Двигатель для межзвёздных перелётов

[Vavanzer]

Фотореактор - идея превосходная, просто замечательная; известный Генрих Альтшуллер, автор изобретатеьской
теории ТРИЗ и писатель- фантаст, ухватился бы за неё, как за пример совмещения радиатора и энерговыделяющего
элемента.
К сожалению, вы не инженер и человек технически неграмотный, поэтому вам трудно представить масштабы технических проблем на пути реализации фотореактора,  даже в виде работающего прототипа.
Когда-нибудь он будет создан, но очень нескоро...

Так то по сути, в тугоплавкую прозрачную посудину подходящего размера высыпать гранулы из активного изотопа какого нибудь, он тупо расплавится и наберет температуру, по краям примерно соответствующую излучению от площади посудины))) В центре будет погорячее, будет конвекция.
  Ну и обложить батареями с прозрачной защитой от альфы, беты и гаммы и обратным отражением ненужного ИК. И все заработает))) Самый примитивный вариант!
 
 Более продвинутый варик - то же самое , но подсыпать топливо на цепной реакции до подкритичной массы. Посудину и экраны только более продвинутую сообразить. С отражением и поглощением нейтронов. Если не долбанет в процессе выхода на проектную мощность, от случайного передоза или излишка отраженных нейтронов, то должно заработать!))
   Мне кажется, такую идею вполне могут воплотить для наземных электростанций. С применением зеркал, чтоб такой злой источник света был за толстой перегородкой и не испортил фотоэлементы!)) Можно в середину какой нибудь теплоемкий балласт кинуть. Чтоб сглаживать колебание температуры и не перегревать центральную часть!  Управлять как вариант, за счет отражения нейтронами. Ну и стержнями.
  Причем для ~2000К это не обязательно должен быть именно расплав. И даже не твердый монолит. А какие нибудь "таблетки" топливные, заменяемые, набор из них)))
 
  Скорее всего над этим уже давно работают. И быть может даже в скором времени наконец-то откажутся от "парового котла". Или задействуют его для повышения КПД системы, преобразования неусваемого фотоэлементами тепла в полезное электричество! КПД электростанций сильно возрастет. Бестолкового тепла будет меньше выделяться. И меньше движущихся, подверженных износу и эрозии элементов.

 В космическом варианте чуть посложнее, тк нужна радиационная защита. Жесткие ограничения по массе. Но для межпланетного разгона сойдет. Ну и для миссий "в один конец", на изотопах, одноразовый реактор-движок. Разгонится насколько сможет, облетев по пути то что надо, а дальше пусть летит как Вояджер, в бездну)))

[Vavanzer]

  Вот вспомнил. С полгода назад, когда тут пошло активное обсуждение реактора с фотоэлементами, решил полазить по сети, поискать что нибудь необычное. Набрел на какую то статью российского исследователя, точнее даже работу, относительно старую. Там была идея с комбинированным топливом. Где 2 изотопа с разным коэфициентом размножения нейтронов в смеси еще с какими то элементами, замедлителями, поглотителями. Уран 235 вроде и еще какой то легкий элемент , у которого 1 нейтрон вылетает после погложения 1го. Получается более "спокойная" версия цепной реакции. Не развивающаяся в геометрическойпрогрессии. Ссылку в тему вродь выкладывал. Но ее пролетели, Семенов как всегда заваливал тему своим хламом со свалки истории...
  Но чисто на вскидку, какая то долгоиграющая и регулируемая система реактора высокотемпературного вполне возможна. Просто ей никто толком не занимается. Зациклились на решении каких то приземленных колхозных задач, забыв напроч о неосвоенном космосе!)

 А так то в целом идея реактора-лампочки вполне интересная. Тк сразу отсекается большое количество ненужного тяжеленного хлама , в лице парового котла с теплообменниками и генератором))) И всякими там радиаторами, насосами, теплоносителями.  Вся эта "мертвечина" в космосе неуместна!  И без нее хватает барахла жизненно необходимого, сжирающего приличную долю полезной нагрузки! 

[alex_semenov]

Лазер - это слабоупорядоченная лавина вынужденных переходов между энергетическими уровнями атомов в которой одному из направлений дается определенное преимущество. Преимущество это задается конструкционно или технологически. Вот как в рубиновом лазере кванты света излучаются радиально во все стороны, но марафонский забег с нарастанием и упорядочиванием попадает только направление параллельное оси "оптического резонатора". А остальные куда!? Вот это они и отъедают К.П.Д. лазера, и это неразрешимая проблема, без тех "неучтенных" - никак. Удается подхватывать индуцированный свет со всех направлений только в оптоволоконных системах(ввиду строения оптоволокона относительно оптических волн определенных диапазонов). Потому очевидно что 40% это оптимистический предел и то не для всех волн и конструкций. И делать упор что техника так развивается что лет через 200 стоит ожидать 200% увеличения К.П.Д. таких систем не стоит.

Не ожидал что вы такой балбес в лазерной технологии. Ваше объяснение эффективности оптоволокннных лазеров - полный отстой. Вы сами придумали?
И сейчас я вам докажу почему вы тут несёте полный бред. Моего куцего образования на этот счёт - более чем достаточно.

Спонтанное излучение

Спонтанное излучение, или спонтанное испускание, — процесс самопроизвольного испускания электромагнитного излучения квантовыми системами (атомами, молекулами) при их переходе из возбуждённого состояния в стабильное.

Вынужденное излучение

Вы́нужденное излуче́ние, индуци́рованное излучение — генерация нового фотона при переходе квантовой системы (атома, молекулы, ядра и т. д.) между двумя состояниями (с более высокого на более низкий энергетический уровень) под воздействием индуцирующего фотона, энергия которого равна разности энергий этих состояний. Созданный фотон имеет ту же энергию, импульс, поляризацию, а также направление распространения, что и индуцирующий фотон (который при этом не поглощается). Оба фотона являются когерентными.

Вот мурзилка, как работает лазер где используется понятие вынужденное и спонтанное излучение, только спонтанное тут названо "обычным" и это так и есть:

Обычное излучение света происходит, когда электрон, находящийся на высокоэнергетической орбите переходит на нижнюю орбиту (А). Вынужденное излучение (В) вызывается фотоном, излученным другим атомом. В лазере (С) большинство атомов переходят в высокоэнергетическое состояние за счет накачки энергии. Некоторые атомы начинают самопроизвольно излучать фотоны,а зеркала, расположенные с обеих сторон, возвращают эти фотоны в рабочий объем, что приводит к вынужденному излучению других атомов, до тех пор, пока все атомы не перейдут в низкоэнергетическое состояние. Свет выходит из лазера через одно из зеркал. Обычный сеет (D) — это смесь различных частот, двигающихся в различных направлениях, в то время как ла зерный свет (Е) имеет единую частоту и движется в одном направлении, в фазе со всеми волнами Первый лазер (F) состоял из синтетического кристалла, вокруг которого располагались лампа-вспышка (для накачки энергии) и пара отражательных зеркал.

Если бы оптоволоконный лазер, как вы утверждаете, собирал бы не только вынужденное излучение (идущее строго вдоль резонатора), но  и СПОНТАННОЕ излучение (летящее куда попало), то луч волоконного лазера не был бы "лазерным". От слова "совсем". То есть всё ваше объяснение - полный и абсолютный отстой.

Собственно, в нашем случае нашему лазеру резонатор может вообще не понадобится (для формирования луча). Он скорей всего будет работать в режиме однопроходного УСИЛИТЕЛЯ (все мощные и особенно импульсные лазеры так и работают).
В курсе что это такое?
Вы накачиваете среду, а потом через нее с одной стороны запускаете "опорный луч" (менее мощного лазера нужной частоты и качества) и этот луч добираясь от одного конца активной среды к другой собирает по пути вынужденое излучение. Он "струшивает" возбуждённые атомы цепной лавиной.
СТРОГО В НУЖНОМ НАПРАВЛЕНИИ.

То есть все эти игрища с само-организацией направленного излучения в среде из спонтанных квантов (когда отдельные, случайно-правильные спонтанные кванты, бегая между зеркалами резонатора и "агитируют" вынужденное излучение стать однонаправленным с ними, а спонтанное неправильные кванты, просто становится исчезающе-малым меньшинством) - игры для куба более маломощных лазеров. И хотя я не знаю, но по-моему спонтанное излучение в любом лазере после начала процесса быстро стремиться к нулю. Нет?

Просто прикиньте. Длина лазера у нас 1 км. 1000 м. Свет в вакууме (а у нас там почти вакуум) движется 30 см - наносекунда. 1 метр - 3 наносекунды (примерно). То есть 1 км - это 3000 наносекунд. 3 микросекунды один проход света от одного края к другому. Для того что бы сформировать лазерный луч между резонаторами вам нужно ну хотя бы 100 проходов... То есть...0.1 миллисекуна. Для 10 нс импульса? Дурная идея. Нужен сразу достаточно мощный короткий задающий луч с одного конца и одним проходом вы получаете в триллионы триллионов  раз усиленный луч на другом конце. Никаких резонаторов. Всё.

Собственно, Моисеев, тут недавно именно эту схему и показывал:



И меня тут знаете что заинтересовало, братцы?
Плазма...
Неуже ли плазма может работать в режиме генератора излучения? Как? Хотя, да. Если вещество плазмы имеет нехилый Z и не полностью ионизировано, то почему не полностью ионизированные атомы не могут работать в лазере?

Что меня тут заинтересовало. А рабочая температура среды какая? Дело в том что лазеры прежде чем накачать, надо охладить до нужной температуры. Достаточно низкой. А вот хорошо бы было бы иметь среду, у которой рабочая температура, скажем 5 000 или 15 000 К!
Это было бы - идеально с точки зрения слива потом (после импульса) температуры в окружающую среду.

[Vavanzer]

Просто прикиньте. Длина лазера у нас 1 км. 1000 м.

   А про поглощение в средах забыли )))))))
Еще в детских книжках про это писали, помнится, что лазер невозможно сделать слишком длинным, по этой причине.
И еще покакой то другой его нельзя было сделать слишком толстым!))))
  Еще, была проблема в выращивании крупной  упорядоченной структуры излучателя. Там не тупо кусок материалла если что!

 Все бы так вот легко и просто, как в фантазиях Семенова, это все бы давно уже воплотили и кучу еще более продвинутых версий понаделали! И стоило бы это все копейки, тк типа должно быть не сложнее черенка для лопаты)))
  В реальности все по другому. Физика вещей преподносит разные сюрпризы и препятствия, с которыми борются много лет толпы ученых, в различных серьезные учреждених с приличным финансированием!

 Так что километровый лазер как раз таки и есть тот самый

полный бред

Он сам себя же и сожжет и взорвется)))   Если выйти на космические мощности!))

[Иван Моисеев]

Так что километровый лазер как раз таки и есть тот самый
Цитата: alex_semenov от Сегодня в 01:10:58

    полный бред

Он сам себя же и сожжет и взорвется)))   Если выйти на космические мощности!))

Сотрудники Института автоматики и электрометрии Сибирского отделения РАН совместно с коллегами из британского Университета Астон создали самый длинный в мире азер. Его длина составляет 300 километров.

[Vavanzer]

Так что километровый лазер как раз таки и есть тот самый
Цитата: alex_semenov от Сегодня в 01:10:58

    полный бред

Он сам себя же и сожжет и взорвется)))   Если выйти на космические мощности!))

Сотрудники Института автоматики и электрометрии Сибирского отделения РАН совместно с коллегами из британского Университета Астон создали самый длинный в мире азер. Его длина составляет 300 километров.

И толку от него? Он уже полетел к звездам!?))) Если даже кварцевое волокно имеет поглощение в проценты на километр! Эти 300км для других целей сделаны!
 Все эти лазеры для передачи сигнала в оптоволокне тут не в тему)))) У них сигнал для уверенной фиксации чувствительным приемником расчитан, маломощный.
  Тут уместны мощные , с высокой плотностью излучения.

[Иван Моисеев]

И толку от него?

Спросите у англосаксов.
Надо думать, что они специально его сделали, чтобы Vavanzer в лужу посадить.

[Vavanzer]

И толку от него?

Спросите у англосаксов.
Надо думать, что они специально его сделали, чтобы Vavanzer в лужу посадить.

   Я уже давно в луже))) Так что зря стараются!))

 Суть то вот в чем. Делают делают что то ьютам рекордное, суперское. Куча новостей каждый жень  о всяких сногсшибательных технологических достижениях, о каких то изобретениях, научных "прорывах". Уже лет 30 это прожолжается. Но.
  Ничего кардинально не меняется! Все технологии по итогу "мелочные". Эпоха технических рекордов прошла! В каждом направлении уперлись во что то, и размеры достижений толком не растут. В некий потолок, и с последующим небольшим откатом в оптиум.

 Оно в принципе и понятно, что в технике не возможно бесконечно наращивать масштаб, и чтоб характеристики тоже линейно возрастали, и не перекрывались еще большим ростом отрицательных факторов. По этому многие фантастические гигантские проекты не воплощались или не воплотились... И теперь выглядят ну так себе. Лишь воображение будоражат!)

[Иван Моисеев]

Ничего кардинально не меняется!

Вы были бы правы, если бы написали: - "Я ничего не знаю о кардинальных изменениях. Потому что ничего не читаю". Не далее, чем вчера, здесь привели ссылку, в которой эти изменения популярно и вкратце (всего на 10 страницах) описаны. 

[Vavanzer]

Ничего кардинально не меняется!

Вы были бы правы, если бы написали: - "Я ничего не знаю о кардинальных изменениях. Потому что ничего не читаю". Не далее, чем вчера, здесь привели ссылку, в которой эти изменения популярно и вкратце (всего на 10 страницах) описаны.

   Принципиально и масштабно ничего кардинально не меняется. Все тот же асфальт, все ье же машины на 4х колесах, все те же самолеты на керосине, все те же ракеты с вертикальным взлетом на химической тяге.
  Честно говоря, уже не так интересно читать многие новости, тк понятно что мало что изменится, да и вовсе большинство достижений так и не было и не будет введено в эксплуатацию!

  Недавно встречал статейку о графене. В свое время нашумевший материал, типа там такое будущее рисовали, такие небывалые достижения можно с ним сделать. И супер-процессоры, и супер-конструеции и много еще чено... И! Все тупо уперлось что этот графен крайне дорого и сложно получать в крупных масштабах. Формировать большие однородные структуры. В итоге он так и остался чем то полу-лабораторным. Хоть иуспешно и применяется где то... Но каих то чудес не происходит! И так буквально во всем почти. Прогресс сильно пробуксовывает, хоть и идет вперед!

[Иван Моисеев]

Принципиально и масштабно ничего кардинально не меняется.

Докажите.

[Vavanzer]

Принципиально и масштабно ничего кардинально не меняется.

Докажите.

Просто посмотри вокруг))) Нет ничего принципиально нового! Все в основном - развитие старого, идей начала 20го века)))
  Звездолеты не летают, их вообще нет. К планетам тоже летим с черепашьей скоростью месяцами и годами! Запустить какой то автоматический зонд или марсоход - целое событие раз в год и еще годы ожиданий его прилета ! И все еще это крайне сложное и дорогое мероприятие. 
  С промышленным термоядером тоже ступор. Нет его и не предвидится в ближайшее время. Что бы там не заявляли, ни разу не оправдалось в сроках)))   
  Проектов существенных по альтернативе химическим ракетам для запусков с Земли тоже толком нет. Тупо дожимают "старый" техпроцесс на кислороде и углеводородах!)) Реализуемых проектов на стадии строительства, всмысле. Не рекламно-бумажных)))

  Прогресс только в том что световоры стали светожиодные, их намного юольше, и камеры на каждом шагу штрафуют    Прогресс "великой цивилизации"))) Машин еще стало раз в 50 больше, навороты всякие в них натолкали, лампочки светодиодные и электро-моторчики в каждую щель !))) Прогрессище! Количественно - да, качественно - нет. Летали бы на антигравитационных тачках, вот это был бы реальный прогресс))) 

[Иван Моисеев]

Звездолеты не летают, их вообще нет.

Это известно широким слоям дорогих россиян.
Но от вас ждут доказательства того, что "Принципиально и масштабно ничего кардинально не меняется."
Вот и доказывайте.

[Алексей Николаевич.]

Опять троллинг и уход от темы.
А зачем?

[Vavanzer]

Звездолеты не летают, их вообще нет.

Это известно широким слоям дорогих россиян.
Но от вас ждут доказательства того, что "Принципиально и масштабно ничего кардинально не меняется."
Вот и доказывайте.

Давай начнем с того, что я пишу в первую очередь в контексте обсуждаемой темы. Всего остального касаюсь когда это косвенно имеет отношение к данной теме, тк сферы применения тех или иных достижений пересекаются.
 Даже взять тот же самый термоядер. Его в нескольких направлениях можно применять. Но до сих пор его успешно применили только в разрушительных целях, и ушли от этого. "Мирный атом" же так и не получился с термоядером. Только "злой атом" прокатил.
 И достаточно посмотреть как выглядят все эти установки, прикинуть их массу, и мизерный да еще и редкий выход термоядерной энерги, и станет ясно что для звезд это все точно никак и совсем не пригодно ! Даже для межпланетного транспорта.
  А пока нет компактной установки, нет смысла что то там дальше считать, тк ее характеристики не известны, потому что ее нет!)) И именно от них вся остальная конструкция космолета будет зависеть, доп-обвес, масса , размеры и пр. Так же как и вообще применимость для данных целей.

[Иван Моисеев]

А пока нет компактной установки, нет смысла что то там дальше считать, тк ее характеристики не известны, потому что ее нет!)) И именно от них вся остальная конструкция космолета будет зависеть, доп-обвес, масса , размеры и пр. Так же как и вообще применимость для данных целей.

Пока нет компактной установки, интересно посмотреть, что и как можно сделать с не компактной установкой.
А если кому не интересно - можно прочитать название темы и перейти в тему о существующих двигателях.

[Vavanzer]

Опять троллинг и уход от темы.
А зачем?

Как раз таки все по теме. Я за тотчтоб перестать обсуждать заведомо безнадежное, да еще и наткаком то примитивном уровне, полуутопическом, без желания вникать в каждую деталь! 

  Вот к примеру вопрос об эффективной передаче ударного импульса, имеющего скорость в тышши км/с толком нигде не обсуждался. Наверное только в тех конторах его полнимали, все эти Тейлоры, Дайсоны и прочи исследователи))
  Но ни в одном популярном журнале не говорится про то что ядерный взрыв в вакууме просто в пыль превратит любой обьект на определенную глубину его структуры, в зависимости от мощности и расстояния. И последующая ударная волна не загасится никакими привычными амортизаторами)))

 В атмосферных испытаниях у нас между обьектом и эпицентром взрыва есть "демпфер" в виде атмосферного воздуха. И он принимает на себя удар, и огромная вовлекаемая в процесс масса смягчает ударную волну по мере роста диаметра распространения механической энергии взрыва!
 В вакууме этого нет. И соотвественно, никакого смягчения тоже. Можно поставить между зарядом и отражателем пузырь с газом. Это смягчит удар, но снизит УИ системы. Но после контакта с "плитой" этот удар уже никто не смягчит. Он пойдет на создание ударной волны по всей конструкции, на разрушение ее структуры. Слишком резкая передача импульса получается. Мощность импульса (за единицу времени оч короткого) неприемлемая.
   Отдаление зарядов приведет к тому, что будут большие потери.  Соотношение расстояния до заряда к радиусу  плиты у нас 4R^2/r^2 будет. Т.е если в 100 м взрываем от плиты радиусом 10 м, получаем потерю в 400раз, остальное просто полетит по всем направлениям!)))

 Остается только подставить массу плиты и различные мощности зарядиков, подогнать давление под приемлемое... И вообще понять, при каком соотношении все это заработает и не развалится. Но, радиацию и бешеную скорость молекул никто не отменяет. Они врежутся глубоко в структуру плиты, и неминуемо эта энергия испарит ее часть.
   Эти вопросы просто обычно обходят, избегают. И не спроста... Мне интересно подробнее с этим разобраться!

[Vavanzer]

Пока нет компактной установки, интересно посмотреть, что и как можно сделать с не компактной установкой.

   Некомпактная пока что тоже не работает. Да и закономерный вопрос возникает. Что мешает ее уже сейчас сделать компактной и недорогой? Материалы и работа с ними в этой сфере оч недешево стоят!))) Да и не спроста она такая тяжеленная, сложная и некомпактная. На этих термоядерных эксперементальных установках тоже не дураки работают и строят все это. Передовые инженеры и ядерщики!))) Всяких чудиков туда не берут!))

[Иван Моисеев]

Да и закономерный вопрос возникает. Что мешает ее уже сейчас сделать компактной и недорогой?

А вы подумайте и ответьте на свой вопрос.

[Алексей Николаевич.]

Эти вопросы просто обычно обходят, избегают

Вы только один вариант рассматриваете и критикуете.
Ну,может что то не так нарисовано ещё при тех его создателях.
И может это и вызывает отторжение земного инженеринга традиционного.
Будьте выше этого.
Не отметайте а пробуйте обходить неразрешимые с вашей точки  зрения места и находить решения.
Допустим обычный взрыволёт неэффективен.
Но примите пару аксиом.
Что у нас есть наиболее мощное из доступной энергии?
Только термояд.
В виде зарядов,бомбы.
Люди подумали как применить то что есть.
Придумали взрыволёты.

Ведь когда-то идея лошадь использовать для транспорта казалась дикой, - как это, лошадь сильное и свободное животное, как её заставить куда надо ехать?
Ничё, справились.

Допустим с плитой и внешним взрыванием вам не нравится.
Развивайте идею с взрывными камерами и впрыском рабочего тела.
Оно же и охлаждает и защищает стенки камеры.
Куча моментов для регулировки и тяги и скорости истечения.
Можно подобрать параметры, вообще не будет износа стенок камер.
Разгон - несколько дней, зависит от задачи.
Как планетолёт просто прекрасно.
Как звездолёт,тоже возможно, при большем разгоне...
Далее классика полёта.
Много нерешённых вопросов.
Но они не нарушают законы физики,эти вопросы.
Ядерная энергетика неплохо изучена, бомбы делать хорошие научились...