Двигатель для межзвёздных перелётов

[Mercury127]

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.

свет то, может, и слабый, да звезд то МНОГО.
Потоки газа, давление излучения выносят пылинки в межзвездную среду, где они остывают до температуры $T_d \approx 10-20$ K.
или
Межзвездные облака сейчас разделяют, по крайней мере, на три типа в соответствии с их температурой и плотностью: диффузные (102-103 К, 1-102 см-3), темные (10-102 К, 102-104 см-3) и молекулярные (5-50 К, 103-106 см-3) облака.
я неоднократно встречал эту цифру (20К) именно как наименьшую возможную температуру тела внутри нашей Галактики, неизолированного от её звездного света.

[PostAlien]

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.

свет то, может, и слабый, да звезд то МНОГО.
Потоки газа, давление излучения выносят пылинки в межзвездную среду, где они остывают до температуры $T_d \approx 10-20$ K.
или
Межзвездные облака сейчас разделяют, по крайней мере, на три типа в соответствии с их температурой и плотностью: диффузные (102-103 К, 1-102 см-3), темные (10-102 К, 102-104 см-3) и молекулярные (5-50 К, 103-106 см-3) облака.
я неоднократно встречал эту цифру (20К) именно как наименьшую возможную температуру тела внутри нашей Галактики, неизолированного от её звездного света.

Светимость Солнца 3,827×10²⁶ ватт. Светимость Млечного пути в 20 миллиардов выше. Светимость АЧТ при 20K: 5,67×10^(–8)×20^(4)=0,009 ватт/м².
Если среднее расстояние до звёзд – 1000 светолет, то
3,827×10^(26)×2×10^(10)÷4÷π÷(9,46×10^(18))^2=0,0136 ватт/м².
Но млечный путь несколько больше и среднее расстояние будет тоже больше. У межзвёздной среды температура вроде сильно неравновесная.

[Mercury127]

Если среднее расстояние до звёзд – 1000 светолет

“ну вы и даёте...”

[PostAlien]

Если среднее расстояние до звёзд – 1000 светолет

“ну вы и даёте...”

До ВСЕХ звёзд в галактике. Можете посчитать излучение отдельных звёзд. Звезда с яркостью как у Солнца, даже находись она в Оорте в световом годе от нас, грела бы в 20 000 раз слабее, чем то, что я насчитал. А звёзды это в основном не жёлтые, а красные карлики, со светимостью на пару-другую порядков ниже.

[PostAlien]

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.

свет то, может, и слабый, да звезд то МНОГО.
Потоки газа, давление излучения выносят пылинки в межзвездную среду, где они остывают до температуры $T_d \approx 10-20$ K.
или
Межзвездные облака сейчас разделяют, по крайней мере, на три типа в соответствии с их температурой и плотностью: диффузные (102-103 К, 1-102 см-3), темные (10-102 К, 102-104 см-3) и молекулярные (5-50 К, 103-106 см-3) облака.
я неоднократно встречал эту цифру (20К) именно как наименьшую возможную температуру тела внутри нашей Галактики, неизолированного от её звездного света.

В вашей же ссылке указывается на молекулярные облака с температурой в 5K.

[Mercury127]

Да, указывается. ВНУТРИ глобул, настолько плотных, что излучение галактики внутрь не проникает.

[PostAlien]

Да, указывается. ВНУТРИ глобул, настолько плотных, что излучение галактики внутрь не проникает.

В этой статье (Probing Oort Clouds around Milky Way Stars with CMB Surveys
Eric J. Baxter1, Cullen H. Blake1, and Bhuvnesh Jain1) насчитали для объектов Оорта 10K, при этом учитаволось фоновое излучение звёзд и реликтовое излучения, свет солнца и радиоактивный распад. Температуру фона (реликтовое излучение + галактический свет) приняли как 3,5K.
Ссылались они, в числе прочего, на эту работу (An IRAS Search for Extra-Solar Oort Clouds
S. ALAN STERN). Так же уже в этой статье присутствовала ссылка на эту статью (SPITZER, L. 1978. Physical Processes in the Interstellar Medium). (её я уже прочесть не успел, так что не знаю что там). Вам мало?

[PostAlien]

Ещё. Статья на русском. https://www.techinsider.ru/science/8496-uvidet-oblako-na-fone-izlucheniya/
Надеются найти внутреннее облако Оорта за счёт того, что оно будет аж в два раза горячее реликтового фона. 5K

[Mercury127]

очевидно, что в разных местпах галактики фон будет разный.

вспомнил, это в теме Муму обсуждалось...
Открыт первый межзвёздный астероид - 1I/'Oumuamua
и еще пара ссылок:

The thermal dust temperature in the diffuse medium surrounding the remaining objects ranges between ~16 to 20 K. These values are typical for the Milky Way diffuse ISM and the ISRF is thus assumed to be close to the standard Galactic radiation field
картинка оттуда https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2017/08/aa29944-16/F1.html

Local emission from dust at high galactic latitudes measured by IRAS and COBE.
– This is dust heated by starlight with spectrum and intensity similar to diffuse starlight at location of Sun.
– Most of power radiated near ∼140µm T d ≈ (1/6)hc/λ max k ≈ 17K
– Substantial amount of power at λ < ∼25µm – requires dust that is much hotter than 17K

с другой стороны... из вики

"Освещеннность
0,0003 люкс   Безлунное звёздное небо
135 тыс. люкс   Вне атмосферы на среднем расстоянии Земли от Солнца"

если это грубо и неправильно перевести в Вт/кв.м., получим поток от ночного неба (не знаю, с атмосферой или без) 1360 / 450e6 = 3e-6 Вт/кв.м., что точно соответсвует реликту... не знаю, почему.

[PostAlien]

очевидно, что в разных местпах галактики фон будет разный.

Очевидно. Понятно, что в ядре галактики или в шаровом скоплении с голубыми гигантами будет жарковато. Но мы рассматриваем пока нашу полосу нашего спирального рукава. Мы начинаем тормозить неподалёку от какой-то звезды. Её свет мы не учитываем. Защититься от какого-то одного, конкретного источника тепла в космосе возможно и не сложно. Подвесить перед проводом зонтик парасоль или повернуться ребром ленточного провода к звезде и покрыть это ребро чем нибудь с очень высоким альбедо. У баритовых белил оно более 99% (и вы не представляете, насколько сложно было найти информацию по самому белому веществу, хотя казалось бы). А ведь это просто краска, хоть и не дешёвая. Не какой нибудь наноматериал. И микровата на квадратный метр поверхности провода не просочится. Нас волнует всенаправленное излучение, от которого не защититься.

вспомнил, это в теме Муму обсуждалось...
Открыт первый межзвёздный астероид - 1I/'Oumuamua
и еще пара ссылок:

The thermal dust temperature in the diffuse medium surrounding the remaining objects ranges between ~16 to 20 K. These values are typical for the Milky Way diffuse ISM and the ISRF is thus assumed to be close to the standard Galactic radiation field
картинка оттуда https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2017/08/aa29944-16/F1.html

Local emission from dust at high galactic latitudes measured by IRAS and COBE.
– This is dust heated by starlight with spectrum and intensity similar to diffuse starlight at location of Sun.
– Most of power radiated near ∼140µm T d ≈ (1/6)hc/λ max k ≈ 17K
– Substantial amount of power at λ < ∼25µm – requires dust that is much hotter than 17K

Но ведь эти оортианские булыжники как-то остывают до пяти кельвинов. Не могут же они просто так взять и остыть ниже равновесной температуры? Их ничего от звёзд не заслоняет. И от Солнца тоже.
Вот ещё, в разных источниках пишут: "По данным Северо-Западного университета в Иллинойсе, температура в облаке Оорта может достигать 5 кельвинов". Ссылку на источник к сожалению не дают.

[PostAlien]

очевидно, что в разных местпах галактики фон будет разный.

вспомнил, это в теме Муму обсуждалось...
Открыт первый межзвёздный астероид - 1I/'Oumuamua
и еще пара ссылок:

The thermal dust temperature in the diffuse medium surrounding the remaining objects ranges between ~16 to 20 K. These values are typical for the Milky Way diffuse ISM and the ISRF is thus assumed to be close to the standard Galactic radiation field
картинка оттуда https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2017/08/aa29944-16/F1.html

Local emission from dust at high galactic latitudes measured by IRAS and COBE.
– This is dust heated by starlight with spectrum and intensity similar to diffuse starlight at location of Sun.
– Most of power radiated near ∼140µm T d ≈ (1/6)hc/λ max k ≈ 17K
– Substantial amount of power at λ < ∼25µm – requires dust that is much hotter than 17K

с другой стороны... из вики

"Освещеннность
0,0003 люкс   Безлунное звёздное небо
135 тыс. люкс   Вне атмосферы на среднем расстоянии Земли от Солнца"

если это грубо и неправильно перевести в Вт/кв.м., получим поток от ночного неба (не знаю, с атмосферой или без) 1360 / 450e6 = 3e-6 Вт/кв.м., что точно соответсвует реликту... не знаю, почему.

Кажется, я придумал способ (совершенно идиотский), как померить температуру в галактике. Вынесем за скобки реликтовый фон. Светимость галактики – 20 миллиардов солнечных. Примем галактику как двумерный диск диаметром в зеттаметр.
Тогда светимость его поверхности (и, соответственно, температура) будет:
(3,827×10^(26)×2×10^(10))÷((0,5×10^(21))^2×π×2)=0,0000048727 Ватт/м²
Внутре должно быть также!
С учётом того, что у галактики есть третие измерение, а также неравномерности светимости (балдж гораздо ярче и горячее, окраины и пространство между спиральными рукавами холоднее) и того факта, что мы находимся скорее в прохладной полосе, чем в горячей, будет как раз примерно столько, сколько вы насчитали через освещённость. И это с точностью до долей совпадает с температурой фона, которую приняли в тех статьях, на которые я ссылался.
У них было 3,5 K, то есть (5,670367×10^(–8)×3,5^(4)) 0,0000085 ватт/м², из которых 0,00000313 ватт/м² – это реликт. То есть на звёзды приходится 4,87 5,37 мкВатт/м².
Также это совпадает с тем, что будет, если принять СРЕДНЕЕ расстояние до ВСЕХ звёзд в галактике как 38 000 световых лет (3,827×10^(26)×2×10^(10)÷4
÷π÷(9,46×38 000×10^(15))^(2)=0,0000047133), что уже больше похоже на правду.
И ещё примерно настолько будет греть Солнце объекты в глубинах облака Оорта. Другие звёзды тоже наверное так делают, поэтому выходит примерно такая температура.

[Mercury127]

Но ведь эти оортианские булыжники как-то остывают до пяти кельвинов. Не могут же они просто так взять и остыть ниже равновесной температуры?

а они остывают? их кто-то щупал?
всё это - не более чем гипотезы, основанные на моделях. завтра другая группа британских иллинойских ученых возьмёт другую модель и насчитает 50 К...
а вот ссылки на измерение температуры межзвездной пыли, втч в глобулах, я привел. да, они тоже косвенные, но там хоть что-то измеряли.

[alex_semenov]

Взято здесь:

Учёные предложили способ многократно ускорить межзвёздные полёты

08.12.2022 [19:03],  Геннадий Детинич

Человечество далеко от межзвёздных полётов, но это не помешало запустить несколько космических аппаратов, первые из которых уже вышли в межзвёздное пространство и когда-нибудь достигнут близких или далёких звёзд. Одним из рабочих вариантов для межзвёздного перелёта сегодня может быть солнечный парус и, как выяснилось, у этой технологии есть очень и очень хороший запас, который может многократно ускорить межзвёздные полёты даже сегодня.



Группа физиков из Университета Макгилла (McGill University) обосновала модель быстрого набора скорости межзвёздным зондом при минимальном расходе топлива. Расчёты показали, что космический корабль с солнечным парусом может набрать скорость в 0,5 % от скорости света примерно за один месяц. Разгон до 2 % от скорости света может совершиться примерно за полтора года. На такой скорости полёт до ближайших звёзд продлится от 100 до 200 лет. Зонду семейства «Вояджер», например, для этого понадобятся десятки тысяч лет.

Чтобы относительно быстро разогнать корабль до скоростей многократно превышающих возможности современных двигательных установок учёные обратили внимание на так называемый эффект динамического парения в атмосфере Земли. Птицы и планеристы обычно используют этот эффект для быстрого набора скорости.

Манёвр возможен только при существовании двух воздушных масс с разной скоростью. Аппарат или птица входят в поток с большей скоростью против его движения и совершают обратную петлю с возвращением в более медленный поток. С каждым витком скорость будет увеличиваться, пока не наступит предел в виде сопротивления встречного потока.

Подобная разница в скорости движения потоков частиц солнечного ветра наблюдается на границе гелиосферы нашей системы, где частицы солнечного ветра сталкиваются с частицами межзвёздной среды. Как считают учёные, космический аппарат с солнечным парусом может многократно совершить переход между потоками частиц, движущихся с разной скоростью и самому набрать нужную скорость.



Очевидно, что с обычным солнечным парусом такой манёвр совершить будет очень сложно если вообще возможно. Солнечный парус для межзвёздного полёта — это сотни квадратных метров тончайшего полотна на несколько килограммов полезного груза. Для роли паруса учёные выбрали «магнитогидродинамическое крыло», создаваемое системой магнитов. Иными словами, частицы солнечного ветра будут улавливаться магнитными полями, что интересно само по себе.

Учёные уверены, что их идеи можно реализовать на практике в обозримом будущем. Теория подтверждает их работоспособность. Осталось воплотить в железе.

Источник: extremetech.com

Собственно сама научная статья с деталями:
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/frspt.2022.1017442/full#B14

Конечно решение очень нишеове и опять же 2% света это мы можем получить и на "обычном" ионнике (при этом не имея проблемы с торможением) и всё же... Интересная идея использования "шарового эффекта".

[Diman]

"Чтобы относительно быстро разогнать корабль до скоростей многократно превышающих возможности современных двигательных установок учёные обратили внимание на так называемый эффект динамического парения в атмосфере Земли. Птицы и планеристы обычно используют этот эффект для быстрого набора скорости.

Манёвр возможен только при существовании двух воздушных масс с разной скоростью. Аппарат или птица входят в поток с большей скоростью против его движения и совершают обратную петлю с возвращением в более медленный поток. С каждым витком скорость будет увеличиваться, пока не наступит предел в виде сопротивления встречного потока.

Подобная разница в скорости движения потоков частиц солнечного ветра наблюдается на границе гелиосферы нашей системы, где частицы солнечного ветра сталкиваются с частицами межзвёздной среды. Как считают учёные, космический аппарат с солнечным парусом может многократно совершить переход между потоками частиц, движущихся с разной скоростью и самому набрать нужную скорость."

Слишком много условностей, если бы да кабы...

[Mercury127]

Было уже...

[alex_semenov]

Было уже...

"Ну тодi Ой!"*

(кликните для показа/скрытия)

-Панi целячка?
-Так.
-А чому панi не квохче?
- А шо, пан вжЭ встромЫв?
-Так
- Ну тодi Ой!

[PostAlien]

А пока тут считают ретрофутуристичный атомпанк, другие считают нанозонды, которые реплицируются даже не удосужившись затормозить.
https://www.researchgate.net/publication/336615434_On_the_interstellar_Von_Neumann_micro_self-reproducing_probes
И да, я так и не разобрался. Нанокорабль можно затормозить? Или у меня ошибка в расчётах?

[Проходящий Кот]

Для разворачивающейся наносистемы Технокосма Лазаревича скорости сотни километров в секунду. И скорость распространения 1000 лет на световой год.
Кроме того нанокорабли идут большими группами , облаком в тысячи тонн.

[Vavanzer]

Но ведь эти оортианские булыжники как-то остывают до пяти кельвинов. Не могут же они просто так взять и остыть ниже равновесной температуры? Их ничего от звёзд не заслоняет. И от Солнца тоже.
Вот ещё, в разных источниках пишут: "По данным Северо-Западного университета в Иллинойсе, температура в облаке Оорта может достигать 5 кельвинов

  Так даже на Земле , на дне атмосферы, обьекты в ясную ночь остывают " в минус", за счет излучения, особенно черные. А если еще с испаряющейся составляющей, то еще минусовее. 
Камни в Оорте могут подобным образом. Отражение света (высокое альбедо), + собственное излучение, + сублимация.

[Sergey E.]

На ближайшую перспективу:
Какую примерно площадь зеркала космического должен иметь телескоп с экспозицией тусклых пикселей чтобы увидеть планету у ближайших звёзд?
Сильно сомневаюсь что лазерные парусники микро размера передадут инфу на землю. Может многоступенчатый реактор- фотоэлемент с малой полезной нагрузкой и без торможения для начала отправлять?
Если строить первую версию реактор-фотоэлемент то нужно поглотить нейтроны ведь в нуклон зевсе есть радиозащита. Тогда делаем реактор из смеси углерода и урана 235 и покрываем его 4 сантиметровым слоем расплавленного полиэтилена для замедления нейтронов и тонким слоем бора для поглощения их. И можно делать без зеркал в виде циллиндра с реакторами горошинами внутри.
Гамма кванты поглощаются самой толщиной урана 235 реактора и природным ураном вокруг реактора и  немного останется гамма квантов так как там слои половинного ослабления.