунду составит 3 мкПа. Хватает. А уравновесится на скорости примерно 205 мегаметров в секунду (10^(−22)×205 000 000^(2)
×1,37^(2)×2=0,0000157753). Для заявленных Зубриным 0.95 C маловато. Но предположим, что нам этого хватает. Тем более что Cx украдёт у нас тягу, но и снизит нагрузку.
У нас УЖЕ есть сверхпроводники на 900 миллиардов ампер на метр квадратный (согласно: Ultra-high critical current densities of superconducting YBa2Cu3O7-δ thin films in the overdoped state Также здесь (Superconducting Nanomesh Films Achieve Critical Current of 600 billion Amps per square meter, 8 to 60 times better than previous bests and will enable high performance magsails) анализ современных сверхпроводников именно по отношению к магнитному парусу (но статья морально устарела – там рассматриваются сверхпроводники с критической плотностью тока лишь в 600 гигаампер/м²). При снижение температуры сверхпроводника до температуры реликтового фона критический ток вырастет ещё сильнее, по меньшей мере до тераампера, а на самом деле скорее всего выше (там зависимость критического тока от температуры парабалическая вроде). При этом плотность YBa2Cu3O7−x 6,3 кг/литр. Advanced Magsail Зубрина это 100 гигаампер/м² при плотности в 7 кг/литр. То есть у нас сверхпроводники в десять и более раз круче!
Возмём критическую плотность тока как 10¹² ампер/м² и плотность как 6,3 г/см³. Тогда петля в 100 км радиусом при площади поперечного сечения в 1 мм² будет иметь массу 3 958,4 кг и пропускать ток в миллион ампер.
Это очень хорошо – у Зубрина звездолёт в 100 тонн.
Но в чём проблема?
Основной проблемой мощных магнитов является сила ампера. Для круглой петли нагрузка на разрыв при токе в мегаампер составит ровно 200 000 ньютонов и от радиуса петли она не зависит, т.к. увеличив диаметр петли (расстояние между противоположно направленными токами) мы увеличим и длину провода и наоборот. Даже будь у нас провод толщиной в 12 мм как у Дэнфорта нагрузка была бы впечатляющей. На уровне лучших, хитрым образом закалённых (хрупких и тяжёлых) сталей. Сверхпроводник сам по себе такого не выдержит. Его прочность вообще можно смело принять как ничтожную. Дефекты кристаллической решётки и поликристалличность ведь снижают прочность,  а наш ультражесткий сверхпроводник второго/третьего (смотря как классифицировать) рода целиком состоит из дефектов (центров закрепления). Нужно армировать (как, собственно,  и делают во всех мощных электромагнитах). А армирование будет утяжелять петлю. И армировать придётся сильно. У нас нагрузка 200 ГПа получается. Подобное может выдержать разве что идеальный монокристалл осмия, согласно некоторым расчётам, но осмий офигенно тяжёлый (самое плотное вещество при нормальном давлении) и нам не подходит. Графену обещают 120 – 130 (по теоретическоим расчётам выходило больше 160, но они не подтвердились) при плотноси  около 2,3 кг/литр (то есть ровно в десять раз легче осмия с иридием). То есть что бы сдержать нагрузку нам нужны обмотки с площадью поперечного сечения минимум 1,55 мм². Больше чем у провода. Но весит пока ещё меньше ибо плотность ниже. Вес армирования из сверхпрочного бездефектного переохлаждённого монокристала графена, порождённого нанотауматургией для такого парашюта составит 2 240 кг. Уже существенный и неприятный довесок, но пока ещё не ужас ужас ужас. Если добавить к этому противорадиационную, противопылевую и противосолнечную защиту и стропы, то суммарная масса в лучшем случае будет что-то около 10 тонн. Плюс полезная (относительно) нагрузка – 20 тонн. Пока ещё в пять раз меньше чем у Зубрина и ускорение, соответственно, будет в пять раз больше. Но не в 11,1(1).
А теперь представим, что у нас есть сверхпродник в десять раз лучше. Я уверен в том, что такие сверхпроводники появятся. Там есть несколько путей оптимизации:
Во-первых, просто уменьшить толщину провода. Ток из-за эффекта Мейснера течёт в основном на поверхности сверхпроводника, на глубине, соответствующей Лондоновской глубине проникновения (и чем круче сверхпроводник, тем меньше эта глубина). Современные сверхпродящие наноплёнки (лучшие – толщиной в 200 нм) уже по толщине довольно близки к лондонской глубине, которая исчисляется нанометрами, но можно сделать ещё тоньше, до тех пор пока мы не подойдём к такой толщине, когда куперовские пары становятся нестабильными (в двумерных кристаллах они вроде не возникают, но просто в очень тонких (двух и более слойный, хитро закрученный, графен или ультратонкие углеродный нанотрубки) вполне (Superconductivity in ultra-thin carbon nanotubes and carbyne-nanotube composites: An ab-initio approach). И критическую плотность тока соответственно можно повысить в разы, а то и на порядок (если не больше)!
Во-вторых, увеличить количество и качество центров пиннинга, оптимизировав число, тип и расположение оных. В этом нам очень помогут нормальная теория сверхпроводимости, а не то убожество, что у нас есть сейчас, квантовые компьютеры, способные построить на основе этой теории модель идеального сверхпроводника и наноассемблеры, способные вытащить эту модель в физический мир, установив каждый атом в проводе строго на нужное место и создав идеальный (в бытовом смысле, в кристаллографическом там наверно ничего кроме строго расчитанных дефектов вообщем-то и не будет) сверхпроводящий кристалл.
В-третьих, вполне вероятно, что в связи с развитием теории сверхпроводников и квантовых компьютеров мы найдём лучшие материалы, с иной кристаллической структурой и иным химическим составом, превосходящие по характеристикам оксид иттрия-бария-меди. Например, перспективными выглядят различные гидриды. А метталлическому водорода обещают запредельную критическую температуру, что вероятно, означает высокую критическую плотность тока при криогенных температурах. Правда, сгодится он только в том случае, если окажется столь же метастабильным как и, например, алмаз.
(Ещё свойства сверхпроводников можно улучшить переохладив их до долей кельвина или хорошенько сжав, но эти способы нам скорее всего не годятся)
Кроме того, на самом деле мы увеличиваем не критическую плотность тока, а УДЕЛЬНУЮ критическую плотность тока.  Что даёт нам пространство для оптимизации. В частности, изотопный эффект идёт нам навстречу. Тот же металлический водород вдобавок к высоким проходящим свойствам будет ещё и очень лёгким (0,6 кг/литр. В десять с половиной раз легче YBCO!). Гидриды тоже очень лёгкие. Да и вообще переполненные дефектами кристаллы легче нормальных. Ещё я наслышан, например, о сверхпроводящей сверхлёгкой нанопене ( Superconducting YBCO Foams as Trapped Field Magnets ) для космических кораблей, хотя и не вполне понимаю как это должно работать. Есть и другие направления прорывов (к примеру, вот статья с доказательством образования Куперовских пар при сверхкритической температуре: Direct evidence for Cooper pairing without a spectral gap in a disordered superconductor above Tc ).
На самом деле я полагаю, что возможно улучшение качеств сверхпроводника раз в сто и не исключаю возможность улучшить их в тысячу раз.
Использовав на порядок более эффективный сверхпроводник мы могли бы сохранить прежний ток в проводнике (и, соответственно, индукцию и магнитное давление), но на порядк уменьшить массу кольца. Но сила Ампера то тоже остаётся прежней. И масса обмоток. То есть увеличим ускорение мы не в 10 раз, а от силы в два. Использовав же сверхпроводник в сто или тысячу раз легче и амперажнее мы, несмотря на запредельность технологии, практически ничего не изменим. Ну а если у нас нет наноматериалов, а есть только обычные, скажет Dyneema, то всё как-то совсем печально.
Что тут можно сделать? Уменьшить размер парашюта!
Мы можем уменьшить ток в десять раз, за счёт десятикратно большей удельной критической плотности тока также в сто раз уменьшить вес метра провода, а за счёт стократно уменьшившейся силы ампера также в сто раз уменьшить массу усиления. А чтобы парус не был дырявым уменьшить в десять раз диаметр петли (скажем, с 200  до 20 км) (разумеется, уменьшив массу петли ещё в десять раз). Таким образом, масса парашюта уменьшиться в тысячу раз, а эффективная площадь захвата только в сто, за счёт чего таки ускорение вырастет в десять раз. Только это конечно не имеет смысла, если у нас десятитонная полезная нагрузка. Поэтому массу зонда желательно впихнуть в десяток килограмм. Ибо только при такой массе мы сможем раскрыть потенциал сверхпроводника. А сверхпроводники с удельным Jc ЕЩЁ в десять или сто раз выше – только на 10-20 граммовом StarWisp'e или 10 миллиграммовом Аррениусе/Starseed'e соответственно. Аналогичные результаты будут если у нас нет чудесных сверхпроводников, но нет и чудесных материалов.
И в любом случае меньший парус не может быть хуже большего.
Кроме того, у небольшого паруса меньше нагрузка на стропы и, следовательно, меньше требования к их массе и прочности
А для того, чтобы быстро и сильно затормозить мегатонный Ковчег, желательно не испытывая при этом эстетических мучений из-за неиспользованного потенциала имеющихся сверхпроводников, вам потребуется что-то вроде "Magmatter"

Мои выводы также подтверждает то, что я знаю о магнитостроении – в большом объёме создать мощное магнитное поле сложно. В магнитах с крошечным (миллиметровым кажется, если не меньше) внутренним диаметром соленоида можно создать поле более 100 тесла без разрушения установки, в дециметровом объёме мы левитируем мышей, а вот индукцию крупных магнитов уже меряют гауссами. А по настоящему мощные поля создают в крохотном объёме на микросекунды при помощи взрывного обжатия установок.
Также это соотносится с интуицией – пушинка имеет большую парусность (видимо закон квадрата-куба актуален и здесь).

[alex_semenov]

Также это соотносится с интуицией – пушинка имеет большую парусность (видимо закон квадрата-куба актуален и здесь).

Cпасибо, интересно.
Со сверхпроводниками знаком "шапочно". Хорошо что еще кто-то вцепился в тему магнитного парашюта (как по мне - ключевая темя для мп).
Вообще-то тема именно межзвездного магнитного парашюта обсуждалась (немного) здесь:

https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,102455.msg2216571.html#msg2216571

Так что лучше перенести диспут о парашюте - туда.
Еще, чисто техническое.
Когда пишете формулы, можете пользоваться либо местным редактором формул латекс (включается в настройках и зарегистрированные  пользователи тогда видят формулы), либо внешним (как это делаю я что бы формула всегда читалась не зависимо смотрит ли это пользователь или внешний незарегистрированный посетитель).

Вот адрес одного из внешних генераторрв формул-картинок в латексе: https://editor.codecogs.com/?lang=ru-ru
Вы там пишете, например, E=\frac{m_s v_s^2}{2}
Берёте ссылку на картинку самой формулы "копировать адрес изображения". Получаете

Код: [Выделить]

https://latex.codecogs.com/svg.image?E=\frac{m_s%20v_s^2}{2}И обрамляете тут тегами картинки:

Код: [Выделить]

[img]https://latex.codecogs.com/svg.image?E=\frac{m_s%20v_s^2}{2}[/img]Получаете:


По существу темы.
Да, проблема магнитного парашюта недетская. Еще большая родственная проблема (как по мне более актуальная) - создание магнитного поля для защиты БОЛЬШИХ объемов колонии с живыми существами от ГКЛ в течении ~1000 летнего (условно) полёта (проблема рассматривалась Штерном, он уверяет что защитить получится только небольшую "капсулу"). Очень близкие друг к другу проблемы и все они упираются в одно - в плотность тока и прочность провода.

Если добавить к этому противорадиационную, противопылевую и противосолнечную защиту и стропы, то суммарная масса в лучшем случае будет что-то около 10 тонн. Плюс полезная (относительно) нагрузка – 20 тонн. Пока ещё в пять раз меньше чем у Зубрина и ускорение, соответственно, будет в пять раз больше. Но не в 11,1(1).

А вы не рассматривали сами СТРОПЫ как вариант РАЗГРУЗКИ рвущей кольцо магнитной (пандемоторной) силы?
И еще. "Защита от радиации", а зачем? Зачем защищать сверхпроводящее кольцо от радиации? Оно само себя разве не защищает собственно создаваемым магнитным полем АВТОМАТИЧЕСКИ?
Вся радиация ГКЛ - заряженная ведь.
Пыль (набегающая) - да. Но надо просто посчитать общее сечение (мидель кольца) и вероятность (число столкновений с пылинками). Есть подозрения что число коллизий будет ничтожно.
Противосолнечная защита не нужна. Тормозной папрашют раскрывается глубоко в межзвездном пространстве при равновесной температуре 12-20 К и к тому моменту когда звезда приблизится к звезде-цели,  работа парашюта уже будет по-сути завершена (большая проблема любого межзвездного парашюта - им нельзя тормозить "до конца". Это как посадка на Марс. Парашют тут - промежуточный тормоз. Дотормаживание - двигателями всё равно).

[alex_semenov]

Но правильно ли я при этом понимаю, что, если нам потребуется скорость истечения в 500-700км/с, мы будем иметь те же 5-10% или около?

Это крайне пессиместический, "прямой" подход.
Когда просто взрывают водородную бомбу в космосе в разлёт плазмы уходит 5-15% (видимо зависело от удельной мощности заряда, 0.5-1.5 кт/кг - скорей всего типичный диапазон).
При этом не факт, что в изотропный разлёт плазмы комсического ядерного врзыва эти 5-15% распределялись равномерно.
Скептики уверяют, что у взрыва в центре остаётся огарок, а 5-15% достаётся лишь части массы бомбы, некой "оболочке".
Это - самый пессимистический результат.



Но это - предельный пессимизм и скепсис.
На самом деле наверняка есть МЕХАНИЗМЫ увеличивающие долю энергии перекачиваемой даже в изотропный термоядерный взрыв. Так для 1 мт (видимо 1 кт/кг) в статье того же Теодора Тейлора "Ядерное оружие третьего поколения" мы встречаем такой вот замечательный график (все выделения - мои):



Это та самая статья, где Тед Тейлор "ввёл" тот самый знаменитый "предел Тейлора" (верхний предел калорийности в 6 кт/кг для термоядерного оружия) вокруг которого давно уже ломаются копья у "чёрных боНбокопателей" (и недавно были найдены подтверждения что этот "предел" слишком консервативен, "Рябь" превосходила его как минимум в 2 раза, до 12 кт/кг!) Не думаю что и данная цифра у Теда в статье, в 40 % преобразования энергии взрыва в разлёт плазмы (вместо "обычных" 5-15%) тут - предельная. Наверняка это тоже "приоткрытая" консервативная оценка. Здравый реализм. В теории возможно и больше.
Оптимизм? Верхняя планка (из расчётов, разумется, которые мне лично остаются недоступными)? Я думаю (надеюсь) у Дайсона читается в "Межзвёздном транспорте" (Дайсон был много умней чем все его последующие критики, с которыми он даже ни разу не стал спорить ибо был секретоносителем и в своей статье и так взболтнул/намекнул слишком на много!)
Просто прикинем.
Там Дайсон сказал (без доказательства, но это был жирный намёк), что взрыволёт с массовым числом 4 (то есть 3 тонны бомб на 1 тонну пустого взрыволёта) можно разогнать до 10 000 км/с. То есть нужен удельный импульс... 10 000/ ln(4) =7213,5 км/с.
Это и есть предельная (теоретически) "импульсовооружённость" взрыволёта (на 1968-й год). Условно 7300 км/с.
Скептики скажут что это - фантастика.
Не может такого быть.
Подобная импульсовооруженность была запланирована у "Дедала"! Куда более "продвинутого" развития взрыволёта. Верно?
На бомбах такого получить нельзя!
Тут назвали оценку в 500 км/с как максимум!
С другой стороны.
Постоянно встречается и ничем не обоснованные куда более оптимистические оценки. Карл Саган уверял что бомболёт можно раскочегарить до 0.1с (при этом нужное массовое число не называлось, возможно это сделано из трехступенчатой оценки 1971-го года, сделанной Аланом Бондом? Тогда это близко к оценке Дайсона 0.03с при массовом числе 4).
В фильме от National Geographic "Эвакуация Земли" называлась (опять же без деталей) предельная скорость "продвинутого бомболёта" в 0.08 с. Там люди из Солнечной Системы бегут именно на такой  скорости (а тормозить? тема остаётся открытой).



Где истина?
Хотел бы я это знать!
 

[PostAlien]

Cпасибо, интересно.
Со сверхпроводниками знаком "шапочно". Хорошо что еще кто-то вцепился в тему магнитного парашюта (как по мне - ключевая темя для мп).
Вообще-то тема именно межзвездного магнитного парашюта обсуждалась (немного) здесь:

https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,102455.msg2216571.html#msg2216571

Так что лучше перенести диспут о парашюте - туда.

Читал. Сюда написал, т.к. тема скорее мертва чем жива. Будем реанимировать? Кроме того, у меня вопросы и по парусу и максимальному кпд ракеты при постоянной скорости истечения.

Еще, чисто техническое.
Когда пишете формулы, можете пользоваться либо местным редактором формул латекс (включается в настройках и зарегистрированные  пользователи тогда видят формулы), либо внешним (как это делаю я что бы формула всегда читалась не зависимо смотрит ли это пользователь или внешний незарегистрированный посетитель).

Ну не знаю. Звучит утомительно. Кроме того я не люблю формулы, которые нельзя не отходя от кассы скопировать и загнать в какую-нибудь числодробилку, типа WolframAlpha.

[PostAlien]

А вы не рассматривали сами СТРОПЫ как вариант РАЗГРУЗКИ рвущей кольцо магнитной (пандемоторной) силы?

А что это изменит? Во-первых тогда это будут не стропы, а стропА. Плоская лента графена либо очень много параллельных тончайших нанотрубок или карбинных нитей. Иначе у нас вместо растяжения будет нагрузка на излом, а это – смерть. Сила рвущая стропы будет в π раз больше, так что даже меньшая длина такого усиления (диаметр кольца, а не окружность) ничего не даст. Их масса будет такой же, какой и у обмоток. Плюс ещё сколько то, т.к. им при ускорении нужно ещё держать свой вес и вес полезной нагрузки. Не проще ли оставить  только это "сколько то"?

И еще. "Защита от радиации", а зачем? Зачем защищать сверхпроводящее кольцо от радиации? Оно само себя разве не защищает собственно создаваемым магнитным полем АВТОМАТИЧЕСКИ?
Вся радиация ГКЛ - заряженная ведь.

От ГКЛ то оно самозащитится, но ГКЛ – это наименьшая из наших проблем. Как насчёт той радиации, в которую превратиться НЕЙТРАЛЬНАЯ компонента межзвёдного газа? Нет, способ защититься есть (по этому я и не хороню парашют). Мутировавший щит Уиппла из тонких лент графена, скреплённых между собой графеновыми лентами или нанотрубками и удерживаемый в натянутом состоянии ускорением и диамагнетической левитацией (графит диамагнетик и графен тоже должен им быть). Он обдирает электроны а нейтральных атомов и превращает пылинки в плазму, после чего их выметает магнитным полем. Я, На вскидку,  беру миллион слоёв, расположенных на расстоянии, скажет, в сантиметр друг от друга. Должно хватить. Также он будет исполнять функцию парасоля (зонду нужен зонт!).

Пыль (набегающая) - да. Но надо просто посчитать общее сечение (мидель кольца) и вероятность (число столкновений с пылинками). Есть подозрения что число коллизий будет ничтожно

Одной коллизии хватит. На релятивистской скорости даже самая лёгкая пылинка просто разрежет провод. Это ведь не парус, в котором можно сделать много дырок, хоть в десятую часть площади, а ему хоть бы хны. Провод достаточно порвать в одном месте (или даже надорвать ‐ возросшая плотность тока сделает остальное (а брать плотность тока с запасом никак нельзя)) и он перестанит быть проводом.

[-Asket-]

Так при таких плотностях тока со временем, наверное, какие-то горячие точки будут возникать в проводе и просто вследствие старения материала если без запаса брать.

[PostAlien]

Так при таких плотностях тока со временем, наверное, какие-то горячие точки будут возникать в проводе и просто вследствие старения материала если без запаса брать.

Да, локальные потепления и нарушения сферхпроводимости  могут возникать (хотя если рассматривать идеальный нанопроводник – то нет), но с эти давно научились бороться. Есть такая вещь – стабилизатор тока. Это покрытие на сверхпроводнике (который при сверхкритической температуре как правило является отвратительным проводником (дай бог чтоб не изолятором)) из обычного, хорошего проводника. Алюминия, меди или серебра. При нарушение сверхпроводимости ток начинает теч по нему. Провод конечно чуть-чуть нагревается, но не так сильно как мог бы. И будучи ленточным легко сбрасывает это тепло. У нас его функцию (а также функцию подложки) будет исполнять графен обмоток. Он хороший проводник, лучше алюминия, примерно на уровне меди (хотя хуже серебра). Какой-то запас, конечно,  должен быть, но порядка процентов. Нагружать его лишь на треть/половину/две трети, как делают это здесь, на Земле, мы себе позволить не можем. Уставать ему особо, как мне кажется, не с чего. Там же полностью стабильное функционирование, никаких переменных нагрузок.

[PostAlien]

Вообще провод обязательно должен быть ленточным. Это решит сразу кучу проблем. Во-первых, это максимизирует плотность тока. Не уверен, корректно ли называть это скин эффектом (хотя механизм там вроде один), но работает это именно как он. Эффект Мейснера вытесняет ток на поверхность. И нам нужно сделать так, чтобы ничего кроме поверхности у провода и не было. Со скин эффектом и здесь, в гравияме, отчаянно борются. Вы не задумывались, почему проводки в магнитных катушках бытовых приборов толщиной с волос? Для борьбы с этим эффектом придумали многожильные шины (но мне они не нравятся – придётся заморачиваться с изоляцией, увеличивая массу провода), придумали ленточные провода (все сверхпроводящие кабели сейчас ленточные, у обмоток трансформаторов и прочих приборов тоже вроде стараются делать прямоугольное сечение), придумали даже трубчатые провода (если сердцевина не проводит ток – вырежем нафиг сердцевину!).
Во-вторых, при той же массе это многократно уменьшит площадь миделевого сечения и увеличит площадь боковой поверхности. Это означает меньшую массу противорадиацинной, противопылевой и противосолнечной защиты, меньшую вероятность столкнуться с чем нибудь, что окажется защите не по зубам, и меньшие проблемы со сбросом тепла (если солнышко всё же будет греть или если провод сам начнёт греться).
В-третьих – это возможность использовать стабилизатор тока (если провод толстый, то с возкновением нарушение сверхпроводимости в глубине мы ничего поделать не сможет, а вот если никакой глубины у провода не будет, то тут можно спасти ситуацию).
В-четвёртых, это позволит забыть про гибкость провода. Керамический провод в сантиметр толщиной гнуться не будет. Да и графеновая (или из многослойных углеродных нанотрубок, что вообщем-то одно и тоже) несущая жила тоже. Когда речь заходит о тросе из углеродных нанотрубок, то представляется что гибкое, но на самом деле это скорее карандашный грифель, только очень прочный. Хуже гнуться будет тоько алмаз. Но если раскатать провод в наноплёнку, то тут даже алмаз с бором будут прекрасно прекрасно изгибать под любыми углами.

[PostAlien]

Противосолнечная защита не нужна. Тормозной папрашют раскрывается глубоко в межзвездном пространстве при равновесной температуре 12-20 К и к тому моменту когда звезда приблизится к звезде-цели,  работа парашюта уже будет по-сути завершена (большая проблема любого межзвездного парашюта - им нельзя тормозить "до конца". Это как посадка на Марс. Парашют тут - промежуточный тормоз. Дотормаживание - двигателями всё равно).

Про равновесную температуру можно по подробнее? Это от солнца? Или это вообще со всех сторон? Я как-то привык считать, что в космосе в тени температура выше 3K не поднимается, но я тоже читал Штерна и у него там издевательски одинокое упоминания температуры в 20K. Я ему не особо верю, так как читал в научных статьях (ссылку у к сожалению дать уже не смогу) что "в облаке Оорта температура не поднимается выше 4K", но какое-то беспокойство гложет. На самом деле позволять проводам просто так греться нельзя. Даже если бы противосолнечная защита не получалась естественно, На неё всё равно следовало бы раскошелиться. При повышение температуры критическая плотность тока быстро (по параболе) падает. А тащится из оорта годы на долях процента от световой скорости тоже как-то не охота. Лучше завершить торможение у самой гелиопаузы, где плотность среды резко падает. А может быть и дотормозить о солнечный ветер и магнито- ; ионо- и атмосферы газового гиганта или даже звезды.

[Mercury127]

Я как-то привык считать, что в космосе в тени температура выше 3K не поднимается, но я тоже читал Штерна и у него там издевательски одинокое упоминания температуры в 20K

3К - это в межгалактических войдах, где никаких источников тепла, кроме микроволнового фона, нет. А внутри галактик всё-таки потеплее - в нашей как раз 20К.

[PostAlien]

Я как-то привык считать, что в космосе в тени температура выше 3K не поднимается, но я тоже читал Штерна и у него там издевательски одинокое упоминания температуры в 20K

3К - это в межгалактических войдах, где никаких источников тепла, кроме микроволнового фона, нет. А внутри галактик всё-таки потеплее - в нашей как раз 20К.

Гм. Ссылку на источник? А то всё же звёзды далеко и их свет должен быть слабым. Чтобы нагреть что-то до равновесной температуры в 20K ВСЕ звёзды Млечного пути должны быть в среднем радиусе менее тысячи светолет.

[PostAlien]

Я как-то привык считать, что в космосе в тени температура выше 3K не поднимается, но я тоже читал Штерна и у него там издевательски одинокое упоминания температуры в 20K

3К - это в межгалактических войдах, где никаких источников тепла, кроме микроволнового фона, нет. А внутри галактик всё-таки потеплее - в нашей как раз 20К.

Перечитал Зубрина, MAGNETIC SAILS AND INTERSTELLAR TRAVEL.
У него есть такая фраза "The Magsail as currently conceived depends on operating the
superconducting loop at high current densities at ambient temperatures. In interstellar space, ambient is 2.7 degrees Kelvin
where current low temperature superconductors NbTi and
Nb3Sn have critical currents of about 1.0 x 10 and 2.0 x 10
Amps/m2
 respectively"