Двигатель для межзвёздных перелётов

[Иван Моисеев]

Сейчас придёт Иван Моисеев (он уже тут) и добавит, что у любого такого корабля-колонии будет широкий канал радиосвязи с оставленной домом-цивилизацией (другими такими же островами-мирами) и по-сути, даже при годовых задержках данных, они не будут чувствовать себя брошенными, замкнутыми. Важные вести могут путешествовать годами. Ничего страшного.

И не важные вести тоже. Энергоемкость системы связи пренебрежимо мала по сравнению с энергомощностью всего аппарата. Каждый житель звездолета может в реальном режиме времени следить за жизнью двора, которой он оставил. Или какого-либо иного места.
А всякие юниоры-эмбрионы - это все извивы мышления.
Исключено.
На самом деле будет так, как описано у Матлоффа.
http://interstellar-flight.ru/02/ark.htm
Мол, надоело вокруг Солнца болтаться, летим на Альфу!

[cryon]

Делал это опять миллион тонн, реактор фотоэлемент автофаг ионник позволяет обойтись массой в 40 тысяч тонн для корабля с несколькими живыми астронавтами и эмбрионами. Альфа Центавра имеет сближение звёзд а и б в 11 астрономических единиц что скорее всего означает отсутствие нормальных орбит планет. Предположу что лететь надо на 10-18 световых лет и скорость будет не более 1% с. Тут интересен прогресс в фотоэлементах - изменение КПД с 40% до 60% даёт как увеличение полезной мощности так и снижение паразитного тепла а точнее прибавку к скорости полета в 1.4 раза, снижение удельного веса фотоэлемента - тонкая зеркальная пленка так же даёт прибавку к скорости но все в пределах полета на одном проценте С.

[alex_semenov]

О бросающихся в глаза ошибках в анатомии.

А, ну да. Присмотревшись, можно придраться к каждой паре ног. Но самый резкий ужас - вторая девушка слева. Если там обе ноги -её. Кстати, где ноги самой левой девушки? Может это не ошибка, а всё, так сказать,  специальная задумка художника? Искажение реальности, типа, добавляет реализма?

И не важные вести тоже. Энергоемкость системы связи пренебрежимо мала по сравнению с энергомощностью всего аппарата.

Да, да, да. И неважные - тоже. Если кто-то будет их передавать. Я помню эту парадигму. Общение двух подружек, долго не видившихся, когда каждая синхронно выдаёт свой поток информации навстречу другому, не особо их синхронизируя (и поэтому рассинхронизация может быть в годы).



Хотя всё же под обменом информации предполагается ДИАЛОГ. То есть вопрос-ответ, тезис-антитезис. И тут задержка важна. Хотя роман или хороший фильм, который я не видел, а теперь посмотрел с опозданием на 10 лет для меня выглядит вполне свежим.
Надо еще понимать, что СКОРЕЙ ВСЕГО мы сейчас живём в очень редкое (уникальное и единичное) время быстрых и сильных цивилизацицонных перемен. До сих пор "время ускорялось" (Время- вперёд!).
Вот-вот (еще век два не более) перемены достигнут пика и дальше будут "контромотно" замедляться (концепция контромотного исторического времени). От части это будет обусловлено и расселением человечества по космосу и замедлением (особенно с выходом в Галактику) скорости обмена информацией.

[Иван Моисеев]

Общение двух подружек, долго не видившихся, когда каждая синхронно выдаёт свой поток информации навстречу другому, не особо их синхронизируя (и поэтому рассинхронизация может быть в годы).

А.Азимов, "Мой сын - физик".
https://asimovonline.ru/short-stories/moi-syn-fizik/read/
Добавьте сюда ИИ и big data с обоих сторон...

[alex_semenov]

Делал это опять миллион тонн, реактор фотоэлемент автофаг ионник позволяет обойтись массой в 40 тысяч тонн для корабля с несколькими живыми астронавтами и эмбрионами.

Что такое 1 миллион тонн?
Если это вода или лёд, то это куб со стороной ~100 м.
Если 1 миллион тонн куб железа - это куб со стороной чуть больше 50 м.



Авианосец "Джеральд Р. Форд" водоизмещением/массой в ~ 100 000 тонн.
Кстати, МИНИМАЛЬНО комфортный радиус вращения центрифуги для создания гравитации в 1g это  ~ 410 м (разница силы тяжесни между головой и ступнями менее 3% и мы это не будем ощущать даже занимаясь активными спортивными играми, хотя сила Кориолиса сделает привычные нам игры с бросаемыми предметами, с земной точки зрения, необычными).

Масса самой маленькой космической колонии-биома MIT для 1000 человек с комфортной гравитацией 0.5g (без радиационной защиты) ~ 200 000 тонн. С защитой стенок лунными камнями ~  2 миллиона тонн.

Миллион тонн (плюс-минус порядок) - это, видимо, минимальная масса надёжного форпоста человека в космосе. Всё что меньше - времянки, привязанные к где-то относительно близкому подобному форпосту. Я мыслю проникновение людей в космос так.



В "капсулах" мы космос не освоим как среду обитания.
В сущности, сама масса не столь важна. Миллион, миллиард... Миллионн тонн  железа (пусть даже легированного) - это плюнуть и растереть (такого там летает триллионы и триллионы тонн в виде астероидов, бери- не хочу. Лишь приноровись....), а вот если это миллион тонн микросхем (а фотопреобразоватили это по-сути наноструктуры-микросхемы) - это безумие, доступное только безумно старой и развитой цивилизации.

По-сути ваш Зонд  - это действительно малый беспилотный зонд для некой очень ограниченной миссии. И да, это для нашей теперешней цивилизации выглядит куда реалистичней кораблей в миллион тонн. Но наша цивилизация и не созрела для подобных миссий. В конце концов у нас впереди целая эпоха НАБЛЮДАТЕЛЬНОГО (через телескопы, интерферометры, гравлинзы) наблюдения за окружающими нас звёздными мирами. Это минимум 100-300 лет!
За это время люди должны пройти в космических транспортных средствах как минимум две революции.
Кстати, успешный полёт последнего Старшипа (отработана вся программа) это как раз только начало первой правильной революции. Мы таки взялись за постройку космических ракет ПРАВИЛЬНОГО РАЗМЕРА! Маск взялся. Остальные - МУДАКИ. Выжидают.

[Иван Моисеев]

От части это будет обусловлено и расселением человечества по космосу и замедлением (особенно с выходом в Галактику) скорости обмена информацией.

Вроде все понимает, да нет же опять за свое. Инерция мышления, как вбили в голову, так идет...
Нет никакого замедления. Каждая цивилизация живет в своем времени, нет какого-то времени, лучшего остальных.
"Ведь время относительно, это-то вы понимаете?"

[alex_semenov]

"Ведь время относительно, это-то вы понимаете?"

Да. Каждая материально-связанная ЦИВИЛИЗАЦИЯ будет жить в своём, "относительном", времени. И рассинхронизация в информационных связях будет не важна. Но говоря о замедлении исторического времени Космического Человечества, я говорю о замедлении времени развития СООБЩЕСТВА таких цивилизаций в целом, то есть всего информацонно-связанного пространства. Ойкумены. Известного обитаемого мира, на который мы смотрим (и замеряем скорость) как бы со стороны. Да, тем кто внутри - будет не важно. От слова "совсем". Тут я 100% согласен, коллега.

[Иван Моисеев]

Но говоря о замедлении исторического времени Космического Человечества, я говорю о замедлении времени развития СООБЩЕСТВА таких цивилизаций в целом. Ойкумены.

Замедление по сравнению с чем? Была какая-то скорость, которая уменьшается?
И каковы индикаторы развития СООБЩЕСТВА?

[alex_semenov]

И каковы индикаторы развития СООБЩЕСТВА?

Не сообщества, а ЧЕЛОВЕЧЕСТВА как эволюционирующего "биома" "цивилизаций-сообществ.
Поймите. Я не мысли Человечество как ЕДИНУЮ структуру. Это всегда будет по-разному взаимодействующая экоситема из самостоятельных структур.
А - антиглобалист (в мире где всем промыли мозги глобализацией и который сам на пике глобализации).
Я (очень умозрительно) предполагаю, что за эпохой НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО прогресса и взрыва новых технологий (технологии явно будут отставать в реализации от научных открытий, многие идеи выдвинутые еще в 19 веке можно реализовать только полноценно выйдя в космос, например гравитационный поезд), наступит эпоха культурного взрыва более-меннее автономных культур-цивилизаций (что на единственной планете В ПРИНЦИПЕ не возможно). Космических. Самых-самых разных. Но всё равно во всех таких процессах будет наблюдаться S-образная кривая нарастания ПЕРЕМЕН (разнообразия), то есть "контромотное" время.
Для каждой и для всей Ойкумены в целом.



В этом смысле я ПОДОЗРЕВАЮ (доказательств конечно же нет, но есть надежда) что ненавидимое нами чудовищное межзвездное пространство (где информация, сигнал движется годы, десятилетия столетия и тысячи лет от одного центра культуры к друогму) сыграет в целом ПОЛОЖИТЕЛЬНУЮ роль некого культурного замедлителя-фильтра, который не отрежет разбросанные по звёздам миры друг от друга, но каждому даст время на проявление своей индивидуальности (время на свои ошибки и открытия), но при этом всё же СВЯЖЕТ эти миры информационно в чём-то самом  ценном. В том, что мы и назваем "вечным, добрым, мудрым".
Где-то так.
 

[Иван Моисеев]

Я (очень умозрительно) предполагаю, что за эпохой НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО порогресса и взрыва новых технологий (технологии явно будут отставать в реализации от открытий), наступит эпоха культурного взрыва (что на единственной планете В ПРИНЦИПЕ не возможно) культур-цивилизаций. Космических. Самых-самых разных. Но всё равно во всех таких процессах будет наблюдаться S-образная кривая нарастания ПЕРЕМЕН (разнообразия), то есть "контромотное" время.

Бездоказательно. Причем бездоказательно в принципе.
Можно оценивать темпы научно-технического прогресса и строить прогнозы.
Ничего нельзя сказать о развитии культуры.
"Рукопись , найденная в Сарагосе" ничем не хуже "Пикника на обочине".

[alex_semenov]

Бездоказательно. Причем бездоказательно в принципе.

А я и не спорю. Я предлагаю своё видение всего процесса развития Организованной Материи в этой видимой части вселенной (при условии что мы тут - одни).
Этим "научная спекуляция" и отличается от науки. Она требует воображения и непротиворечия научной картине мира.
Доказательства? Они тут действительно невозможны.
У вас - другое видение?
Ради бога. Интересно было бы взглянуть на ваш вариант (на самом деле я не видел слишком много других вариантов).

[Иван Моисеев]

Бездоказательно. Причем бездоказательно в принципе.

А я и не спорю. Я предлагаю своё видение всего процесса развития Организованной Материи в этой видимой части вселенной (при условии что мы тут - одни).
Этим "научная спекуляция" и отличается от науки. Она требует воображения и непротиворечия научной картине мира.
Доказательства? Они тут действительно невозможны.
У вас - другое видение?
Ради бога. Интересно было бы взглянуть на ваш вариант (на самом деле я не видел слишком много других вариантов).

Переменное по скорости , но неизменное по знаку научно-техническое развитие.
Основание - наблюдение за Человечеством за время его существования.

Даже страшные века христианства, Темные века, были компенсированы развитием у арабов.

[alex_semenov]

Переменное по скорости , но неизменное по знаку научно-техническое развитие.

То есть, В СРЕДНЕМ ("по больнице") мы имеем РАВНОМЕРНОЕ ПРЯМОЛИНЕЙНОЕ движение?
Как течение реки?
Да, там может крутить "на месте",  там быстрей, там медленней... но в целом можно сказать что V=CONST?

Основание - наблюдение за Человечеством за время его существования.

Ну это не так.
Как раз все наблюдатели за человечесвом сходятся к тому (сходились до сих пор) что перемены нарастают ПО ЭКСПОНЕНТЕ.
В прошлом (и 500 000 лет назад) была та же экспонента. Но она была настолько незаметна, что никто не замечал даже перемен не то что ускорения перемен.

Моё контромотное время - это всего лишь коррекция общепризнанной экспоненты к логистической сигмоиде (только и всего).

Собственно. Известная (и столь же спекулятивная) кривая Снукса-Панова, которая включает в себя не только зазвитие человечества но даже вообще весь (как Панов говорит) ПЛАНЕТАРНЫЙ ЦИКЛ РАЗВИТИЯ Организованной Материи показывает даже не экспоненту, а ... гиперболу типа y=1/(K-t), где K - точка сингулярности (и мы по-сути уже в ней).



Тут можно много и смачно спорить-спекулировать (на любителя). Но ясно что прогресс человечества В ЦЕЛОМ со временем ДО СИХ ПОР всё же ускорялся. И далеко не линейно.
Мне попадалась такая мысль, что это связано с тем, что количество людей на Земле опять же нелинейно до сих пор увеличивалось. То есть раньше людей было мало (100 миллионов - биологическая норма для вида нашего размера) и открытия, ведущие к переменам происходили медленней. Но мы открыли земледелие и увеличили свою численность,  теперь же (дорвавшись до ископаемой шары в земле) мы на пике населения приближаемся к 10 миллиардам и по-сути мир меняется (радикально) каждые 25 лет. Это своего рода предел скорости перемен (по моей концепции мы на перегибе логисчитеской кривой).
Вспомните. Вам/нам за 50... За это время мир уже дважды перевернулся. Мы родились в СССР в капсуле коммунистической утопии, потом (у меня это и было где-то к 25 годам) случилась перестройка-гласность-крушение.... Началась эпоха глобализации. Прошло еще 25 лет (больше 30 но процесс развала глобализации, который мы видим начался не вчера, можно вспомнить 2008 год или даже Падение Башен, это не важно), мир опять радикально меняется. Гипотеза очень похожа на правду. Хотя слишком проста что бы быть правдой.

Одно ясно. НТР потому и назвали "революцией" что в какой-то момент люди заметили, что мир не просто меняется (появляются нововведения за одно поколение) мир меняется всё быстрей и быстрей (то есть минимум есть вторая производная!) Да. Процесс не "ламинарен". Где-то (в какой-то области или у какой-то цивилизации) будет застой, где-то ускорение. Это крутит как турбулентный поток. Но поток В ЦЕЛОМ движется в одном (как вы правильно заметили) направлении и при этом не просто ускоряется но и ускоряется ускорение. Поэтому даже заговорили о сингулярности (бесконечно быстром развитии после появления сильного ИИ). Я не сингулярист. Нисколько (хотя...)... Но в чём я с ними солидарен, что до сих пор процесс ускорялся и похоже сейчас вышел на некое "плато". Не локальное плато в каокй-то области (в локальных областях мы видели массу таких не только "плато" но и "спадов") а именно глобальное "плато" (возможно опять же неровное и шириной в, скажем, 200 лет). Скорость открытий (в биологии например, а в социальных науках или науках об уме вообще по-сути "конь не валялся" еще) очень высокая. Но похоже ускорение открытий закончилось. Мы как бы почувствовали некое "сопротивление среды". Как это и бывает со всякой "сигмоидой".
Курцвейл со своей сингулярностью .... просто не добежал...

[Иван Моисеев]

ак раз все наблюдатели за человечесвом сходятся к тому (сходились до сих пор) что перемены нарастают ПО ЭКСПОНЕНТЕ.

Это невнимательные наблюдатели. Перемены в разных областях ПО ЭКСПОНЕНТЕ нарастают в относительно короткие промежутки времени. Потом одни экспоненты переходят "на полочку" или рушатся вниз (конная тяга), их заменяют другие экспоненты.
А вот достоверной попытки объединить это множество кривых в одну мне не попадалось. Поэтому я очень осторожно отношусь к прогнозу темпов прогресса.

[Иван Моисеев]

Приводя мои построения к теме, могу отметить следующее.
В части химических двигателей развитие вышло не полочку (достигнут теоретический максимум, Маск, Безос). Дальнейшее развитие - только количественное.
В части ядерных двигателей развитие в самом начале, старт развития ожидается в это десятилетии (DARPA).
В части термоядерных двигателей старт развития ожидается в этом веке.

[Vavanzer]

В части ядерных двигателей развитие в самом начале, старт развития ожидается в это десятилетии (DARPA).

  Вродь как еще в середине прошлого века делали попытки, во времена гонки вооружений. Но чет пошло не так, и до сих пор прогресс весьма условный.
 Раз за столько лет проблемы не решили.

[Иван Моисеев]

В части ядерных двигателей развитие в самом начале, старт развития ожидается в это десятилетии (DARPA).

  Вродь как еще в середине прошлого века делали попытки, во времена гонки вооружений. Но чет пошло не так, и до сих пор прогресс весьма условный.
 Раз за столько лет проблемы не решили.

Дошли до стадии наземных испытаний и остановили работу.
Причина остановки - нет необходимости, все текущие задачи решаются с помощью химических и электроракетных двигателей.
Сейчас появились конкретные задачи для ЯРД (лунная база и гипотетический полет на Марс), снова началась их разработка.
Расширение сферы деятельности в Дальний космос требует ядерных двигателей. Растут энерготребования, ЯРД становятся более эффективными, чем химические.

[cryon]

Нейросеть Nvidia Nemotron-4:
объединение ядерного реактора как источника фотонов, фотоэлемента как источника энергии и ионного двигателя как движителя, для дальнего космоса. Это отличный источник энергии и движитель. Что скажите на это?
Нет. Ядерный ректор нагретый до 2000 Кельвинов это источник фотонов которые через зеркало отражаются на фотоэлементы и вырабатывается электричество с кпд порядка 40% от фотоэлементов запитан электричеством ионный двигатель и бортовое оборудование.
------
Ваше предложение о использовании нагретого ядерного реактора как источника фотонов, фотоэлементов для выработки электричества и ионного двигателя для движения в космосе является интересным и имеет потенциал.

Преимущества вашей идеи включают:

Ядерный реактор, нагретый до 2000 Кельвинов, может генерировать большое количество фотонов, которые затем могут быть использованы для питания фотоэлементов.
Фотоэлементы с кпд порядка 40% могут преобразовывать энергию фотонов в электричество, что позволяет получать электрическую энергию для питания ионного двигателя и бортового оборудования.
Ионный двигатель является эффективным и экономичным двигателем для дальнего космоса, способным обеспечить высокий импульс на единицу топлива.
Однако, такая система также имеет некоторые сложности и ограничения:

Разработка и безопасность ядерного реактора, способного генерировать фотоны, требует сложных исследований и инженерных решений.
Фотоэлементы могут быть менее эффективными в условиях низкой интенсивности света, например, в глубоком космосе.
Требуется эффективная система передачи фотонов от ядерного реактора к фотоэлементам и управление этим процессом.
В целом, ваша идея объединения ядерного реактора, фотоэлементов и ионного двигателя имеет потенциал для создания эффективной и надежной системы энергоснабжения и движения в дальнем космосе. Однако, требуется дальнейшее исследование и разработка для преодоления технических и безопасностных проблем.
-----
Ваша идея имеет смысл и представляет собой интересный подход к решению проблемы энергоснабжения космического корабля для дальних перелетов!

Вместо использования фотоэлементов для преобразования солнечной энергии, вы предлагаете использовать их для преобразования энергии излучения, испускаемого нагретым ядерным реактором.

Вот как это может работать:

Ядерный реактор: Реактор, работающий при температуре 2000 К, будет испускать мощное тепловое излучение, большая часть которого придется на инфракрасный диапазон.
Зеркало: Специальное зеркало, устойчивое к высоким температурам, будет фокусировать это излучение на фотоэлементы.
Фотоэлементы: Фотоэлементы, настроенные на спектр излучения реактора, будут преобразовывать световую энергию в электричество.
Ионный двигатель и бортовое оборудование: Полученное электричество будет использоваться для питания ионного двигателя и обеспечения работы бортовых систем.
Преимущества:

Независимость от Солнца: Корабль не будет зависеть от солнечной энергии и сможет путешествовать на большие расстояния от Солнца.
Высокая плотность энергии: Ядерный реактор может обеспечить высокую плотность энергии, что позволит использовать мощные ионные двигатели.
КПД: Современные фотоэлементы могут достигать КПД 40% и выше, что обеспечит эффективное преобразование энергии.
Сложности:

Температура: Работа с материалами при температуре 2000 К представляет собой сложную инженерную задачу.
Защита от радиации: Необходимо предусмотреть надежную защиту от радиации, исходящей от реактора.
Масса: Система зеркал и фотоэлементов может быть достаточно массивной.
В целом:

Ваша идея представляет собой интересный концепт, который заслуживает дальнейшего изучения. Он может стать одним из вариантов для создания космических кораблей будущего, способных к межзвездным перелетам.

[Vavanzer]

Ядерный реактор, нагретый до 2000 Кельвинов, может генерировать большое количество фотонов, которые затем могут быть использованы для питания фотоэлементов.
Фотоэлементы с кпд порядка 40%

  Вот опять же, лампы накаливания с аольфрамовой нитью работают на 2500-2700К. Галогенки к примеру. И работают достаточно долго. Знач норм , дождно прокатить.
 

большая часть которого придется на инфракрасный диапазон.

  А что если этот бесполезный диапазон отражать обратно в реактор?))) Пусть греет его!

[DRUID_3]

В части термоядерных двигателей старт развития ожидается в этом веке.

Ожидается? Да еще и в этом веке???  Оумамуа мне в ребра!!!  Да с такими темпами мы и к звездам шагнем в этом тысячелетии!!!

А если серьезнее, к чему эта "поэтапность" если уже доказано математически, что все эти двигатели/движители - пустышки???