Двигатель для межзвёздных перелётов

[ВадимZero]

Я, кстати,  заметил  что вам нравятся системы на потоке материи. Так? Вас восхищает идея разгонять и тормозить межзвездный корабль с помощью ЕДИНСТВЕННОГО магнитного паруса?Действительно получилось бы КРАЙНЕ изящно.

Да действительно мне нравиться эта идея своей элегантностью...
1)Создать луч с низким расширением мне кажеться проще..
2)Парус можно зделать довольно большим прималом весе. Но не слишком большим иначе придеться тратить много энергии на компенсирование торможения о межзвездную среду.
3)Ограничения этой идеи можно просчитать используя компьютерное моделирование. В отличие скажем гипотетического термоядерного движка.

[ВадимZero]

Но эти пылинки пролетев 1 св. лет разлетятся в облако диаметром в астрономические единицы. Ведь в пути они целых 10 лет!И толку было их запускать?

Вся надежда на то что, они не потеряют своего направления. Ограничения по скорости в этой идеи отталкиваеться от расхождения луча. Допустим частичка столкнулась с атомом на 0.1с какой она получит импульс? Думаю это нужно моделировать...Просчитать так сказать весь путь пылинки до паруса и сделать статистику.

[alex_semenov]

"Оставь надежду всяк сюда входящий!" (с)

Давайте для начала представим что у вас вообще чистый вакуум. Нет никакого межзвездного водорода.
И так. Из ускорителя вылетел пучек нейтральных пылинок на скорости 0.1с. К примеру.
Переходим мысленно в систему отсчета пылинок. Что мы видим? Мы видим пылинки, которые ВИСЯТ в безвоздушном пространстве.
Представили?
Неподвижно. Не шелохнувшись.... Вас эта картина не удивляет? Неуже ли у этих пылинок нет никаких взаимных скоростей? Они все как один (как кванты в лазерном луче) у вас имеют одну и ту же скорость по оси X=0,1c а по Y=0 и по Z=0.
Сомнительно.
Правда?
А ведь они должны сохранить свой строй в течении 10 лет!!! Малейшее различие и ... строй расползся...

НО!
Возвращаемся в реальность. Межзвездная среда в окрестностях Солнца очень разряженная 0.1 атом водорода на см3 . Это n - концентрация. И частицы водорода будут налетать на ваши пылинки, сообщая им некоторый произвольный импульс... Теперь давайте прикинем свободный пробег вашей пылинки в такой среде до столкновения с частицей водорода. Диаметр пылинки(радиус)? Допустим порядка микрона. То есть 1E-4 см (микрон - миллионная метра). Площадь миделя пылинки сигма =пи()*r^2 = 3,14E-08 см2 Это и будет для нас "сечением реакции".  Свободным пробегом частиц мы тут уже баловались (за что люблю физику - понятое в одном месте сразу начинает работать в массе других):



Я получил L=3,18E+06 м. То есть каждая ваша пылинка будет испытывать столкновение с атомом водорода в среднем пролетев 3 180 км. Поделите на это число дистанцию в 1 св. год и получите среднее число столкновений вашей частицы со средой.
Я получил 3 миллиарда столкновений.
Теперь можно прикинуть импульс. Вряд ли 3 миллиарда атомов водорода сильно затормозить вашу пылинку микронных размеров (какова у нее масса?). Но вот то что они сообщат ей достаточно заметную и произвольную боковую скорость - это точно. Можете сами посчитать.
Кроме того пылинка будет электризоваться. Самопроизвольно. А вокруг электрические и магнитные поля (магнитное поле Солнца, кстати очень далеко простирается). Есть еще световое давление... Слабое конечно но есть. В общем от вашего даже ИДЕАЛЬНОГО пучка через 10 лет (или даже через год) ничего не останется. Хотя где вы возьмете идеальный пучок?

Знаете какое остается решение? Запускать вслед кораблю болванки, которые кроме того будут и самонаводиться на корабль (используя тот же эффект магнитного парашюта). А приближаясь они должны как-то превращаться в плазму. Вот тогда ваш парашют заработает.
Но тогда надо определиться с массой, числом болванок. Схемой их управления. И самое главное - со способом их запуска. Разгонять пылинки- это одно. А вот разгонять килограммовые болванки до 0.1с - совсем другая задача.

[Инопланетянин]

Магнитной пушкой многосоткилометровых размеров у самого Солнца.
Или заряженный пучок пылинок удерживаемый зарядом и вращением. Самонаводиться он не будет, но может получиться N-километров в диаметре.

Кстати, а если построить систему колец на некотором расстоянии от Солнца, где и энергии достаточно и продержаться можно долго - получится ли вариант "из пушки на луну к звёздам" хотя бы для беспилотника?

[ВадимZero]

А ведь они должны сохранить свой строй в течении 10 лет!!! Малейшее различие и ... строй расползся...

Строем только в армии ходят

Но вот то что они сообщат ей достаточно заметную и произвольную боковую скорость - это точно. Можете сами посчитать.

Вообще  под пылинками стоит расматривать именно такие куски материи которые под действием налетающих атомов свой импульс мало меняли. Возможно наши пылинки выростут в размерах до длинных нитей, но сильно сомневаюсь что до килограмовых болванок.

Кроме того пылинка будет электризоваться. Самопроизвольно. А вокруг электрические и магнитные поля (магнитное поле Солнца, кстати очень далеко простирается). Есть еще световое давление... Слабое конечно но есть.

Можно запускать наши пылинки с учетом воздействие солнца подобно тому как снайпер делает поправку на ветер...

Знаете какое остается решение? Запускать вслед кораблю болванки, которые кроме того будут и самонаводиться на корабль (используя тот же эффект магнитного парашюта). А приближаясь они должны как-то превращаться в плазму.

Ну самонаводящиеся болванки это уж точно фантастика. Хотя можно представить разгон антен сверхпроводника с большими перегрузками. Испарять такие антенны можно перед парусом микроволновым излучателем.

[alex_semenov]

Строем только в армии ходят
. . .
Вообще  под пылинками стоит расматривать именно такие куски материи которые под действием налетающих атомов свой импульс мало меняли. Возможно наши пылинки выростут в размерах до длинных нитей, но сильно сомневаюсь что до килограмовых болванок.
. . .
Можно запускать наши пылинки с учетом воздействие солнца подобно тому как снайпер делает поправку на ветер...

Это все - поэзия под которой нет ни единой строчки расчета.
Понимаете?
Я вам показал на пальцах что задача АРХИСЛОЖНАЯ. По сути невыполнимая.
И лирика вам не поможет.

Ну самонаводящиеся болванки это уж точно фантастика. Хотя можно представить разгон антен сверхпроводника с большими перегрузками. Испарять такие антенны можно перед парусом микроволновым излучателем.

Ничего подобного! "Все украдено до нас!" (с)

Изучайте:
http://www.andrews-space.com/images/videos/PAPERS/Pub-InterstellarTransportation(200307).pdf

Тут все. В том числе и болванки и разгоняемые пучком частиц паруса. Все что мы на самом деле уже можем сделать - как водится у русских- тщательно изучить и улучшить так что бы все посчитали это нашим....

[ВадимZero]

Это все - поэзия под которой нет ни единой строчки расчета.Понимаете?Я вам показал на пальцах что задача АРХИСЛОЖНАЯ. По сути невыполнимая.И лирика вам не поможет.

Как же вы без расчетов определили, что задача архисложная

Ничего подобного! "Все украдено до нас!" (с)Изучайте:http://www.andrews-space.com/images/videos/PAPERS/Pub-InterstellarTransportation(200307).pdfТут все. В том числе и болванки и разгоняемые пучком частиц паруса. Все что мы на самом деле уже можем сделать - как водится у русских- тщательно изучить и улучшить так что бы все посчитали это нашим....

ЖЖжж...надо учить английский...

[ВадимZero]

Кстати можно ли несущие импульс сверхпроводники отражать магнитным парусом? Тоесть без испарения. Они веть вроде магнитное поле выталкивают.

[alex_semenov]

Как же вы без расчетов определили, что задача архисложная

Блин, но ведь вы сами как определили что все получится?
Из кино?
Давайте определимся. Диаметр струи после выхода из ускорителя? Не важно . Пускай 1. Теперь диаметр струи к моменту прихода на парус через 10 лет (пускай 5!) 500 км.
То есть за 5 лет ваши частички  должны РАДИАЛЬНО разлететься не более чем на 200 км
Теперь считайте скорость дрейфа частичек наружу ДОПУСТИМУЮ в вашем случае?
250 км за 5 лет.

0,0006342 м/с.

И это при том, что в направлении полета частички несутся со скоростью в 0.1-0.2с!
Вы понимаете АБСУРДНОСТЬ ваших ожиданий?
Мы только что говорили об энтропии. Ваша система частиц должна быть сверхзамороженной поперек направления скорости.
Как вы этого добьетесь?
Да никак.
Вы рассуждаете в духе физики барона Мюнхгаузена. Сядем на ядро и полетим...

ЖЖжж...надо учить английский...

Если вам очень корпит НА САМОМ ДЕЛЕ, то и  машинным переводчиком воспользуетесь.
Гугл очень даже сносно переводит. Если вы в теме - все поймете.

http://translate.google.com.ua/?hl=ru&tab=wT#

[alex_semenov]

Кстати можно ли несущие импульс сверхпроводники отражать магнитным парусом? Тоесть без испарения. Они веть вроде магнитное поле выталкивают.

Гм... как мы синхнонно мыслим. Я тоже после вашей реплики об этом подумал. Но вот как посчитать?... Вообще то я догадываюсь... Кинетическая энергия снаряда должна быть не выше энергии поля. Тогда поле спружинит и вытолкнет кольцо назад.
Получается своего рода бильярдный привод.
Я как то придумал мысленный эксперимент с бильярдной ракетой. Но что-бы рассуждать о таком в реале...
Гм...
Совершенный идиотизм! И он мне все больше и больше нравится...

[Alex_O]

Собрать лучи, идущие перпендикулярно поверхности 

Bсё, до меня наконец дошло. Собирая лишь параллельные лучи заявленные мной 71 МBт на кв м мощности теплового излучения не собрать. Ещё один двигатель похоронен!

Не знаю существенно ли меняет дело, но водород можно донагревать до нужной температуры любым возможным способом (микроволны, разряд и т. д.), используя электричество, полученное от дополнительных солнечных батарей(термопреобразователей?), которые в нужный момент можно отцепить. КПД в этом случае большого значения не имеет.

[Эрнесто Боливиано]

Теперь считайте скорость дрейфа частичек наружу ДОПУСТИМУЮ в вашем случае?
250 км за 5 лет.

0,0006342 м/с.

И это при том, что в направлении полета частички несутся со скоростью в 0.1-0.2с!
Вы понимаете АБСУРДНОСТЬ ваших ожиданий?

Давайте посчитаем
Представим что на частицу массой M и размером D дует боковой ветер плотностью ro=m*n и скоростью V, где m - масса атомов межзвездного газа, n - их концентрация, V - тепловая скорость.
Тогда за время t частица наберет боковую скорость порядка
u=t*ro*V^2*D^2/M
Пусть m=1.67e-27, n=1e-7 м-3, V=10000 м/с, D=1e-6 м, M=1e-14 кг, t=100 лет = 3e+9 с.
Итого: u=4.8е-15 м/с

Вопросы есть?

[Zhak RRR]

Ребят а меж звёздный перелёт на нано уровни совершить можно...всю массу корабля без людей в пихнуть в 1 кг! И сделать снимки экзопланет  и тд...когда прилетят

[ВадимZero]

Блин, но ведь вы сами как определили что все получится?Из кино?

Я просто оптимист! Давайте не будем препираться поповоду того возможно ли и архисложно ли. Скажем так, магнитный парус мой любимчик. А потому пока в моем мире он самый лучший кандидат к звездоплаванию. Возможно у вас есть свой любимчик который вам кажеться перспективнее. Я с вами общаюсь потому вы помогаете мне разобраться в перспективах моего любимчика. За что вам большая благодарность.

Давайте определимся. Диаметр струи после выхода из ускорителя? Не важно . Пускай 1. Теперь диаметр струи к моменту прихода на парус через 10 лет (пускай 5!) 500 км. То есть за 5 лет ваши частички  должны РАДИАЛЬНО разлететься не более чем на 200 кмТеперь считайте скорость дрейфа частичек наружу ДОПУСТИМУЮ в вашем случае?250 км за 5 лет. 0,0006342 м/с.

Да давайте определимся...
Сначала с сечением взаимодействия для протонов, электронов на 0,1с с частицей...
Потом прикинем ограничения передачи импульса от одного подвергшегося нападению атома частицы ограниченого прочностью химической или металической связи...внутри частицы
А теперь вспомним что частица наша может быть очень большая...вернее длинная..десятки метров...и прикинем размен импульсами.
Это как камар белаз пнет...который приварен к полу завода.
Еще сложим статистически всю сумму разнонаправленных импульсов которую частица получит при своем полете.
Я понимаю это лирика..Уж извините я и есть лирик...

[gans2]

Уровень упал дальше некуда. Физики филиноориентированные.

[alex_semenov]

Давайте посчитаем
Представим что на частицу массой M и размером D дует боковой ветер плотностью ro=m*n и скоростью V, где m - масса атомов межзвездного газа, n - их концентрация, V - тепловая скорость.
Тогда за время t частица наберет боковую скорость порядка
u=t*ro*V^2*D^2/M
Пусть m=1.67e-27, n=1e-7 м-3, V=10000 м/с, D=1e-6 м, M=1e-14 кг, t=100 лет = 3e+9 с.
Итого: u=4.8е-15 м/с

Скорость ветра вы зажилили на три порядка, но поправка на 6 порядков говорит что все равно импульс водородного ветра несущественный.

 u=4.8е-9 м/с

Прекрасно! Хотя я полагал "на глаз" что результат получится намного лучше... гм... уели...
Но мои сомнения были не столько по поводу набегающего водорода.
То есть ваш аргумент красив. Но мимо.

Вопросы есть?

Есть. Ваш расчет не показывает главного. КАК изначально частицы окажутся приморожены друг к другу в радиальном направлении?
Пускай водород не разобъет начальный "монолит" но как вы получите монолитное облако пыли?

Кстати. Импульс набегающего водорода - плевый (это кстати тем кто переживает по поводу сопротивления межзвездной среды, мол будет останавливать). Но то что сталкивающиеся частицы будут ЭЛИКТРЕЗОВАТЬ пылинки - это и к бабке не ходи. На спутниках вокруг земли это вечная проблема. Накапливающийся заряд от солнечного ветра.
Я насчитал 3 миллиарда столкновений на каждую пылинку. Заряд они получат дай бог!
Статически заряженное облако пыли что делает?

[alex_semenov]

Уровень упал дальше некуда. Физики филиноориентированные.

Так подняли бы уровень-то! Чего палцы веером крутите? Присоединяйтесь к нам, барон... присоединяйтесь!

[Эрнесто Боливиано]

Ваш расчет не показывает главного. КАК изначально частицы окажутся приморожены друг к другу в радиальном направлении?

Вопрос не ко мне.

Как вариант частица должна быть не просто куском вещества, а нанороботом, способным немножко маневрировать и корректировать свое положение относительно других таких же.
Технически вполне реализуемо.

[alex_semenov]

Да давайте определимся...
Сначала с сечением взаимодействия для протонов, электронов на 0,1с с частицей...

Да нет смысла. И так ясно что импульс набегающего водорода в любом случае получается ерундовый.
Но все равно. Ваше облако  слишком быстро рассеется. Рассосется до того как достигнет цели. Даже если магнитное поле, статическое, электризация ваше облако не раздуют, вы должны получить поток пылинок с уникально-когерентным вектором скоростей. Все частички должны лететь в строго одном направлении со скоростью 30 000 000 +_ 0,001 м/с

Насколько это реально? Я не знаю.

[alex_semenov]

Как вариант частица должна быть не просто куском вещества, а нанороботом, способным немножко маневрировать и корректировать свое положение относительно других таких же.
Технически вполне реализуемо.

О нет! Давайте без нанороботов!
И если у вас носитель кинетической энергии может сам маневрировать то не проще ли его сделать не 10^-14 кг а просто в кг или даже 100 кг?
Какая экономия на системе маневрирования! Не находите?