Двигатель для межзвёздных перелётов

[Vavanzer]

Интересно, что эти нанозонды способны передать с расстояний нескольких световых лет? Разве только импульсы, там , 1 импульс в сутки пикнуть, да и то едва уловимый крупнейшими радиотелескопами!?)))
Было бы все так просто, то и к планетам Солнечной Системы отправляли бы микро-зонды, и они поливали бы просто массивами данных и терабайтами изображений))))

[Vavanzer]

Кстати на определённой высоте и сам корабль будет в него погружаться

  Он погрузится в него сразу после первой вспышки! И будет в столбе радиоактивной плазмы до тех пор, пока идут взрывы! Даже в космическом вакууме.
 Если плазма не будет его обгонять, то никакой реактивной тяги не будет))))

  Только абляционные варианты могут гнать со скоростью, сравнимой с распространением плазмы, за счет импульса от испарения и поглощенной энергии взрыва "за кормой"... Но и то, надо прикидывать, насколько это возможно в реальном исполнении ...

[cryon]

Всё таки "Орион" это идеальный корабль для полётов во внешнюю Солнечную систему. Для полётов к ближайшим звёздам он подходит с большой натяжкой.  А вот если использовать внешний источник энергии, например одноразовые лазеры с накачкой от ядерного взрыва, то такой аппарат можно разогнать до намного больших скоростей. И в отличие от широко известного проекта  Мильнера, нет проблем с прочностью паруса, радиационной стойкостью нанозондов, энергией на отправку данных на землю и т.д.

http://extremal-mechanics.org/archives/321

Во первых полеты во внешнюю солнечную систему только ради интереса они ни кокой пользы не несут. Во вторых реактор-фотоэлемент-афтофаг тоже подходит. При примерно тех же затратах, и без риска нового Чернобыля. кпд у обоих вариантов в районе 30%.

[cryon]

Главное приимущество бомболета - плита может остывать темпами в 100 000 ватт в секунду тогда как реактор фотоэлемент автофаг ограничен по удельной мощности пока(до появления оптических диодов) в 1 киловатт на кг т.е. при типичном времени работы в 2 миллиарда секунд - 62 года получаем от 85 терраватт ядерной энергии на кг топлива -  только 2% массы топлива в реактор фотоэлементе, тогда как бомболет может иметь и 50% массы топлива. Но реально достижимы примерно одни и те же скорости в 3500 км в сек в обоих проектах, подрыв же малого  по массе бомболета антивеществом 7 килотонных зарядов - масло масляное, до реализации далеко; так что в сегменте кораблей массой около 1 тысячи тонн реактор фотоэлемент пока лидирует.

[Vavanzer]

в 1 киловатт на кг

Было дело, тут скидывали инфу про 1 МВт на тонну, какой то проект реактора. Не фотоэлектрический кстати.
  Но, по межзведным подсчетам этого мало. Надо еще пару порядков прибавить.

Но реально достижимы примерно одни и те же скорости в 3500 км в сек в обоих проектах, подрыв же малого  по массе бомболета антивеществом 7 килотонных зарядов - масло масляное

Пока что не известно, чтоб хоть сколько то ощутимое количество антивещества накопили и аннигилировали))) По этому разговор ни о чем.  Все данные только о оединичных молекулах. А чтоб хотяб 1 нано-молль антивещества набрали, сохранили, и потом в реакцию пустили, я не припоминаю. Мож конечно я отстал от жизни))

[Vavanzer]

Длинна ракеты как-то влияет на эту проблему (удельная длинна на массу)? То что ракета такая узкая и длинная как у Маска, это хорошо или плохо? Если бы ракета была более коротким но толстым "бочёнком" (как и проектировались сверхтяжи в 60х-70х) это улучлило бы ситуацию с пого или ухудшило для них?

   Добавятся еще и боковые резонансы, прецессионные моменты. Большой рычаг у крайних движков  отн оси усилит отклонения изза неодинаковости тяги и ее изменений в каждом отдельно взятом движке.
  Скорее всего еще более нестабильная штука получится! Хоть и удобная в исполнении.

[Rattus]

Комментарий модератора раздела

Конец темы очищен от оффтопа - сообщения перенесены в соответствующие темы: Гигантские ЖРД ракеты. Возможны или нет? Долгосрочные перспективы научно-технического прогресса. Инициаторы - Streamflow, Vavanzer - получают 75% предупреждений, участники - MenFrame, Иван Моисеев - 50% предупреждений.

[alex_semenov]

Но есть две проблемы наземного старта о которой вкратце говорится в книге Джоржа Дайсона.

Вы имеете в виду книгу 2002 года "Истинная история... "Орион"?
Гм... Я что-то эти два нюанса пропустил там... Невнимательно читал? Нюансы сразу скажу - дельные. Интересные.

Первое. Ядерный заряд может сильно отклонятся от центра плиты турбулентными завихрениями как от взрывов, так и от движения корабля.

Да, может быть. Именно при полёте в атмосфере. Вообще как это будет выглядить было сложно представить. Как мне кажется взрывы по 0.1кт должны по-началу слиться в один непрерывно гудящий столб, а лишь потом, с набором высоты должны будут проступить отдельные удаляющиеся импульсы-взрывы. Всё надо уточнять. И первая спасительная мысль, так как при полёте в атмосфере взрывы изотропны, то отклонение зарядов по-идее не столь критично как в вакууме (где важна еще и ориентация заряда перед взрывом).

Разумеется это можно парировать системой ориентации, но всё же.

Система ориентации в любом случае будет работать очень активно. Даже в вакууме будет разброс (не столько в положении зарядов, сколько в их направлении на плиту). То есть конус удара по плите будет в любом случае "плясать" по кривой гауса. Было исследование (доклад) на эту тему и насколько и как это можно парировать. Я думаю система ориентации будет по-сути после каждого взрыва чуть-чуть подправлять направление полёта или положение корабля. Хотя куда лучшая идея - использовать следующий взрыв (управлять его отклонением) для компенсации случайных отклонений предыдущего взрыва. Очевидно что это можно делать только в случае сильных отклонений. Слабые же (опять же критерий силы-слабости - требует изучения) будет компенсировать система стабилизации (хотя собственно сам маятник - амортизатор-корабль уже является системой продольной силовой самостабилизации, своего рода гигантским гирадином).

Второе. НАа определённой высоте корабль будет погружаться в огненный шар от взрыва. Эту проблему так же можно решить защитным покрытием, но опять же нужно считать  массу защитного покрытия.

Вот такой нюанс я и не помню (в книге) и я его явно упустил. Точно. По мере подъема корабля от поверхности Земли и падения давления за бортом, огненный шар каждого следующего взрыва будет расти. Да, температура (перепад, зона отрыва ударной волны) будет в нём тоже  падать. Шар будет расти, но он будет не настолько "огненным". На большой высоте он станет километры, но это уже будет не важно (несущественно). Но будет и такая промежуточная высота, где шар уже вырос, а его плотность еще не достаточно упала, что бы на это не обращать внимание. И это может быть проблемой. Согласен. Гм... Это точно обсуждалось у Дайсона младшего в книге? Почему я пропустил? Такой важный нюанс грех было пропускать!

Я должен признать, что полёт бомболёта или взрыволёта через атомсферу  - вещь предельно экстремальная. Если бы мы ее осуществили, это было бы просто грандиозное достижение ума и инженерии. Вряд ли что с этим бы сравнилось  бы. Напомню, что советская версия взрыволёта (которую проектировал некоторое время Сахаров) предполагала стартовые ЖРД-двигатели и включение импульсного двигателя только уже высоко в стратосфере.
Точно так же (по началу) собирался свои взрыволёты с шаровой камерой запускать и Коул. Просто потому что он посчитал, что у земли, при атмосферном давлении его 40 м камеру сгорания тупо разорвёт первым же взрывом (правда со временем у него появились и воздушно-ядерные версии типа "Альдебаран").
И  только орионцы смело собирались поднимать свои бомболёты  от поверхности "просто" приподняв бомболёт на 40-а (или больше) метровой башне...
На самом деле, играясь с моделью они обнаружили, что бомболёту для начала движения (отрыва от земли) нужен некий начальный толчёк (количество движения уже иметь). Поэтому, если посмотреть видео, то видно что модель у них стартует из "ванны" некого начального "миномёта", а уж потом его толкают отдельные взрывы снаружи.
Но у модели не было амортизатора. Такой толчёк, при старте с башни мог дать предварительно сжатый амортизатор.

[Roy McBride]

Но есть две проблемы наземного старта о которой вкратце говорится в книге Джоржа Дайсона.

Вы имеете в виду книгу 2002 года "Истинная история... "Орион"?
Гм... Я что-то эти два нюанса пропустил там... Невнимательно читал? Нюансы сразу скажу - дельные. Интересные.

Первое. Ядерный заряд может сильно отклонятся от центра плиты турбулентными завихрениями как от взрывов, так и от движения корабля.

Да, может быть. Именно при полёте в атмосфере. Вообще как это будет выглядить было сложно представить. Как мне кажется взрывы по 0.1кт должны по-началу слиться в один непрерывно гудящий столб, а лишь потом, с набором высоты должны будут проступить отдельные удаляющиеся импульсы-взрывы. Всё надо уточнять. И первая спасительная мысль, так как при полёте в атмосфере взрывы изотропны, то отклонение зарядов по-идее не столь критично как в вакууме (где важна еще и ориентация заряда перед взрывом).

Разумеется это можно парировать системой ориентации, но всё же.

Система ориентации в любом случае будет работать очень активно. Даже в вакууме будет разброс (не столько в положении зарядов, сколько в их направлении на плиту). То есть конус удара по плите будет в любом случае "плясать" по кривой гауса. Было исследование (доклад) на эту тему и насколько и как это можно парировать. Я думаю система ориентации будет по-сути после каждого взрыва чуть-чуть подправлять направление полёта или положение корабля. Хотя куда лучшая идея - использовать следующий взрыв (управлять его отклонением) для компенсации случайных отклонений предыдущего взрыва. Очевидно что это можно делать только в случае сильных отклонений. Слабые же (опять же критерий силы-слабости - требует изучения) будет компенсировать система стабилизации (хотя собственно сам маятник - амортизатор-корабль уже является системой продольной силовой самостабилизации, своего рода гигантским гирадином).

Я нашёл фрагмент книги, он был в главе про то как разработчики проекта побывали на фабрике Кока-Колы что бы посмотреть как работает конвеер и использовать подобное устройство для подачи бомб. Оказалось что в нём говорилось о взрыве ядерного заряда вне оси корабля уже в космосе, и как это парировать следующим ядерным зарядом. Как раз то о чём вы написали мне в ответе. Когда я читал книгу то подумал что имеется в виду  отклонение ядерного заряда именно в атмосфере под действием турбулентности. Даже странно что эта проблема не рассматривалась в книге.

Это точно обсуждалось у Дайсона младшего в книге? Почему я пропустил? Такой важный нюанс грех было пропускать!

По моему об этом писалось в одной из последних глав, где обсуждались нерешённые проблемы проекта. Попробую найти.

Я должен признать, что полёт бомболёта или взрыволёта через атомсферу  - вещь предельно экстремальная. Если бы мы ее осуществили, это было бы просто грандиозное достижение ума и инженерии. Вряд ли что с этим бы сравнилось  бы. Напомню, что советская версия взрыволёта (которую проектировал некоторое время Сахаров) предполагала стартовые ЖРД-двигатели и включение импульсного двигателя только уже высоко в стратосфере.

Похоже это наиболее рабочая схема. Уже нет проблем из за атмосферы, но ещё сохраняется большая грузоподъёмность присущая взрыволёту.

[Roy McBride]

Про захват взрывных продуктов магнитным полем Земли поподробнее можно рассказать?

У меня где то лежит скачанная из сети статья в научных журналах (британский нью сайнс? не помню) 1961 го года (кажется) о регистрации в в стратосфере изотопов вольфрама после космического (кажется 700 км наз Землёй) "чистого" термоядерного взрыва. Статься доказывала, что почти весь такой вольфрам через полюса Земли вернулся в стратосферу. Это было сенсационное на то время открытие, которое, по-сути и включило в список запретных для взрывов "трёх сред"  и космос.

На самом деле продукты взрывов хоть и возвращаются при околоземных испытаниях обратно на Землю, но пока они осядут то потеряют большую часть радиоактивности. Это мизер по сравнению с радиацией от наземных взрывов. Основная проблема на мой взгляд при старте с поверхности или верхних слоёв атмосферы в том что радиация от взрывов даже килотонных бомб может вывести спутники из строя в нескольких сотнях км. Особенно актуальна эта проблема сейчас когда низкие орбиты густо заселены спутниковыми группировками вроде Старлинка. Здесь нужны более точные расчёты. Что касается ЭМИ , то он намного слабее от взрывов  килотонных зарядов "Ориона" чем от взрывов мегатонных бомб во время тех знаменитых тестов в 1962 году.

[cryon]

Повторяю хотя в реактор фотоэлементе 2% массы ядерное топливо всего а в бомболете 50 %, из за большего соотношения начальной и конечной масс реактор фотоэлемент достигает скорости 3500 км в сек. В бомболете со стартом в горах с высоты 5 км, если не использовать для ступени торможения антивещество а использовать 100  килотонные обычные заряды, отношение начальной и конечной масс будет не очень большим так как  конструкцию массой больше 100 000 тонн не запустить сразу ни как, на амортизаторах нагрузка больше миллиона тонн же. И в итоге те же 3500 км в сек с торможением на бомболете и получите. но риск Чернобыля остается.

[Roy McBride]

Повторяю хотя в реактор фотоэлементе 2% массы ядерное топливо всего а в бомболете 50 %, из за большего соотношения начальной и конечной масс реактор фотоэлемент достигает скорости 3500 км в сек. В бомболете со стартом в горах с высоты 5 км, если не использовать для ступени торможения антивещество а использовать 100  килотонные обычные заряды, отношение начальной и конечной масс будет не очень большим так как  конструкцию массой больше 100 000 тонн не запустить сразу ни как, на амортизаторах нагрузка больше миллиона тонн же. И в итоге те же 3500 км в сек с торможением на бомболете и получите. но риск Чернобыля остается.

Как реактор проработает 3500 лет без обслуживания? 

[cryon]

Повторяю хотя в реактор фотоэлементе 2% массы ядерное топливо всего а в бомболете 50 %, из за большего соотношения начальной и конечной масс реактор фотоэлемент достигает скорости 3500 км в сек. В бомболете со стартом в горах с высоты 5 км, если не использовать для ступени торможения антивещество а использовать 100  килотонные обычные заряды, отношение начальной и конечной масс будет не очень большим так как  конструкцию массой больше 100 000 тонн не запустить сразу ни как, на амортизаторах нагрузка больше миллиона тонн же. И в итоге те же 3500 км в сек с торможением на бомболете и получите. но риск Чернобыля остается.

Как реактор проработает 3500 лет без обслуживания? 

Полет на 8 световых лет - 800 лет, разгон и торможение по 130 лет, время работы фотоэлемента 20 лет, реактора 50 лет.

[Roy McBride]

https://www.centauri-dreams.org/2016/09/16/project-orion-a-nuclear-bomb-and-rocket-all-in-one/
Интересная статья об "Орионе".
В конце указывается на то что у Китая есть все шансы посторить такой корабль в ближайшем будущем. Так как он занимает лидирующие области в космических технологиях к тому не связан договором о запрещении ядерных испытаний в атмосфере 1963 года.
И если снова возобновят ядерные испытания в мире, то никаких сдерживающих политических факторов для проекта уже не будет:
https://lenta.ru/news/2023/09/23/nuclear_tests/

[Roy McBride]

Предлагаю нюансы Ориона обсуждать в отдельной теме: Ядерный взрыволёт "Орион" Возможно имеет смысл перенести ту тему из новостей в этот раздел.

Здесь же будем говорить о межзвёздных перспективных проектах, в том числе ядерно-импульсных.

http://extremal-mechanics.org/archives/24340
В продолжении идеи разгона корабля лазером с ядерной накачкой, о чём я писал выше. В общем облом...
Получается как у Виктора Аргонова в одном из его творений: "К нам в годы первых небесных трасс стали ближе Луна и Марс, но до звезд не достать, если ты не способен ждать"(С)

[cryon]

Самое главное расчетом на миллион 100 килотонных боеголовок, которые дают дельта ве 10 000 км в сек, что больше чем у реактор-фотоэлемента, внести ясность в вопрос абляции плиты. Какой массы и диаметра плита для этого нужна? Плита я так понимаю углеродная т.е. 2 к джоуля теплоемкости до 3000 К. Энергия на плите 130 тераджоулей большая часть которых переходит сразу в импульс плиты но часть в температуре плазмы переходит в температуру плиты. 10 000 тонн плита получается по теплоемкости? А выбивание атомов плиты плазмой?

[Roy McBride]

Повторяю хотя в реактор фотоэлементе 2% массы ядерное топливо всего а в бомболете 50 %, из за большего соотношения начальной и конечной масс реактор фотоэлемент достигает скорости 3500 км в сек. В бомболете со стартом в горах с высоты 5 км, если не использовать для ступени торможения антивещество а использовать 100  килотонные обычные заряды, отношение начальной и конечной масс будет не очень большим так как  конструкцию массой больше 100 000 тонн не запустить сразу ни как, на амортизаторах нагрузка больше миллиона тонн же. И в итоге те же 3500 км в сек с торможением на бомболете и получите. но риск Чернобыля остается.

Как реактор проработает 3500 лет без обслуживания? 

Полет на 8 световых лет - 800 лет, разгон и торможение по 130 лет, время работы фотоэлемента 20 лет, реактора 50 лет.

Современные реакторы столько не работают к сожалению. Для Зевса 10 лет срок работы максимальный реактора.

[cryon]

Повторяю хотя в реактор фотоэлементе 2% массы ядерное топливо всего а в бомболете 50 %, из за большего соотношения начальной и конечной масс реактор фотоэлемент достигает скорости 3500 км в сек. В бомболете со стартом в горах с высоты 5 км, если не использовать для ступени торможения антивещество а использовать 100  килотонные обычные заряды, отношение начальной и конечной масс будет не очень большим так как  конструкцию массой больше 100 000 тонн не запустить сразу ни как, на амортизаторах нагрузка больше миллиона тонн же. И в итоге те же 3500 км в сек с торможением на бомболете и получите. но риск Чернобыля остается.

Как реактор проработает 3500 лет без обслуживания? 

Полет на 8 световых лет - 800 лет, разгон и торможение по 130 лет, время работы фотоэлемента 20 лет, реактора 50 лет.

Современные реакторы столько не работают к сожалению. Для Зевса 10 лет срок работы максимальный реактора.

В Зевсе ресурс турбины ограничен, здесь же нет движущихся частей.
Там простейший реактор на быстрых нейтронах, в подлодках по 25 лет работают реакторы. Даже если проработает 31 год не плохо уже, больше чем время работы фотоэлементов которые составляют основу массы конструкции.

[alex_semenov]

Я нашёл фрагмент книги, он был в главе про

Почему фрагмент? Книга (спасибо хозяину сайта) целяком выложена у Хлынина. Прямая ссыка на скачивание ее.
https://epizodsspace.airbase.ru/bibl/inostr-yazyki/orion/Dyson_Project_Orion_2002.pdf

[cryon]

Я нашёл фрагмент книги, он был в главе про

Почему фрагмент? Книга (спасибо хозяину сайта) целяком выложена у Хлынина. Прямая ссыка на скачивание ее.
https://epizodsspace.airbase.ru/bibl/inostr-yazyki/orion/Dyson_Project_Orion_2002.pdf

Алекс, я так и не смог посчитать абляцию плиты бомболета, так как физика плазмы вещь сложная а у Дайсона нет точной инфы -прикидки -
Самое главное расчетом на миллион 100 килотонных боеголовок, которые дают дельта ве 10 000 км в сек, что больше чем у реактор-фотоэлемента, внести ясность в вопрос абляции плиты. Какой массы и диаметра плита для этого нужна? Плита я так понимаю углеродная т.е. 2 к джоуля теплоемкости до 3000 К. Энергия на плите 130 тераджоулей большая часть которых переходит сразу в импульс плиты но часть в температуре плазмы переходит в температуру плиты. 10 000 тонн плита получается по теплоемкости? А выбивание атомов плиты плазмой?

Что скажите?