Двигатель для межзвёздных перелётов

[alex_semenov]

В итоге от тепла до электричества вполне реально получить процентов 50-70. Если конечно, нагреть достаточно, и уйти в преобразователе хотя бы в ближний ИК, а не мучаться с узкозонными ПП.

...
Что касается радиационной защиты, она должна быть реализована не "в лоб". "В лоб" полупроводники под "реакторными" потоками (порядка 1Е12-1Е14/см2) будут жить недолго и не весело, в лучшем случае часы, а куда скорее - минуты.

Поэтому фотопреобразователи должны находиться за надёжной защитой (допустим, теневой, а СБ - торцом к реактору), а свет на их плоскость должен попадать через (опять же, брегговские и селективные) зеркала.

Да... интересно девки пляшут...
Первая мысль как у того крестьянина перед паровозом: а лошадь куда запрягается?
То есть, в чем  термодинамический  весовой (роста энерговооруженности) потенциальный выигрыш?
Ведь как ни крути, тепловая машина есть тепловая машина. Лошадь она и есть лошадь! Хоть и сферический конь в вакууме...
То есть температура холодильника:



Пусть пик излучателя - ближний инфракрасный, пусть это 900 нм. Тогда согласно смещению Вина...



...температура нагревателя... гм.. 3220 K.   Не многовато для системы работающей столетиями?
Ладно. Идем дальше.
То есть, чисто теоренически, допустив общий кпд системы 50-70% температура холодильника у нас получается... 1600 - 960 K или 1330-690 С.
С одной стороны, смещение диапазона температуры нагреватель-холодильник резко улучшает надежду на повышение удельной мощности системы. Площадь радиаторов падает с четвертой степенью их температуры.
Но тут, казалось бы другая засада. Конечно, никакие полупроводники это не выдержат. Но заманчивая прелесть именно в брегговских зеркалах... Холодильником тут может служить по-сути зеркало (на самом деле и не оно тут холодильник). И ему на самом деле не надо даже так нагреваться. Зеркало часть пропускает, часть отражает, часть поглощает.Скажем 10%.  Только на то что поглотило и будет нагреваться. Хотя отразить 50-70%... Но почему бы и нет?
И это реальный ШАНС (а не получка не аванс...) на повышения удельной мощности (квт/кг).
Гм...
А ведь действительно интересно!
Одно плохо - температура реактора уж больно большая. Все-таки даже при 10 ктв/кг перелёт ионного звездолёта  к ближайшим звёздам займёт сотни лет (мы все эти извраты со "ступенями", "прилепить нос от Иван Иваныча, губы о Филип Филипыча", откидаваем как незрелый юношеский максимализм).

[alex_semenov]

Корабль 5 ступенчатый, одна ступень работает 30 лет. На счёт испарения вольфрама надо считать, на крайняк кожух из него будет расходник - лет на 10 работы.

Не несите бреда. У вас где-то ошибка в расчётах. Ступени есть смысл использовать, если у вас ИЗБЫТОЧНАЯ удельная мощность. На порядки. В противном случае у вас ступени - БАЛЛАСТ, тормозящий ваш полёт.
Только если у вас есть безумная тяга, тогда вы быстро разгоняетесь и быстро тормозитесь. И летите, считай всё время в инерциальном режиме.
Тогда вы можете КОМПЕНСИРОВАТЬ недостаток удельного импульса (скорости истечения) избыточно-большим R - массовым числом (числом Циолковского). Вы можете так купить характиристическую скорость ракеты в разы большую чем скорость истечения (расплатившись с проклятьем формулы Циолковского). Но для этого нужна ИЗБЫТОЧНАЯ тяга. Это не покупается нашару.
У вас есть такой избыток?
Нет конечно. В межзвездном космосе на такое может расчитывать только бомболёт.
Если же у вас ионник, пендюрка, которая даёт хорошую скорость истечения (можно помыслить до 10 000 км/с вполне свободно) но при этом страдает хроническим недомоганием ТЯГИ (то есть секундного расхода топлива, то есть  УДЕЛЬНОЙ МОЩНОСТЬЮ всей системы) то вам нехнен рыпаться со ступенями. Быстрей всего при данной удельной мощности (1-10 квт/кг) вы доберётесь до цели (по оптимальной траектории) с массовым числом R~ 4. Сравните это с R  у многоступенчатых ракет 30-50-100...
Вам не нужны ступени. Если у вас напряжёнка с удельной мощностью - забудьте о ступенях. Это особый случай избытка энерговооруженности, которой в данном случае у вас нет.
Ну и разумеется,  даже на 10 квт/кг вы будете чапапать по оптимальной траектории до ближайшей звезды  столетиями и это никак не избежать. Увы!

[alex_semenov]

Чтобы сбрасывать ненужный балласт.

При массовом числе 4-5 овчинка не стоит выделки. Особенно это бессмысленно для ионника. Сами двигатели весят ерунду. Значит надо сбрасывать "ненужные" реакторы. И за одно радиаторы... Значит надо иметь их "пучками". А это просто так не купится. В общем - дурная морока. Хотя Шепард в 1952-м году это и городил. Он вообще предлагал сжигать "ненужные" двигатели в качестве рабочего тела в оставшихся. Но никто не показал КОЛИЧЕСТВЕННО какая выгода от этой идеи.

[alex_semenov]

Конечная скорость корабля раза в 2-2.5 выше скорости истечения.

То есть R (число Циолковского) ракеты 7.4-12,2? И конечная скорость 2400-3000 км/с?
Торможение не предусмотрено?
Предусмотрено другими средствами (электический или магнитный парашют по-моему на таких скоростях еще почти бесполезен)?
Почему  такая скорость истечения? 1200 км/с? Почему не больше? Как по мне при большей скорости истечения и меньшей R вы получите лучший результат (время перелёта)
Я не понял этого пассажа:

Киловатт=10 в 3 ей* 10 в 9 ой секунд = 10 в двенадцатой что при квадратном корне даёт скорость истечения.

Что такое 10 в 9 секунды? Время? Тогда у вас получаются джоули, но я всё равное   не понял как получается скорость истечения? Растолкуйте. Торможу. Скорость истечения, это корень квадратный из УДВОЕННОЙ энергии затраченной на разгон порции ракетной массы (скажем, на кг).
Какая у вас всё-таки полезная удельная мощность? 1 квт/кг? 10 квт/кг? Куда вы летите? Это перелёт? Это флай бай?
Если у вас перелёт (разгон и торможение) на дистанцию 4.3 св.года, то при 1 квт/кг вам оптимальной будет скорость истечения в примерно 3000 км/с. И до цели вы доберетесь по оптимальной траектории за 823 года. Если у вас 10 квт/кг, ваша оптимальная скорость истечения 6 500 км/с и у цели вы будете через 386 лет.
У вас в проекте явно заниженная скорость истечения и завышенная R (от оптимума при данной удельной мощности). Вы оптимизируете ступенями неоптимальную ракету. Зачем ломиться в открытую дверь?
В ионнике, в принципе, можно задать себе любую скорость истечения вплоть до 10 000 км/с (дальше будет пробой вакуума от высокого напряжения). Но при 1-10 квт/кг мы еще вписываемся в этот диапазон с оптимальной ракетой (чего нельзя сказать уже при больших удельных мощностях).
В принцие, если бы мы могли получить для ионника энерговооруженность в 30 квт/кг, то оптимальная скорость истечения всё еще 9 500 км/с. На пределе, но еще можно использовать ионный двигатель. И минимально возможное время перелёта к А  Центавре (4.3 св.года) составит 268 лет.
Вся засада тут  - в удельной мощности системы.
Кстати, на Штерновские 30 св. лет - уже нет.
Имея даже удельную мощность в 30 квт/кг на такой дистанции оптимальная скорость истечения уже 19 000 км/с и мы ее в ионнике получить уже не можем. А если бы ухитрились как-то то были бы у цели через  978 лет.
Прикол в чем? Если ограничить себя скоростью истечения в 10 000 км/с,  то для оптимального перелёта на дистанцию 30 св. лет у вас получается удельная мощность 5 квт/кг и время перелёта  1776 лет. И дальше увеличивать энерговооруженность (даже если есть возможность) бессмысленно. Вы не можете в ионнике получить оптимальную скорость исчетения.
Штерн считает что на 30 св. лет можно добраться за 3000 лет.
Да, такой срок будет у оптимальной ракете при удельной мощности в 1 квт/кг и скорости истечения 6 000 км/с.
Все эти варианты объединяет одно. Массовое число всех этих оптимальных ракет в районе 5 (на килограмм пустой ракеты ~4 кг ракетной массы).
Расчет выше не проверял, не учитывал границу калорийности топлива. Если представить невозможную ситуацию, что делящийся  уран САМ СЕБЯ будет ускорять с 100% эффективностью то скорость истечения получается ~15 000 км/с (с такой же скоростью летят осколки деления сразу после деления). Таким образом при предельном для ионника истечении ~10 000 км/с ЗАМЕТНАЯ доля ракетной массы должны составлять уже продукты деления из реактора. Это - отдельная головная боль.
Это к тому, что выбрасывать за борт отработанное ГОРЮЧЕЕ (не путать с ракетной массой)... в данном случае может быть непозволительной роскошью.

[alex_semenov]

У меня при 1 киловатт на кг энергия 10 в двенадцатой и m*v*v/2 даёт скорость истечения 1400 км в сек( у вас получилось 3000 км в сек это при менее оптимальном соотношении когда газа меньше чем сухой массы - погрешности рассчёта)при оптимальном соотношении масс топлива и двигателя в равных пропорциях -импульс m*v и элементарно кинетическая энергия.

У меня не может быть ошибки. Мы тут несколько страниц назад, несколько человек более-менее независимо пришли разными путями к одним по-сути результатам при поиски отпимума абстрактной ракеты при перелёте на дистанцию L со скоростью истечения u , энерговооруженносью w и доле активного участка 0<x<1.
Можно зафиксировать u и w и искать локальный оптимум x (для данной дистанци L), как это делает Моисеев своим методом для своей термоядерной ракеты с фиксированной скоростью истечение (и это совпадает с моим расчётом).
Можно вообще найти глобальный оптимум для абстрактной ракеты при данном L и w, то есть оптимальные u и оптимальное x одновременно.
И секрета тут нет. Берите и пользуйтесь!
Время перелёта:

Тупо перебором находим экстремум, например:

Именно эти данные (из этой таблички, но подставляя в нее разные исходные данные) я вам и привожу здесь выше.
Ошибка у вас. И я не понимаю даже где. Что значит "при оптимальном соотношении масс топлива и двигателя в равных пропорциях -импульс m*v и элементарно кинетическая энергия" Это что за такой странный критерий оптимальности?
Где вы его взяли или как вывели?

[alex_semenov]

Системе в целом не нужно работать 600 лет. Отработанную зону можно просто отстреливать и заменять. Там всё равно ничего ценного, зачем отработанное топливо волочь с собой?

Отработанное топливо ПРИДЁТСЯ превращать в рабочую массу. Да, это морока ещё та! Но другого выхода нет. Это в межпланетном ионнике доля горючего 0.000-дым десятых от доли рабочей массы. Можно с собой возить можно тупо выкидывать. Тут же горючее (источник энергии) будет составлять заметную или даже львиную долю от массы рабочего тела. Так что придется его рачительно утилизировать после отработки как рабочее тело тоже.
У Штерна, на ковчеге, во всяком случае, именно так. Там вообще нет никакого специально запасённого отдельного рабочего тела (потому что он перемудрил с параметрами корабля, взял слишком большую скорость истечения и взял слишком маленькое R, не оптимально).
Вы его опус читали? Там достаточно всё подробно описано. С конкретными цифрами-значениями (можно поймать на явных ляпах-ошибках, но они непринципиальны).
Ключевая идея реактора Штерна в чём?



Вы берете с двух концов в реактор (7) засовываете множество длинных (по 5 км каждый) стержней из U235.
С двух сторон друг другу на встречу. "Изюм" такого решение что в любом поперечном сечении количество перегоревшего и свежего топлива остается, как считает Штерн, одним и тем же. К концу своего движения в ректори стержни выгорают полность. Движение, кажется миллиметры в час. Надо уточнять. Когда они выгорают "в золу" (кажется в основном газ), которой и кормится некий особый "роторный электро двигатель" в виде чёрной дыры (тут он намудрил, но возможно и есть смысл, но только не в этой конструкции. Тут достаточно простых ионников) (1), который и тянет всю связку. Никакого бортового отдельно выделенного рабочего тела на ковчеге нет.
Хотя я не думаю что это разумно. Всё-таки оптимизируя ракету мы скорей всего получим, что часть рабочего тела должно быть в запасах именно как рабочее тело, а часть придется брать из продуктов деления. Да, это очень плохое рабочее тело. И придётся делать, видимо связку разных двигателей под разное рабочее тело. Но что поделать?
Я думаю, что идея встречных стержней - годная. Осталось заменить "бабочку" (энергетическую систему с классическими радиаторами ( на вашу концепцию с бреггавскими зеркалами и фотопреобразователями. Задача для "художника" как это должно выглядеть...

[alex_semenov]

Стратегия тут, в том что бы минимизировать потери на излучение, а это не только Z, но и эмиссия в плазму со стенки. Если бы углерод был таким идеальным, то использовали бы только его. Я уж молчу про то что дивертор планируют из вольфрама делать....а там Z мама не горюй.

Э-э! Парни! Тема про энергетику, да еще термоядерную - на другой ветке. Тут же наклёвывается интересное решение, кажется...

[alex_semenov]

Быстро нарисовал пока было вдохновение:



Форма зеркал конечно же от балды. Как "художественный" глаз подсказал. Но идея ясна. Как можно более равномерно распределить отражённое излучение на два цилиндра термофотопреобразователей, которые окружают стержни с ураном, находясь в радиационной тени и торцами к направлению движения заодно. Сложность с зеркалами в том, что угол падения очень важен и тут он будет сильно меняться. В общем форма зеркала на самом деле задача на оптимизацию и недетскую. Приветствуются любые поправки.
Добавил еще и  фильтр Брегга -"колбу" вокруг реактора. То есть излучение проходит две фильтрации. На проход через "колбу" (всё что не прошло - вернулось назад) и на отражение (возможно несколько раз) от зеркала (всё что не отразилось - улетело в черноту космоса).  "Колба" нужна еще и  хотя бы для того чтобы собирать радиоактивные газообразные продукты деления.
Критика приветствуется.
 

[alex_semenov]

Только сбросил и... свет вырубили.

Корабль разгоняется влево?

Вообще то в право (так привычней). Но схема симметричная поэтому может и влево и вправо.

Продукты реакции идут вправо. А это уже не симметрия....

продукты идут, по идее куда-то там к двигателям. А двигатель у ковчега Штерна - в носу (он это наверняка "спёр" у Кэмирона из "Аватара", сам Камерон спёр это у Charles Pellegrino и Jim Powell, и не только это. Но и эти не пионеры и они сперли идею у других... Первым в цепочке был вообще Годдарт. ). Тянушая схема же!
Всё, как говорит сам Штерн "на ниточках".
Вот тут корабль тоже ж летит слева на право:

Правда как он будет гигантские токи и рабочее тело подавать от энергетического блока (2) к тянущему (1) "по ниточкам"?  Там у него длина "ниточки" аж 7 км!
Но это мелочи. Я бы тяговые и энергетический блок объединил бы в один головной, ну а всё остальное как у него "на ниточках". Правда тогда 5-и километровые стержни 235-го пришлось бы толкать ... гм... надо думать.
Первая мысль. Посадить тяговый модуль на конец передних урановых стержней и пусть по мере того как стержни укорачиваются, тяговый модуль приближается к энергетическому. Тогда их соединят не ниточки, а мощная связка стержней. И между ними (по ним?) пустить и ток и провести магистрали подачи рабочего тела.
Там же на тяговом модуле надо хранить и запас чисто рабочего тела (натрия?)
Табличка из Перельмана "Двигатели галактических кораблей" 1962 год (ничего этого с тех пор не поменялось, как не странно. ):


Рис. 14. Зависимость скорости истечения рабочего тела от величины ускоряющего напряжения и массы частиц (пунктиром очерчена область целесообразного применении ионных двигателей)
1 — водород (μ=1); 2 — натрий (μ = 23); 3 — свинец (μ = 207); 4 — цезий (μ = 133); 5 — ртуть (μ = 200); 6 — уран (μ = 238)

Но по поводу того что отводится из реактора. Оно ведь чудовищно радиоактивное по-началу. И мне кажется там должен быть какой-то промежуточный отстойник для этого. То есть морока с использованием отработанного ядерного топлива как рабочего тела (а это же определённый спектр веществ, не один тип) - отдельная морока. И потом их всё же надо как-то разделить и желательно использовать как рабочее тело в разных двигателях. То есть набор тянущих ионных двигателей должен быть  своего рода "органчиком", настроенным на разные "ноты"-рабочее тело.

[alex_semenov]

так лучше чем небольшая прибавка к скорости от более длительного разгона, и таким образом требуется больший импульс(больше тяга и меньше скорость)чем при более долгом разгоне.

Извините. Вы несёте, как по мне, полную чушь.
За счет чего ваша оптимизация окажется оптимальней моей? Что я не учёл? Сбрасываемые ступени? Бред же! На самом деле отбрасываемая (просто) масса, это теряемая по-сути часть рабочей массы. Вводите коэффициент потерь и это по-сути вносит в формулу Циолковского поправку как УМЕНЬШЕНИЕ скорости истечения (со всеми вытекающими). Да и нафик нужны ступени если у вас рабочее тело (выбрасываемая масса) составляет 4 к 1 с постоянно остающейся (сухой массой или "массой пустой ракеты")?
Если вы возьмете 20 к 1, вы только ЗАМЕДЛИТЕ свой полёт. Удельная мощность у вас одна и та же? Значит отбрасывая больше (в секунду) вы вроде как тягу создали больше и ускорение... а вот ускорение - хрен! Вы же ускоряете в 20 раз (в начале) больше!
В общем. Чего мы спорим?
Вся моя математика тут на виду. И там НЕТ ОШИБКИ. Это уже несколько разных людей проверили.
Эти ваши короткие реплики с цифрами... Нечего на язык пинять.  Штерн тоже говорит запинаясь. Но я его понимаю вполне ясно и конкретно.
Давайте так. Ваша ракета.
Масса на старте (всей ракеты) - сколько? кг
Масса рабочего тела (чисто рабочего тела, "газ" вы его называете?) - сколько? кг
Масса заправляемого в реакторы урана-топлива- сколько? кг
Сухая масса ракеты - сколько? кг
Если это у вас ступенчатая схема, давайте расписывайте теперь всё то же по каждой субракете -ступени.
Разумеется укажите массу полезной нагрузки. То есть то что прилетает к цели.
Что вы делаете с отработанным ядерным топливом?
Это тоже важно понять.
Вы так и не сказали куда вылетите, и как. У вас перелёт? Дистанция? Она ведь ВСЁ МЕНЯЕТ (в моём расчете именно так). Профиль траектории. То есть вам надо разогнаться, потом вы летите по инерции и в конце тормозите. Так?
Можете ВНЯТНО описать профиль, траекторию полёта?
Мне например надо садиться и всё это для каждого отдельно тут указанного мною  случая считать (я просто знаю что это всё хорошо чётко считается). Но все эти случаи у меня совершенно идентичны по условиям. Это перелёт одноступенчатой ракеты. Без извратов. Формула выше всё содержит!
Какая у вас пиковая скорость, например?
Какую часть дистанции у вас разгон? Какую торможение? Какую часть времени всего полёта разгон, инерционный полёт, торможение?
Как вы можете получить ситуацию лучшую, чем дает моё поле оптимизации?
Ума не приложу!
Ступенчатость добавили?
Ступенчатость не дает никаких выигрышей по сравнению с одноступенчатой ракетой, если я могу одноступенчатой ракете ОТ БАЛДЫ (пока мы играемся с сферическим конём в вакууме) назначить какое угодно совершенство конструкции. Понимаете? А я это МОГУ делать чисто теоретически при абстрактной оптимизации и именно это делаю. Но мне это и не надо делать в итоге. Потому что глобальный оптимум не в районе R=30, скажем, а в районе R=5. И не надо тянуть сову на глобус уже и придумывать ступени.
И не мельчите. Сядьте и напишите полное детальное подробное описание своей миссии. С цифрами. Не огрызками цифр.
Вы что, одним пальцем набираете? Поэтом так коротко и мутно?
А то возникает подозрение, что вы нас тут просто тролите так тонко.

На 100 кг веса , 33 кг ксенона и 330 киловатт мощности в струе ионника на миллиард секунд работы.

То есть рабочее тело лишь 33% от стартовой массы? 66% - это сухая масса ракеты?

Водород на 100 киловольт или натрий? Не знаю, я вообще думал
 Что будет использоваться ксенон

Ксенон - ТЯЖЕЛЫЙ газ. И его используют на МЕЖПЛАНЕТНЫХ и маневровых орбитальных ионниках, потому что там нет необходимости иметь предельно большую скорость истечения. Там идеал 30-50 км/с. Они примерно это там и имеют 50-70. Холовские ионники например. То есть, для межпланетного ионника проблема не повысить скорость истечения (как у термических ракет) а именно ПОНИЗИТЬ. Тогда они улучшают и без того мизерную тягу при имеющейся мощности тока.
Поэтому ищется подходящий тяжелый газ, который хорошо ионизируется и хранится.
Но если вы переходите к скоростям истечения за 500 км/с за 1000 км/с, то вам лучше взять рабочее тело с молекулярной массой полегче, потому что у вас сильно растут напряжения на сетках. И для предельной скорости истечения в 10 000 км/с вам вообще лучше бы водород. Хотя это очень дрянная, в смысле хранения, рабочая масса. Хуже не придумать. Поэтому, лучше натрий или там литий. Можно бор попробовать.
Плохая ионизация (морока с ионизацией) имеет мало значения, потому что в сравнении с разгоняющими токами у межзвездных ионников, затраты на ионизацию отступают на задний план. Хотя да, это - дополнительные трудности.

[alex_semenov]

Первое что  беспокоит - сама "нить накаливания"
Вот тут сказано про карбид урана. Лучший показатель у UC₂. Температура плавления 2500 °С, кипения  4370 °C.
У оксида урана UO₂ ситуация лучше всего. 2875 °C - температура плавления.
В общем то оксид даже почти попадает в идеал. Плавится при 3148 К. То есть 2500 -3000 К по идее должен держать!
У чистого, металлического урана температура плавления всего 1405,5 K
У Оксида урана кислород составляет 12% массы соединения, у карбида 9%. В принципе терпимо. Можно потом эти газы использовать как рабочее тело тоже.
Собственно...

То есть. С нитью накаливания по-идее всё должно быть в порядке.

Что интересно?
Паразитным светом является, я так понял... видимый свет, так?
То есть в какой-нибудь космической колонии такой вот реактор может быть просто "лампочкой" всеобщего освещения. Тепловое излучение вырезается для перекачки в ток, а видимый спектр весь оказывается тоже утилизированный.
Конечно гамму и нейтроны от реактора надо будет как-то гасить. Что есть большая  ложка дёгтя в этой бочке мёда.  Но опять же, можно воспользоваться зеркалами (направляя видимый свет куда надо).
Особенно ценно это могло быть для корабля поколений.... Нет?
Смотрите.
Тут так и напрашивается этакая "гантель" километровой-двухкилометровой длинны. Она вращается вокруг центра массы, создавая маленькую исскуственную планетную систему. На  одном конце -  исскуственная "планета" - жилой модуль, на другом - реактор - искусственный "красный карлик", который светит (через зеркала) на планету, обильно поливая ее "паразитным" светом из реактора.
Цвета каления стали:

Но это, скорей всего не совсем точно.
В общем красный карлик спектрального класса M4-M5. Недавно Вика нас на другой ветке убеждала что мы в общем то такое освещение будем считать даже более комфортным чем солнечное. И это может снять кучу проблем с организацией замкнутой биосферы на борту.

[alex_semenov]

Так и до бублика Курилова  дойдете, с чего начинался данный топик.

Бублик был не Курилова. Бублик был мой.

У Курилова было похитрей. И у него вообще был корабль-мир. Корабли-миры это совсем другой класс кораблей.

[alex_semenov]

А долина Курилова ---- не бублик что ли?

Бублик. Без тени сомнения!
Но мой был чисто бублик!
Без сучка без задоринки!

[alex_semenov]

Лучевая тяга для прорывного освоения космоса

Плагиаторы
http://toughsf.blogspot.com/2019/11/hypervelocity-macron-accelerators.html#more
2019 год
Re: Межпланетный Транспорт: двигатели и стратегии
« Ответ #1566 : 13 Янв 2023 [19:19:50] »
Межпланетный Транспорт: двигатели и стратегии

"Девочки, не ссорьтесь!" (с) 
Идеи витают в воздухе. Мы как преданные ленинцы эволюционисты, понимаем что особь - ничто, вид - всё! Идея витает в воздухе.
На моём дереве ценных идей для МП эта идея помечена как бетта на ветке "активынх приводов":

Но. Я считаю идею ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО разгона, как вы их называете? Макроны? Я их называю "кинетические снаряды" или  даже "мотыльки" (которые летят на свет и сгорают в пламени "кинетического двигателя" в духе Подвысоцкого но наоборот),

...а всю концепцию "ЛУЧОМ МАТЕРИИ" (у Форварда это еще в 80х называлось так, и Дайсон уже в нулевых считал концепцию, наиболее правильным направлением развития МП в настоящий момент). Эту концепцию я считаю явно КОНЦЕПТУАЛЬНО недоношенной в работах которые я до сих пор видел и продолжаю видеть. Нет в них красоты. Целостности.
И эта, вроде как новая, кажется, тоже такая (надо изучать, но уже по рисунку видно что - фигня).
Не то что в деталях там недодел. Концепция вообще не доведена до ума! А люди лезут, вникают уже в детали, которые может и не стоит развивать?
Понимаете?
Все (как водятся) бегают по натоптанному. Все - соратники. Ратников нет! Лазером разгоняем ваш "макрон" некрасивая идея (а некрасивая идея не летает).  Мне идея лазерного разгона НЕ НРАВИТСЯ от слова "СОВСЕМ"! Дурная идея, тупик. Душа "художника" не лежит! Кстати, впервые я это понял, когда прочёл про "светлячков" Роберта. Мол, лазер нельзя так использовать. Не годится он для этого! Он тоже лоханулся, тупо перенеся идею для быстрого корабля на медленные (относительно) снаряды.
Мы тут начали эту концепцию разрабатывать правильно. И даже кое-что нарыли для этой концепции как положено, с нужного края. Сверху вниз. Но забросили. Не довели до эскиза даже.
И я могу обосновать только половину концепции с кое-какими цифрами... уже. Мы тут показали (я вбросил идею, люди мне помогли продвинуть,  Elind больше всего) что как у ракеты есть оптимальный режим разгона (я имею ввиду абстрактную ракету с переменной скоростью истечения), так и у подобной пушки есть оптимальный режим разгона. И он в общем то "зеркалит" ракетный оптимум (то есть вся теория межзвездных приводов выстраивается в красивую теоретическую систему!) В случае самого самого оптимума, каждый конкретный снаряд должен догонять разгоняемый корабль на скорости в (внимание! напрягите мозги!) в два (почти в два) раза больше, чем текущая скорость полёта разгоняемого корабля. Тогда "упруго отскочив" от зонда (передав ему импульс ~2um), наш снаряд, в системе своего старта, полностью потеряет свою кинетическую энергию.  Он остановится. То есть он максимально эффективно передаст импульс и свою энергию разгоняемому кораблю.
Прилетит быстрей оптимума? Полетит в системе отсчёта старта назад (и унесёт часть принесённой энергии), прилетит медленней оптимума - отскочит так, что будет плестись за кораблём (и тоже недодаст кораблю принесённой энергии).
Если вы это сейчас не поняли (и не охренели) - не читайте дальше.
Вы -дебил. И нехрен вам тут делать на этой ветке!
Да, реальность будет не так красива, но до реальности мы еще дойдем. Абстрактная модель в духе ракетного кружка имени Пёрышника - такая. Не решив общие вопросы НЕЧЕГО ЛЕЗТЬ В ЧАСТНОСТИ (чем страдают практически все местные и не очень изобретатели звездолётов).
И так. Снаряды, догоняющие и ускоряющие звездолёт в идеале должны лететь с РАЗНОЙ скоростью (так как сам разгоняемый звездолёт будет после каждого столкновения лететь с разной скоростью). Первые - медленней, следующие быстрей. И так пока разгон не завершится на скорости v. Последний снаряд значит, нужно запустить со скоростью ~2v. Мы вычислили, что такой режим организовать можно (снаряды  не перемешаются, луч материи сохранит когерентность). Построить идеальный "луч материи" от запускающей снаряды "пушки" к разгоняемому кораблю можно. И мы даже поняли что для этого снаряды должны запускаться чаще чем они будут прибывать к кораблю в 4 раза (ровно). То есть, если снаряд прибывает к кораблю раз в 4 минуты (или секунды, не важно), то запускаться он должен раз в 1 минуту (или секунду). То есть мощность пушки должна быть выше в 4 раза чем мощность (Дж в секунду, Ватт), выделяемая на разгон собственно корабля или зонда.
Это был реальный результат этого вот нашего изыскания 2019 года здесь же на этой ветке :

К чему это я? К тому, что лазерный парусный разгон для организации такого вот ОПТИМАЛЬНОГО (а не той тупой, равномерной хрни что по ссылке) - не смотрится. Плохая идея. Да, там тоже можно выбрать ЛОКАЛЬНЫЙ оптимум постоянной скорости снарядов u, для данной конечной скорости звездолёта v. И это тоже повод для оптимизации. Как мы тут топчимся с оптимизацие ракеты с постоянной скоростью истечения (случаи "зеркальные"). Потому что для ракеты переменный удельный импульс - почти неподъкмная проблема. Но зачем же искать локальный оптимум для пушки, если мы можем в данном случае (чего сложно с ракетой) легко добиться глобального оптимума?
А если так, то лазер тут не катит. Ну никак не катит!
Нужна такая же оптимальная пушка с переменным разгоном теперь снарядов. Оптимум внутри оптимума.
Но как?
Да, сами снаряды могут ускоряться с чудовищным g, скажем 60 000 g или 100 000 g, но всё равно длина пушки для такого разгона остаётся чудовищной, особенно в случае больших скоростей:

На этом мы и застряли.
Как организовать пушку, которая ТАК ЖЕ ОПТИМАЛЬНО разгоняла бы снаряды, которые потом оптимально разгонят сам звездолёт?
Улавливаете общую идею?
Я мудрил-вертел...

... но всё - фигня. Поэтому и забросил. Уже на стадии детализации идеи.
Но лазерный разгон - это явно не то решение.
Люди бегают толпами по накатанному кем-то когда-то. Утаптывают когда-то кем-то НАОБУМ проложенную тропинку. Обычное дело.
Но тропинка сама проложена НЕВЕРНО.
Это я знаю уже точно.
 
Что надо добавить (пока что)?
Данный подход НЕ КОНКУРИРУЕТ с прочими тут обсуждаемыми ПИЛОТИРУЕМЫМИ (или квази-пилотируемыми) перелётными миссиями. Мы видим, что на самом деле "луч материи" (оптимально неоптимально собранный - это уже детали) это идея НИШЕВАЯ.
Да, ее можно "дотянуть" (как мы и тянули, видимо зря) до того чтобы запускать БОЛЬШИЕ корабли (пилотируемые) на скорости больше 0.1с. Тут у нас всплыли астросооружения еще более громоздкие чем гравиапа Семёнова (она вообще суперкомпактна на фоне прочих таких, в чем и достоинство). Но если не ставить себе таких вот целей сразу (как мы ставили, получить всё и сразу) запустить тяжелый и быстрый звездолёт, а начинать с очень маленьких и медленных, то можно развивать эту идею эволюционно и с разумными затратами и габаритами оборудования, практически, начиная с запуска нано-разведчиков (килограммы) флай-бай к койперидам (их же тьма!) и оортидам (правильно я назвал эти объекты?) на относительно небольшой скорости. 100 км/с, 1000 км/с... И для этого просто вам потребуется что-то вменяемое строить на Луне. То есть это действительно реальный путь уже сейчас начинать потихоньку что-то делать практически звездолётное (и этот ИНСТРУМЕНТ всегда будет нужен, не заржавеет!). И если бы меня спросили, мол, с чего начать практические работы по звездолётам-разведчикам (пролётным) здесь и сейчас, я бы (как и Дайсон, хотя он эти нюансы не уточнял) поставил бы именно на луч материи. Или эти ваши, Алаксандр, "макроны".
Но не на лазерах!
Чем они лучше того, что толкает Любин по линии шумного пиара с Мильнером-Хокингом? Чем луч материи лучше чем лазерный разгон?
Лазерая пушка, реально имеют ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ СМЫСЛ при больших скоростях. Не ниже 0.1с. Хотя в бумаге Любина тоже есть план как они постепенно будут наращивать скорость зондов до 0.2с (снижая их массу) и первые полетят поближе, к койперам, оорту... Но он явно УМАЛЧИВАЕТ, что именно при таких изначально медленных  миссиях он будет своим лазерным лучом в основном греть космос. Тратить энергию почем зря. Да, зонд у него будет лёгкий (килограмм?) но всё равно привод не годится. Если он разгоняет лазером его до 0.001c, то меньше 0,1% всей энергии лазерного выстрела превратиться в энергию зонда. Это - безумие.
Луч материи этой закономерности лишен. Он конечно в реале не превратить 100% энергии пушки в энергию снаряда а потом в движения зонда. Но получить в сумме ~30% КПД системы, ДЛЯ ЛЮБЫХ СКОРОСТЕЙ именно такое решение, может быть и  позволяет. И поэтому начиная с малых скоростей вы уже сразу вкладываетесь в правильную систему разгона "на вырост". 
Её можно совершенствовать и совершенствовать. И задачи для такой системы сразу существуют.
Единственное достоинство лазера перед пушкой, что Любин хочет установить лазер на Земле и бороться с колебаниями атмосферы... Ну пусть попробует!
Я думаю, что даже поставив лазеры на Луне (что бы не было проблем с атмосферой) он задолбается СТОРОИТЬ и держать интеренференционную картина, пятно Эйри на нужной ему дистанции (хотя она у него ничтожна по сравнению с "нормой"). Это недетская на самом деле задача. Она на уровне, можно сказать, постсингулярного прорыва (хотя глядя как меряют гравитационные волны, есть надежда что проклятье доплеровской аберрации можно победить).
Луч материи нельзя организовать с Земли. Даже не стоит пытаться. Это его минус. Единственные. Если что-то и можно с орбиты, то это тоже будет срала-мазала. Нужно строить базу-пушку на Луне (как я и показал на "плакате"). Разумеется это не должна быть пушка буквально. Но ясно что это должна быть некая разгонная система достаточно сложная и обширная. Скорей всего постепенно наращиваемая, усложняемая... В общем развиваемая.
Главное.
Завершаю. Ещё раз. Услышьте!
Если же вы строите ГИБРИД лазера и луча материи, вы совмещаете НЕДОСТАТКИ обеих систем.
Поэтому, Александр и Иван, говоря грубо, "подотретесь" этими всеми докладами. Они недоросли ещё.
 
Нет, они конечно интересны. И там есть изюм. Мелкий и ценный. Но в целом, концептуально, это НЕДОНОШЕННЫЕ идеи. Хотя идея вообще очень правильная. Я бы сказал самая правильная из всех что мы тут рассматриваем на текущий момент.
Правильней только космический интерферометр для исследования экзопланет.

[alex_semenov]

Лазером разгоняем ваш "макрон"

прочтите уже по ссылке!
Не лазером разгоняются Макроны!

А чем?

10 мегаваттный лазер!
У меня повЫлазЫло, чи шо?
 

Александр, не сердитесь. Я не свосем туплю. Я понял что вы про свою ссылку.
http://toughsf.blogspot.com/2019/11/hypervelocity-macron-accelerators.html#more
Не помню смотлел ли я ее когда то?
Но я имел ввиду то, что запостил Иван.
Там же лазер, верно?
Опять лазер!

[alex_semenov]

Все, что нужно сделать принимающему кораблю, — это поставить препятствие на пути макронов, чтобы при столкновении произошел взрыв плазмы.

А можно я как ослик Иа продолжу тормозить? 

(кликните для показа/скрытия)

-Эй, постойте! Не будьте же ослом!
-Легко сказать! - сказал осёл и побежал дальше...

А как эти ма-а-а-а-хонкие пульки, пардон, м_Эакроны, будут находить корабль? Совсем точно вы же их запусить не сможите. Значит они как-то сами должны активно помогать себе попасть в ту самое препятствие, верно?
Я видел себе это не так... Я мечтал же о "бабочках", "мотыльках"!

 
Хотя... да. Там есть что-то и об этом. Надо таки почитать.
Но главное. Там же всё равно собираются разгонять ВЕС макроны  до одной скорости, верно?
Лучь макронов планируется примитивно-простой, некогерированный с кораблём?
То есть моя идея хитро когерированного с кораблём идеального луча материи там еще не всплыла (слишком сложно, понимаю).
Так?

[alex_semenov]

Интересно какая скорость лазерной абляции достижима? Помниться тампер термоядерной ступени ядрен батона аблирует со скоростью 300 км/с

А не 700 км/с? Я где-то видел вообще оценку до 1000 км/с.
Вообще то при грубых прикиках считается что плазма сработавшего триггера РАЗЛЕТАЕТСЯ со скорсотью 1000 км/с.
А вторичка должна сжаться БЫСТРЕЙ чем плазма первички до нее доберётся. И успеть выгореть. "Ракета" (синяя стрелка) должна еще ускорится, и тут летит, грубо, со скоростью истечения, если не медленней:

300 км/с... это разве что в допотопном Майке? Да и то... маловато...

Здесь у Саблетта:

The Teller-Ulam configuration makes use of the fact that at the high temperatures of a fission bomb 80% or more of the energy exists as soft X-rays, not kinetic energy. The transport of energy by radiation from the fission core greatly exceeds the core's expansion rate (a mere 1000 km/sec or so). It is possible then to use this energy to compress, and ignite a physically separate mass of fusion fuel (the second stage) through radiation implosion before the expanding trigger disrupts it.

Конфигурация Теллера-Улама использует тот факт, что при высоких температурах атомной бомбы 80% или более энергии существует в виде мягкого рентгеновского излучения, а не кинетической энергии. Перенос энергии излучением ядра деления значительно превышает скорость расширения ядра (всего 1000 км/сек или около того). Затем можно использовать эту энергию для сжатия и воспламенения физически отдельной массы термоядерного топлива (вторая ступень) посредством радиационного имплозии до того, как расширяющийся триггер разрушит ее.

[alex_semenov]

Там еще веселее. Первые ступени можно запускать на эллиптичесике траектории вдоль будущей трассы разгона, и когда они начнут возвращаться - они станут проходить  магнитное зеркало спереди и, попадая в фокус, где будет мишень, выделять энергию больше, чем на догонном курсе!

Как страшно жить!

[alex_semenov]

Там утолщение есть, которое по идее даст небольшой выигрышь времени.

Мертвому припарки то утолщение. Для того что бы это утолщение работало как вы горорите оно должно быть как можно ближе к первичке и должен быть зазор между таким вот препятствием и вторичкой. Кстати в ранних совсетских зарядах это так и было. Видите "линзу" между вторичкой и первичкой? Она ОТОДВИНУТА от вторички и придвинута вплотную к первичке:

В первых американских зарядах же всё решало расстояние ну и может быть немного "алюминиевый конус".

Даже если так, то с учетом всех потерь, и распределения ренгена по большой площади тампера должно быть меньше скорость.

Я порылся у Саблетта глубже. На вскидку нашел тут:

For the Mike device this gives:
P = 5.3 x 10^9 bars
m_evap_rate = 0.18 g/cm^2-nanosecond
V_ex = 2.9 x 10^7 cm/sec = 290 km/sec

For the W-80:
P = 6.4 x 10^10 bars
m_evap_rate = 1.5 g/cm^2-nanosecond
V_ex = 4.1 x 10^7 cm/sec = 410 km/sec

The ablation pressures for the Mike and W-80 devices are much greater than the corresponding radiation pressures, by factors of 73 and 46 respectively. This shows that the force exerted by radiation pressure is comparatively small.

From the classical rocket equation given above we can estimate V_imp at maximum efficiency (where 75% of the mass is ablated off) at 400 km/sec (Mike) and 570 km/sec (W-80).

То есть ваши 300 км/с занижены на 100 км/с (Для Майка), мои 700 км/с завышены на 130 км/с (Для W-80).
Хотя, если речь была об V_ex, то вы правы, а я завысил...
Самый умный из нас Иван. Он сразу сказал 500 км/с и ни км/с больше.
Мол, ваши бомбы...
Но я хитро улыбнусь.
Это пока только сжатие вторички. А вот после срабатывания термоядерной ступени...
Даже при тупом разлёте мегатонной бомбы (1 кт/кг) в космосе 5-15% энергии взрыва превращается в разлёт плазмы корпуса бомбы. А это всё-таки ~1000 км/с. И это эксперементально зафиксированная и измеренная скорость разлёта. Не теория (которую норовят всё термодинамически упростить без учёта гидродинамики).
Плюс я "сидя на горшке" как-то вырвал из "старой газеты" замечательную картинку:



Это то, что написал открыто в открытой статье (то есть устаревшие данные, наверняка заниженные), человек сожравший собаку на ядерном оружии и тяговом модуле "Орион" (сам Тед Тейлор).
При 10 кт/кг (RIPPLE ~13 кт/кг ) и 40% в плазму это 5 800 км/с
До "Загадки Дайсона" осталось совсем чуть-чуть!
Так шо, еще не вечер!
"Тема сисек не раскрыта!" (с) Верней не закрыта. Отнюдь!

[alex_semenov]

MenFrame, голубчик, скажите, нафига вы тут так цепко цапаетесь с Татарином (который вот-вот только тут зарегистрировался)?
У вас к нему старые личные счёты на другом форуме? Не на Абазе ли часом?
Человек, кстати (на пару с нашим юным, невнятно разговаривающим другом Sergey E. ) принес сюда, как по мне, крайне интересную идею с термофотопреобразователями и бреггОвскими зеркалами (я даже писать правильно это не научился пока, не то что понять как и что там работает, где ГРАНИЦЫ технологии?) Есть реальный шанс (как мне кажется) поднять удельную мощность космической энергоустоновки, я надеюсь, на порядок... А может и больше? Наивный? Может быть. Надо выяснять.
Кому-то (кто глуп, не образован и до сих пор не знает жизни) это кажется мало и неинтересной фигнёй. 1 квт/кг, 10 квт/кг... Всё одно тысячи лет чапать... Но пошел он в жоп_у такой "умный"!!! Хай молчит в тряпочку, коли дурак!
MenFrame, скажите. Вы же вроде поумней выглядите. Не уже ли интересы дела (то есть интерес к свежей идее) у вас ниже личных амбиций, обезъяних рефлексов кто альфа, кто бетта, кто гамма тут на этом дереве и ветке?

Я вообще заметил нехорошую тонкость у подобных как наше сообществ (неразумно эгалитарных "птичьих базарах"). Как только кто-то приносит пусть сырую но дельную мысль, обязательно в любой (не только этой) теме появляется масса народу и это народ начинает не столько заниматься прорисовыванием данной интересной мысли, сколько выпячивать себя, уводя тему в совсем другие. Мешать. Мол, да фигня всё это! С ней всё ясно! Я уже всё понял! Вот посмотрите, есть совсем друга гениальная идея (и начинает впихивать какую-то совершенно левую хрень, оттягивая внимание на неё!)
Это что?
Птичья глупость?
Продуманная измена?