Двигатель для межзвёздных перелётов

[PathFinder]

Представьте хотя бы, что вращается обычный плоский конденсатор, и оцените, какое должно быть напряжение, чтобы получить накопить сопоставимый заряд.

Но это же не принципиальный запрет. Это просто техническая сложность. Что-то посерьёзнее есть?

[elind]

Но это же не принципиальный запрет. Это просто техническая сложность. Что-то посерьёзнее есть?

Если имеется отрицательный заряд, то при превышении напряжённости свыше 100-500 МВ/м начнётся лавинообразное "испарение" электронов. Причём то, что шары - диэлектрики - ничего не меняет. Просто "испаряются" электроны с поверхности, но при этом такая напряжённость поля превышает электрическую прочность любого диэлектрика, поэтому изнутри идёт пробой на поверхность, и электроны продолжают "испаряться".
Для положительного заряда предел выше, но по достижении напряжённости в 30 ГВ/м разрывающие силы превысят предел прочности существующих и перспективных материалов - а даже при удельном заряде в 1 Кл/кг на поверхности килограммового шара из углепластика напряжённость превысит 90 ГВ/м.
Ну и v вашей формуле растёт не до бесконечности, а до с.

[Алексей Николаевич.]

Ну, так в малых масштабах понятно. А в больших?
Если эта "гантель", будет с шарами по 300 м, например?
Прикольный был бы космолётик, этакий лом, с нанизанными на него сотнями 300 метровых бешено вертящихся гантелей...

[PathFinder]

Вот и возражения подъехали. Очень хорошо. Наконец-то. Буду думать. Отвечу чуть позже.

[cryon]

Космос властям США не нужен со времён того как президент США запретил первый ядерный двигатель который мог дать 100 км в сек. Далее перегрев климата от выброса со2 и дешёвые ракеты Илона позволяют задуматься над тонкопденочными зеркалами смешанными от точки лангранджа так чтобы давление света приводило их в равновесие. Илон смотрит на Марс объясните ему что там ловить не чего. Должна быть частная инициатива которая разовьёт реактор фотоэлемент и телескопы для поиска подходящих планет ближайших звёзд, если не получится телескопами разведать ждите полета реактор фотоэлементов разведчиков небольших. далее либо нужны большие деньги на большой корабль с несколькими живыми женщинами либо создавать исскусвенную матку. Только так человечество поселится на других планетах.

[alex_semenov]

Пока меня не забанили и... чувствую сейчас на долго забанят... Кто-то, гад, таки стуканул Плуто "по букве закона"...
Запретные темы обсуждать, святыни Овертона раздвигать -не только лишь все могут!...   

Только так человечество поселится на других планетах.

Сергей, вы скачали excel-табличку, где я считаю ваш зонд? Я выкладывал.
Мне интересно, это сходится с вашими расчётами сейчас?

[cryon]

Сергей, вы скачали excel-табличку, где я считаю ваш зонд? Я выкладывал.
Мне интересно, это сходится с вашими расчётами сейчас?

Сходится. В том плане что рассчет верный. Только есть большой вопрос - стекло на поверхности фотоэлемента, насколько тонким его можно сделать? Просто если брать те технологии фотоэлементов которые применены на МКС и известные работы по их оптимизации по массе то получим что двусторонний фотоэлемент будет весить 2 кг на квадрат при генераци и  в 600 ватт что даст на полную массу только 230 ватт на кг на 0.75 миллиарда секунд работы т.е. 170 миллиардов джоулей на кг на каждые 25 лет что говорит о конечной скорости в 1300 км в сек. Нужны оптимизации по массе фотоэлементов. И тогда можно будет говорить о средней скорости полета в 2000 км в сек. А ваша таблица это Космо оптимизм.

[Алексей Николаевич.]

Запретные темы обсуждать, святыни Овертона раздвигать -не только лишь все могут!...

Так зато интересно.
Вот с знакомыми такое и не обсудить, сразу орут и матами ругаются.

[alex_semenov]

Запретные темы обсуждать, святыни Овертона раздвигать -не только лишь все могут!...

Так зато интересно.
Вот с знакомыми такое и не обсудить, сразу орут и матами ругаются.

Кстати, я был почти прав по поводу подсёта числа Хиросим, сбошенных на Европу за годы WWII.
Вот, если это не враки:



Суммарно по этой схеме  на  Третий Рейх  сброшено чуть меньше 2 000 000 тонн бомб. Если разделить на 15 кт (Хиросимская бомба не дотягивала до номинала 20 кт, максимальная оценка 18 кт) то это 133 "Хиросимы". Кто-то насчитал 200 "Хиросим". Преувеличил-округлил вверх для красного словца? Или на схеме только фугасы, а зажигалки не в счёт?
Но всё равно. Методика неверная. Ядерные килотонны нельзя тупо пересчитывать в фугасные килотонны. Они - "дешевле" на самом деле по эффекту примерно в 10 раз (при номинальной мощности взрыва, если мощность единичного взрыва растёт, цена тоже падает по закону корня кубического от соотношеня мощностей). Хиросимская бомба, по более правильным оценка в фугасном эффекте была эквивалента  2 000 "обычных" 1 тонных фугасных бомб, рассыпанных по той же площади поражения. В итоге мы получаем очень круглую, честную цифру,  в 1000 "Хиросим", сброшенных союзниками за годы Второй Мировой на Германию.
Впечатляющая цифра, убивающая миф, что ядерное оружие могло что-то изменить в ходе войны.
Поэтому хрен где вы ее увидите на плакате борцунов за мир. Почти всё что обывателю известно про ядерное оружие - наглая, тупая, однобокая ложь.

Это - вдогонку. Тему пока закрыли. Я лично для себя там ненароком сформулировал набор ключевых тезисов. Перешёл от "Кто виноват?" к "Что делать?" И то - хорошо пока.

[alex_semenov]

Только есть большой вопрос - стекло на поверхности фотоэлемента, насколько тонким его можно сделать? Просто если брать те технологии фотоэлементов которые применены на МКС и известные работы по их оптимизации по массе то получим что двусторонний фотоэлемент будет весить 2 кг на квадрат при генераци и  в 600 ватт что даст на полную массу только 230 ватт на кг на 0.75 миллиарда секунд работы т.е. 170 миллиардов джоулей на кг на каждые 25 лет что говорит о конечной скорости в 1300 км в сек. Нужны оптимизации по массе фотоэлементов. И тогда можно будет говорить о средней скорости полета в 2000 км в сек.

Мне не понятна эта ваша привязка удельной мощности к скрости полёта. Ну да бог с вами. Ваша методика вам удобна? Пользуйтесь. Но что касается фотоэлементов. Я тут не шарю.  Насколько я понимаю, типичтный фотоэлемент это слоистая микро или даже наноструктура. То есть на самом деле достаточно тонкая плёнка. И стекло, которое используется на МКС - это некое излишество или технологическая дань. Какое его назначение? Вряд ли оно серьезно защищает от ГКЛ. Скорей всего от микрометеоритов (которые разнушают поверхность куда быстрей чем ГКЛ полупроводниковую структуру).  В нашем случае микрометеориты вряд ли будут долго угрожать. Как только мы разгонимся достаточно, они просто не догонят нас "сбоку". Ну а лоб - там надо что-то городить типа щита Уиппла.

А ваша таблица это Космо оптимизм.

В моей табличке параметны можно менять и тогда будет что угодно. Оптимизм, реализм, пессимизм... Для того она и выложена чтобы можно было самому поиграться с разными значениями удельной мощности (прежде всего) и посмотреть что поучается.

На самом деле я бы начинал детальную проработку не с фотоэлементов а с реактора. С реактором, мне кажется, засад куда больше. Моисеев правильно указывал, что отводить излучением энергию компактного реактора - само по себе проблема. Я даже нарисовал картинку для понимания:



Если мы будем отводить энергию, выделяемую реактором типа РД-0410 (взят за эталонный габарит) через чернотельное излучение некой поверхностью, нагретой до  2000 К, то потребуется вот такой ШАР нагретый до этой температуры.
Не меньше!
И вот теперь представьте реактор, который всю свою мощность излучает через поверхность в 2000 К. Вы видите? По-сути ваш реактор должен быть "надутым пустотелым пузырём". А это само по себе противоречит идее "критическая масса".
Понимаете?
Вы когда эти свои шары-реакторы рисуете, вы их считаете? Размер, плотность? Как вы добиваетесь и критичности и достаточной поверхности для слива мощности?

[Алексей Николаевич.]

Впечатляющая цифра

Ну, не совсем так.
Вы тоже слегка натягиваете сов на глобусы.
Кто просит взрывать обязательно в воздухе, да ещё и на высотах?
Хотели именно поджечь побольше,вот и бахнули высоко.
Их так все и бахают.
Это додуматься, (ржуууу), в воздухе на высоте полкилометра, взрывать 500 кг обычную бомбу и ждать эффекта. Ну, эффект есть, ржать будут долго....
Если позволить заглубиться на 10 метров ядерной бомбе в 15 к.т. и там уже ухнуть, то городу капец из за землетрясения и именно фугасного эффекта. Да ещё и загадит больше территории.
Ну и почему именно такие мелкие бомбочки?
Всегда тяготели к гигантизму, это потом уже с повышением точности стали поменьше делать, но много.
Ну, так получить 1-3 мегатонны наземного взрыва точно не охота ни одной столице мира...

Кстати.
Вот о двигателях.
А если собрать хорошую кумулятивного типа бомбочку, на 1000 мегатонн, и в глубоком космосе бахнуть, что либо до какой скорости может разогнаться за ОДИН взрыв?
Ну вот типа в туннеле на астероиде бахнуть, тот то испарится,но успеет выстрелить, а то, что разгонится в жерле этого ядерного оружия, полетит как зонд к звезде.
Конечно и испаряемые плиты и амортизаторы, всё будет его от самого взрыва спасать.
Так интересно, вообще, примерно до какой скорости разогнать можно этаким "выстрелом из ядерной пушки"?

[alex_semenov]

Кто просит взрывать обязательно в воздухе, да ещё и на высотах?
Если позволить заглубиться на 10 метров бомбе в 15 к.т. и там уже ухнуть,

Да глупость вы говорите. Ей богу! Откройте игрушку Валерстайна и играйтесь там сколько хотите. Взрывайте где хотите  (над, под...) и смотрите что получится (загрузите это в Гугл Хром, там есть автоматический перевод на русский, он хорошо переводит сайт, всё становится понятно, там есть скрытые опции, можно тонко настроить условия взрыва и всё интересное посмотреть).
Вы явно плохо (я тоже плохо, но вы - совсем неуч) разбираетесь в теме физики ядерных взрывов (очень отдельный раздел знаний). А раз так, давайте прекращать спор. А то нас точно, не то что на цугундер, на каторгу совсем сошлют за злостность и бунт против местных эцелопов.

Вот о двигателях.
А если собрать хорошую кумулятивного типа бомбочку, на 1000 мегатонн, и в глубоком космосе бахнуть, что либо до какой скорости может разогнаться за ОДИН взрыв?

Дайсон в своей статье "Межзвездный транспорт" 1968 года (мой старый перевод - дрянной, надо бы сесть и скурпулёзно переделать)  В ДВУХ МЕСТАХ "намекал",  что 10 000 км/с - это своего рода предел. При этом он советовал смотреть на разлёт наружный оболочки при взрыве сверхновых....



Динамика процесса - это динамика так называемых ударных волн Маршака (там порой даже приходится использовать релятивистскую динамику для правильного расчёта). Дайсон наверняка всё это сам где-то там считал и про это отчитывался еще в 1959-м году. Но всё, как я думаю, легло в глубокие сейфы Пентагона и сам Дайсон обязан был держать рот на замке, так как в 1956-м он получил доступ к секретам ядерного оружия и значит дал подписку о неразглашении. И то как он это сукрпулёзно выполнял требует отдельного повествования. Для его ума, это была, видимо мука.
Хотя после, уже астрофизики занимались этим же легально. Тот же Зельдович, например. Еще один "подписанец". После того как он слился из Арзамаса-16, он занимался "на гражданке" астрофизикой и именно динамикой сверхновых. Те же  водородные бомбы  в чём-то (в чем-то  нет). И куда мощней чем вы тут предлагаете поставить эксперимент. 
Вот, собственно, мой перевод подписи к той очень условно-схематической картинке, которая показывает такой корабль в статье Дайсона (сама картинка взята уже из более поздней криги Кипа Торна, который взял ее из статьи один в один):

ДВИЖИМЫЙ БОМБАМИ КОСМИЧЕСКИЙ КОРАБЛЬ. Продукты ядерных взрывов передают импульс полусфере, та амортизаторам, а те - отсеку полезной нагрузки судна. Скорость миссии для этого примитивного проекта составила бы 500-10 000 км/с. Верхний предел скорости такого корабля близок к скорости разлета материи при взрыве новой звезды.

А ниже, в самой статье, он прям  тычет нас мордой в жирный намёк (вся статья - сплошная фигура умолчания, ибо Дайсон в ней пытается рассказать о прекрасной возможности, ничего толком не рассказывая, ибо всё  - под грифом "секретно"):

Между прочим, скорость 10 000 км/с является примерно той же, что мог бы достичь каждый, "оседлав" расширяющуюся оболочку из продуктов взрыва новой звезды подобной Кассиопея А. Это равенство не может быть совсем уж случайным совпадением.

Умному - достаточно. Рыть надо тут! Но я не знаю ни одной статьи (возмоно я прсто профан, нужны знания Зельдовича и Дайсона что бы понять тонкости проблемы), где эта тема кем-то далее раскрывалась. Как оседлать расширяющуюся оболочку сверхновой. Условно, конечно, говоря. Все несут хрен знает какой бред! Про абляцию и амортизацию. Но только не про это.
Да, есть ряд статей начала 70х и в частности, самая детальная, от NASA где пытаются это же моделировать. Но даже я знаю что модель - НЕВЕРНАЯ. Расчёты все верные (и ценные) но сама модель - неверная. У NASA получалось, что в самом фантастическом случае удельный импульс будет что-то порядка 100 км/с не выше 1000 - точно. Она и "похоронила" плиту "Ориона" в массовом сознании у "ракетчиков". Но это была случайная или намеренная деза. После этого появилась идея в духе "Дедал". Все бросились на нее, как гончие собаки за зайцем. Она как бы обещала решение! Даже лучше (но хрен там!) В итоге маемо что маемо...

Именно вопрос, какую скорость можно создать для "направленного" термоядерного взрыва я и считаю изюминкой "загадки Дайсона" связанной с его странной статьёй 1968-го года. И не надо тут городить гигатонны что бы получить предельную скорсть.  Всё тоньше. Как раз условия лучшего случая скорости разлёта и есть предмет тайны. И тут абсолютная энергия взрыва роли не играет. Вы знаете абсолютную энергию взрыва сверхновой? Поинтересуйтесь. Будете приятно удивлены...  Но Дайсон не зря говорит что даже для сверхновой ~10 000 км/с - предел... Знал что то? Точно знал! У Зельдовича, наверное, в свежей, открытой научной статье вычитал и решил, что раз это уже в астрофизике мелькает, значит можно чуть-чуть приоткрыть... 

Когда случилась шумная история с Морландом (который растолковал широкой общественности США как же на самом деле работает термоядерная бомба в 1979 году) Дайсон уже в книге 1982-го (кажется) "Оружие и надежда" открытым текстом подтвердил, что после Морланда никакой тайны термоядерного оружия нет. По-сути он нарушил принцип "без комментариев", которые все подписанцы должны придерживаться. Это к тому, что его действительно тяготила необходимость всю известную ему физику делить на публичную, о которой можно рассказывать и секретную, которую можно сдуру и сболтнуть... По молодости его это, видимо, даже веселило (см. статью "Будущее термоядерного оружия" 1960 г). Но дальше это стало просто мерзкой обузой (История с Джоном Аристотелем Филипсом, студентом Дайсона, который из открытых источников делал курсовой проект атомной бомбы и его засекретили, а Дайсон был консультант проета - очень яркая и показательная). Когда Дайсону уже в эпоху Интернета задавались вопросы в лоб связанные с ядерным оружием (с одним таким я общался на Reddite, мир тесен, возможно это даже был сам Алекс Валерстайн... точно, он! Вопрос был об гигатонной мине), старина Дайсоно тупо отмалчивался, отписывался, мол, вот тут всё есть, что можно сказать, мне нечего добавить (речь шла о его секретном докладе 1962-го, который сейчас рассекретили) и, видимо, не хотел иметь дело с такими собеседниками. Опыт с Джоном Аристотелем Филлипсом (который, по мнению Дайсона умел выдуривать секретные знания, то есть Дайсон считал что Филлипс его развёл на секреты) был для него болезненным уроком.

Как видите... История богатая! На книгу - точно!
 

[cryon]

Реакторы размером 0.5 метра сферы мощностью излучения 0.8 мегаватт натыканы каждые 20 метров на плоскости фотоэлементов в колличестве тысячи штук и излучение норм отводится на зеркала. Если фотоэлементы без стекла то среднюю скорость полета в 2000 км в сек получить можно.

[alex_semenov]

Реакторы размером 0.5 метра сферы мощностью излучения 0.8 мегаватт

Хорошо. Похоже на то. Масса каждой такой сферы? Из чего она состоит? Строение? Как сохраняется k=1.00..1 по мере выгорания урана-235 и отравления его продуктами распада? Какая глубина выгорания урана? То есть какая доля из изначально загруженного в сферу урана делится до отключения реактора? Наверняка это должен быть очень хороший показатель, не менее 0.5. Тогда вопрос, а как это вообще возможно?

Если фотоэлементы без стекла то среднюю скорость полета в 2000 км в сек получить можно.

Лучше скажите какая получается удельная мощность тогда.
Я понимаю что в вашей методике расчёта удобно считать до какой скорости в итоге что-то там разгонится. Но мне это не о чём не говорит. Мне бы лучше показать какая электическая удельная мощность конструкции ступени в итоге получается, ватт/кг. Остальное - это я уже "сама-сама-сама..." (с).

натыканы каждые 20 метров на плоскости фотоэлементов в колличестве тысячи штук и излучение норм отводится на зеркала.

Сколько всего таких реакторов получается?
Я так понял, ярко выраженных ступеней у вашей "камболы" нет?
Это одноступенчатый автофаг?
Или когда вы это рисуете...



вы рисует тут одну ступень? или это уже весь корабль-автофаг?
Ещё. Направление полёта у вас верно показано? Вы летите полезной нагрузкой вперед? Это не прицеп-поезд как у Штерна?

[cryon]

Реакторы размером 0.5 метра сферы мощностью излучения 0.8 мегаватт

Хорошо. Похоже на то. Масса каждой такой сферы? Из чего она состоит? Строение? Как сохраняется k=1.00..1 по мере выгорания урана-235 и отравления его продуктами распада? Какая глубина выгорания урана? То есть какая доля из изначально загруженного в сферу урана делится до отключения реактора? Наверняка это должен быть очень хороший показатель, не менее 0.5. Тогда вопрос, а как это вообще возможно?

Если фотоэлементы без стекла то среднюю скорость полета в 2000 км в сек получить можно.

Лучше скажите какая получается удельная мощность тогда.
Я понимаю что в вашей методике расчёта удобно считать до какой скорости в итоге что-то там разгонится. Но мне это не о чём не говорит. Мне бы лучше показать какая электическая удельная мощность конструкции ступени в итоге получается, ватт/кг. Остальное - это я уже "сама-сама-сама..." (с).

натыканы каждые 20 метров на плоскости фотоэлементов в колличестве тысячи штук и излучение норм отводится на зеркала.

Сколько всего таких реакторов получается?
Я так понял, ярко выраженных ступеней у вашей "камболы" нет?
Это одноступенчатый автофаг?
Или когда вы это рисуете...



вы рисует тут одну ступень? или это уже весь корабль-автофаг?
Ещё. Направление полёта у вас верно показано? Вы летите полезной нагрузкой вперед? Это не прицеп-поезд как у Штерна?

Главное внутри сферы нужно обеспечить теплопроводность в центре стержни из урана вокруг углерод снаружи теплостойкие слой, в плоскости фотоэлементов кольцо из урана от радиации. Углерод по теплопроводности подходит. Выгорание урана около 30 процентов. С отводом газов от прореагировавшего урана видимо просто сброс их в космос.
Направление полета плоскость фотоэлементов. Ступеней несколько при чем реакторы могут работать дольше фотоэлементов. Постепенно отработавшие фотоэлементы плавятся автофагом.
Удельная мощность на полный вес около 85 ватт на кг полезной мощности ионника  при том что одновременно задействовано только 30% массы для двигателя так как срок работы фотоэлемента 22 года а разгон коробля длится больше 100 лет.
Основная масса конструкции - комплекс силового каркаса зеркал и фотоэлементов, пусть даже без стекла, провода. И реакторы каждый реактор весит около 90 кг на 0.8 мегаватт тепла, 0.35 мегаватт на фотоэлемента и 0.3 мегаватт полезной мощности ионника.

[alex_semenov]

И реакторы каждый реактор весит около 90 кг

Гм... То есть, усреднённая плотность реактора 1375 кг/м³. И уран в нём - далеко не вся масса. Он вообще где-то внутри? А излучающая поверхность, скажем, графит? Гм...

Всё-таки.
Два технических вопроса (пока только о реакторе, не надо пока про фотоэлементы и конечный результат. До этого дойдём еще).

1. Как поддерживается постоянная критичность ~1 ? Даже если у вас выгорает лишь 30% от первоначально загруженной массы, вы должны иметь некие "регулирующие стержни", которые вы как-то будет постепенно "извлекать" и тем самым компенсировать падение критичности в процессе выгорания делящегося материала и накопления травящих реактор продуктов деления. Не думаю что ваша конструкция сама может избавиться от всех продуктов деления, испаряя их в космос... Только от части. Значит нужен механизм поддержания критичности. Вы думали о нём? Учитывая что весь шар равномерно нагрет до 2200 К (я просто исходя из 0.8 Мвт мощности). Задача ведь НЕТРИВИАЛЬНАЯ (что бы ее оставить на потом).

2. Как этот раскалённый до бела (а так и есть) шар, маленькое солнце, вообще удерживается внутри несущей конструкции корабля? Да, я понимаю, что ускорение мизерное. И всё же. Шары-реакторы как-то должны тянуться за всем кораблём, принимать от него пусть мизерное но ускорение. Но как они с остальной холодной конструкцией связан?  Это тоже нетривиальный вопрос, который нельзя оставлять "на потом".

[PathFinder]

Между прочим, скорость 10 000 км/с является примерно той же, что мог бы достичь каждый, "оседлав" расширяющуюся оболочку из продуктов взрыва новой звезды подобной Кассиопея А. Это равенство не может быть совсем уж случайным совпадением.

Оседлать взрывающуюся новую звезду конечно можно, но зачем, если вам предлагается способ существенно превысить этот предел в 10000 км/с. И заметьте, без бомболётов, антивещества, ударных конвертеров, самодельных микро-чёрных дыр и прочей экзотики. 

[alex_semenov]

Оседлать взрывающуюся новую звезду конечно можно, но зачем, если вам предлагается способ существенно превысить этот предел в 10000 км/с. И заметьте, без бомболётов, антивещества, ударных конвертеров, самодельных микро-чёрных дыр и прочей экзотики. 

Не  полян, вы о чём?

[PathFinder]

Оседлать взрывающуюся новую звезду конечно можно, но зачем, если вам предлагается способ существенно превысить этот предел в 10000 км/с. И заметьте, без бомболётов, антивещества, ударных конвертеров, самодельных микро-чёрных дыр и прочей экзотики. 

Не  полян, вы о чём?

О моей идее с электрически заряженным маховиком. Вы написали "выкладывайте расчёты". Ну я выложил чуть назад в теме. Вы видели?

[PathFinder]

Итак, произведём предварительную оценку и рассмотрим пока нерелятивистский случай.

Вот это сообщение.