Двигатель для межзвёздных перелётов

[vsevolodson]

Разогнав таким образом несколько ступеней с топливом, соединим их --- и ещё доразгонимся, может даже до 6000 км/с

Тормозить у звезды ещё надо будет. Понимаете ли, в чём прелесть пары термоглиссер+парус? Ни капли топлива. Только дешёвый водород, только стимпанк, только хардкор, который сразу же выполняет функции как рабочего тела, так и охладителя в перигелии. Если вы берёте с собой топливо, то заставляете магнитный парус тянуть ещё и его массу. Не думаю что это будет выгодней. Тем более что порог в 1Мм/с уже преодолевается безо всяких лишних масс. В общем, я имею множество аргументов против доп. топлива...

[Проходящий Кот]

Ну чтож, формируйте проект.
P.S.
А за время перелета до ближайшей звезды корабль сам по себе затормозится, о межзвездную среду.....

[vsevolodson]

А за время перелета до ближайшей звезды корабль сам по себе затормозится, о межзвездную среду.....

Вовсе нет. Конструкция магнитного паруса - "гибкая". Я представляю его себе примерно так:

Видите? Где-то в центре находится компактная нагрузка. Само кольцо может "стягиваться" и наоборот, "стравливаться", меняя свой радиус. В случае непостоянного солнечного ветра и корональных выбросов совершенно необходимо иметь возможность убирать и "расправлять" парус. Таким образом можно избежать торможения о плазменную среду, выбирая для взаимодействия лишь наиболее благоприятные по скорости компоненты солнечной плазмы. К примеру, вблизи Солнца можно "распускать" парус не полностью, чтобы он не слишком сильно перегревался, а после этого, распускать парус полностью лишь во время прохождения наиболее скоростных потоков плазмы (корональные выбросы и быстрая компонента солнечного ветра). Как-то так...

Космический аппарат просто выбрасывает эту петлю за борт и включает в ней ток. Закон Ленца утверждает, что поток поля будет пытаться остаться постоянным.  Это заставит площадь токовой петли увеличиваться пока она не примет форму окружность без всякой посторонней помощи. Все что теперь требуется  - подвесить к петле космический корабль на нескольких стропах (вантах) соединенных вместе

http://go2starss.narod.ru/pub/E014_PPV.html

[Прохожий]

Ну хорошо, разогнались, летим долго-долго. Все кроссворды  Кремальера уже разгадали. И тут бах --- промахиваемся мимо цели.Чего делать будем?

[AlexOrex]

У разгона на корональных выбросах есть один аспект. Вот захотелось нам к Альфе Центавра, под значительным углом к эклиптике. Мы по гомановской траектории летим к Юпитеру, заворачиваем об него, падаем к Солнцу. Или падаем из пояса астероидов/системы Юпитера, где ранее жили и строили корабль. Подлетаем к Солнцу на полчаса - и заказываем вспышку в строго нужный момент и под нужным углом . Понятно, что магнитным парусом отчасти можно лавировать в плазме. Но прогнозы вспышек и выбросов должны быть очень точными. Или - пастись на низкой орбите в ожидании "попутного ветра", что невыгодно энергетически и температурно.

[AlexOrex]

Ну хорошо, разогнались, летим долго-долго. Все кроссворды  Кремальера уже разгадали. И тут бах --- промахиваемся мимо цели.Чего делать будем?

В начале цикла торможения направляем парус под углом к набегающей среде. Регулируем аксиальное и нормальное ускорение. Поскольку тормозить года три минимум, успеем выправить даже то, что накосячили предки при разгоне. Так?

[Прохожий]

В первом приближении...
P.S.
Вот в этой теме
можно получить фактические данные для возможных стартов
термоглиссер+парус к ближайшим звездам....

Но такие вспышки крайне редки, но и опасны:
"

А какая максимальная вспышка из зарегистрированных ?
Какая самая большая из всех ? И как выглядит первый десяток ?

Самая крупная вспышка на солнце за всю историю наблюдений
4 ноября 2003 года около 19:30 UTC на Солнце произошла самая мощная вспышка за всю историю космической эры. Источником вспышки было пятно №486, располагавшееся в этот день на краю видимого диска Солнца. Мощность ее была такова, что рентгеновские детекторы КА GOES зашкалили. Вспышке был присвоен класс X28 – до сих пор рекордсменом была вспышка класса X20. Корональный выброс ушел от Солнца со скоростью 2300 км/с и задел Землю лишь краешком. Через несколько минут после вспышки SOHO начал регистрировать высокий уровень радиации, способный «ослепить» спутники и даже воздействовать на находящиеся в полете авиалайнеры. Вспышка сопровождалась мощнейшим солнечным выбросом. По данным научного руководителя проекта SOHO Бернарда Флека (Bernhard Fleck), поток высокоэнергичных заряженных частиц, выброшенный в космос, устремился по направлению к Земле со скоростью 2100 км/с. Для сравнения – «нормальная» скорость частиц при солнечном выбросе составляет 400 км/с. Ученые предполагают, что столь высокая скорость потока обусловлена электромагнитным воздействием солнечной вспышки.
Мощность вспышки точно определить так и не удалось - орбитальные датчики "зашкалили" на 11 минут, не выдержав сверхмощного потока. Вспышке был присвоен индекс Х28, однако ряд экспертов полагает, что она может соответствовать уровню Х40.

(Сам лично в этот момент наблюдал полярные сияния на широте Екатеринбурга (56 градусов северной широты) )

Однако где то читал о том, что в 1859 году произошла вспышка

http://www.popmech.ru/article/3347-supervspyishka-33/

Ещё одна из "топовых"  магнитных бурь случилась в 1989 году. В Канаде, в провинции Квебек, и в американском штате Нью-Джерси тогда "выбило" системы энергоснабжения. Убытки превысили 1 миллиард долларов". Обсерватория-лаборатория "Арти" основана в 1836 году. В ее архивах хранятся описания многих магнитных бурь, а иногда и их последствий. К примеру, в 1897 году после подобного природного катаклизма на европейской части России была повреждена телеграфная связь. 11 ноября 1999 года над Уралом было зафиксировано достаточно резкое возмущение геомагнитного фона.

"

[vsevolodson]

промахиваемся мимо цели.Чего делать будем?

Это касается всех способов звездолётства. Как попасть баллистической ракетой...

Подлетаем к Солнцу на полчаса - и заказываем вспышку в строго нужный момент и под нужным углом .

1) Не вспышку, а корональный выброс. Разные вещи.
2) Не в строго определённый момент, а питаем импульс "корабля" то солнечным ветром, то выбросами, меняя произвольно конфигурацию магнитного паруса. Я об этом написал - можно вообще отключить парус, если ветер медленнее корабля в данный момент или выброс направлен не так. Не проблема. Частота корональных выбросов - около 1 в сутки, так что пока корабль достигнет гелиопаузы, он таких выбросов поймает множество.

[vsevolodson]

Корональный выброс ушел от Солнца со скоростью 2300 км/с

к Земле со скоростью 2100 км/с

Отличная скорость. То, что надо

[Прохожий]

Ну всё, дальше нужна уже математическая модель такого Термоглиссера.

[Foma]

Корональный выброс ушел от Солнца со скоростью 2300 км/с

к Земле со скоростью 2100 км/с

Отличная скорость. То, что надо

Нам важна не скорость, а динамическое давление, P=ρV², именно оно толкает парус. Так вот, плотность околосолнечной плазмы слишком мала, чтобы все было как надо. Мощнейшие известные выбросы содержат всего ~10¹³ кг вещества, поделите это на объем выброса, получите характерную плотность плазмы 10^-14 кг/м³ .  Итого динамическое давление составит  в лучшем (самом лучшем) случае ~0.01 Па. Давление света в том же месте, ежедневно и круглосуточно дает 0.1 Па. С расстоянием оба эффекта убывают одинаково, как 1/r², поэтому обычный световой парус всегда будет в выигрыше.
ЗЫ Будет время, посчитаю реальную баллистику прохождения перигелия с солнечным парусом

[vsevolodson]

Итого динамическое давление составит  в лучшем (самом лучшем) случае ~0.01 Па. Давление света в том же месте, ежедневно и круглосуточно дает 0.1 Па. С расстоянием оба эффекта убывают одинаково, как 1/r2, поэтому обычный световой парус всегда будет в выигрыше.

Весомое замечание. Но есть возражение. Если для магнитного паруса достаточно токовой петли в виде кольца (причём кольцо размером меньше, чем получаемый им магнитный парус), то для светового паруса потребуется покрыть конструкцией (фольгой) всю эффективную площадь паруса. Другими словами, магнитный парус - одномерная конструкция по сравнению с двумерной конструкцией светового паруса. Это сведёт на нет все преимущества светового паруса.

[vsevolodson]

Посчитал средний импульс фотонов и протонов (среднего солнечного ветра) на расстоянии 1 АЕ от Солнца в рассчёте на 1 кв. м. поверхности. Для фотонов получил 4,56*10^-6 кг/(м*с), для протонов 2,31*10^-9 кг/(м*с). Т.е. солнечный свет даёт импульс в 1970 раз больше, чем средний солнечный ветер. Но магнитный парус будет всё равно выгоднее, если при той же эффективной площади, что и у светового паруса его масса будет меньше в ~2000 и более раз.

[Foma]

Но магнитный парус будет всё равно выгоднее, если при той же эффективной площади, что и у светового паруса его масса будет меньше в ~2000 и более раз.

Не будет она меньше. Еще не созданный магнитный парус будет иметь те же примерно весовые характеристики , что давно созданные солнечные  (см здесь), и больше из него не выжмешь. Что уж говорить про сверхлегкие паруса из наноструктур или их аналоги, они  magsail вообще сделают влегкую.

[Проходящий Кот]

А как у сверхлегких структур с устойчивостью к излучениям вблизи Солнца.....

[vsevolodson]

Что уж говорить про сверхлегкие паруса из наноструктур или их аналоги, они  magsail вообще сделают влегкую.

Наноплёночка из графенов площадью энн кв. км. с "золотым" напылением будет заметно сложнее реализуема, чем тупая токовая петля магнитного паруса.

А как у сверхлегких структур с устойчивостью к излучениям вблизи Солнца.....

Так вот боюсь, что альфа-частицы издырявят настолько тонкий световой парус

[vsevolodson]

см здесь

Although solar wind particles have rest mass and photons do not, sunlight has thousands of times more momentum than the solar wind. Therefore, a magnetic sail must deflect a proportionally larger area of the solar wind than a comparable solar sail to generate the same amount of thrust. However, it need not be as massive as a solar sail because the solar wind is deflected by a magnetic field instead of a large physical sail.

[vsevolodson]

Foma, в приведённой вами статье говорится о некоем особом подходе, называемом "mini-magnetospheric plasma propulsion". Якобы это позволяет при компактных габаритах установки создавать эффективную виртуальную площадь в сотни кв. км путём "размазывания" (inflate) магнитного поля с помощью бортового источника плазмы... Вот оно как, интересно...

[vsevolodson]

Ну всё, дальше нужна уже математическая модель такого Термоглиссера.

Ничего не выйдет для мегатонного корабля. Ни световой парус, ни магнитный, ни даже "мини-магнитосфера". Последний вариант мог бы обеспечить очень неплохие характеристики, но вместо гигантского паруса придётся городить гигантский радиатор. Никакого выигрыша практически.

[Blue Alien]

Отправляем аппарат с замороженными эмбрионами и все будет гуд.