Двигатель для межзвёздных перелётов

[cryon]

Рабочая идея  это то что можно математически просчитать и  с чем согласен чат джпити.
У меня сейчас это только миссия телескопа на вращающихся тросах для точного поиска росс128b на расстоянии 700 а.е. от солнца на двигателе фотореактор пока без автофага на ионнике.

[PathFinder]

У меня сейчас это только миссия телескопа на вращающихся тросах

А вращающиеся тросы для чего? По одной этой фразе не очень понятно, что имеется ввиду. Хотя, может быть, я что-то пропустил в обсуждении.

[Vavanzer]

Рабочая идея  это то что можно математически просчитать и  с чем согласен чат джпити.

Так можно и нерабочие варианты так же математически обсчитать))) И выявить. Это обычная практика. Причем , считают то комплексно. Не только на уровне теоретической реактивной тяги и прочих общих факторов. А еще и экономическую составляющую, материальную, производственную, экологическую.  Это комплексный нормальный здравый расчет.   Там в частности и выявляются эти "чемоданы с батарейками" к тем самым крутым часам говорящим)))

  К примеру, идеологи движков на термоядерной плазме сознательно избегают вопросы , касающиеся массы всей установки и источника питания))) Потому что это слишком огромный "чемодан", даже больше чем вагон,  к микроскопическим "часам".  Да еще и не работающий до сих пор в непрерывном режиме, и никому не известно, какое массу термоядерных компонентов сможет переработать 1 установка за время ее безремонтного функционирования. Может быть едва ли 1 тонну, при массе всех систем в миллионы тонн)))

[Маковец]

осилил всю тему. Итог, вывод  - сегодня нет двигателя для межзвездных полетов.
 Только радужные прожекты.

[Алексей Николаевич.]

осилил всю тему. Итог, вывод  - сегодня нет двигателя для межзвездных полетов.
 Только радужные прожекты.

Проще было новости посмотреть.

[alex_semenov]

осилил всю тему. Итог, вывод  - сегодня нет двигателя для межзвездных полетов.
 Только радужные прожекты.

Что значит "нет"?
Нет в металле, как готовой разработки? Да нет. Так у нас на планете нет в металле много чего...
Скажем, водородных бомб мощностью более 10 мегатонн. Их ФИЗИЧЕСКИ нет ни у кого на планете сейчас. Хотя... были. Но теперь - нет. Или нет сверхзвуковых пассажирских самолётов. Нет ни одного. Не летают (только в музее как динозавры). А летали...



Нет в смысле, нет даже ХОРОШО НАУЧНО ОБОСНОВАННОЙ ИДЕИ?
А вот тут вы не правы.
Очень.
Я утверждал и продолжаю утверждать что у нас уже есть ПОЛНЫЙ СПЕКТР ИДЕЙ для полёта между звездами.



Осталось уточнить ИНЖЕНЕРНЫЕ детали, довести до воплощения в железо. Хотя граница между инженерией и наукой тут размыта.
И да, это может потребовать 300-1000 лет.
Основное препятствие - у нас не видно пока потребности в этом.
И долго еще не будет (была бы потребность создали бы всё в металле за 50-100 лет).
То есть межзвездные полёты будут чисто теоретическим вопросом еще очень долго.
Но вопроса о том КАК добраться до звёзд? - нет уже.
Я выкадвал весь спектр возможностей "как".
Вопрос лишь в том как быстро вы хотите и что готовы за это "заплатить" (как долго готовы ждать)?

[alex_semenov]

Кстати. Вот тут Штерн продолжает отвечать на вопросы:

https://www.youtube.com/watch?v=OZerX6KH2Qs

И хотя была заявлена на обсуждение "Мир в скорлупе", но по-сути обсуждение книги сорвалось, с него по-прежнему не слазят с вопросами по "Ковчегу" и астрофизике. То есть, хотя Штерн пытается растечься по интересным ему темам (познание мира, тяжёлая судьба человечства), астрофизика и межзвездные переселения - это всё что народу от него надо. Гуманитарный Штерн мало кому интересен.

Так вот. Тут ему кто-то задал вопрос про 1000 тонный лазерный парус. Штерн в уме посчитал энергию для 0.1с  и сказал, что это в 100 (или 1000?) раз больше чем потребляет вся наша цивилизация сейчас. Мол, это - нереально. Даже и не пытайтесь о таком думать!


Были вопросы и о сверхдлительных сверхдешёвых миссиях (почему-то заявлены миллионы лет в пути, на самом деле даже "вояджеры" будет к ближайшим звездам  лететь десятки, ну сотни тысяч лет но не миллионы), о направленной панспермии "подешёвке". Почти всё что тут годами люди несут толпами (люди удивительно-одинаково мыслят. Я сам - среднестатистический). Он сказал, что не получится так, потому что радиация... В общем - слушайте.

[alex_semenov]

Вот конкретно вопрос к Штерну:

01:57:10 Можно ли гипотетически разогнать при помощи лазеров тысячетонный ковчег

https://www.youtube.com/watch?v=OZerX6KH2Qs&t=7030s

Проверил как Штерн считает в уме.  Ну да. Хорошо считает, как физик. С точностью до показателя экспоненты.

F = M*a = 1000 000 кг * 10м/с² = 1e7Н

Давление света на идеальное зеркало:  F=2W/с

W = 1e+7Н * 3e+8 м/с * (1/2) =1,5E+15 Ватт
Ну да 1500 терраватт.
Ну если потребление Земли 15 тераватт, то так и получается, в 100 раз больше чем вся Земля сейчас потребляет.

Дистанция разгона, она же предельная фокусировка луча. Равномерное ускорение S=V^2/2/a

(0,1*3e+8)^2/2/10 = 4,5E+13 м. Ну да, это 1.7 св. дня.

Штерн предоставляет вам самим принимать решение, мол, разумно ли на ТАКОЕ рассчитывать?
Ему это НЕ ИНТЕНЕСНО.
То есть он считает это - безумием. Штерн как и большинство ХОРОШИХ физиков (с мощной советской физико-математической школой) предельно ПЕССИМЕСТИЧЕН по поводу перспектив роста человечества. Он считает, например, как AlexAV, что никакой половины НТР у нас уже нет. Мы уже на верхней границе плато. И поэтому даже 1000 тонный лазерный парус на 0.1с - это безумные бессмысленные фантазии.
Кстати, да, КПД процесса разгона будет ничтожным. Просто посчитаем. Время ускорения (0.1*3e8)/10 = 3e+6 c. Тогда полная энергия луча (только луча!) 3e+6*1,5E+15=4,5E+21 Дж, а кинетическая энергия 1000 тонного корабля на 0.1с (по Ньютону) в 10 раз меньше. То есть КПД процесса разгона 10%.  Но общий будет еще ниже порядка 5-3%.
Это то, о чём Штерн в начале и говорит, что мол свет - очень неэффективнен. Да, на скоростях далёких от света - неэффективен.
Но.
Что я хочу сказать?
Всякий ДЕБИЛ, который придёт сюда в очередной раз "пос-с-ать" или "выс-рать-ся" своим "высоэкспертным разочарованием", мол нет способа летать к звёздам.
Лазерный парус вполне себе ФИЗИЧЕСКИ РЕАЛИЗУЕМЫЙ способ быстро (даже релятивистски) добраться к звёздам. Ближайшим, далёким...

УЯСНИТЕ ЭТО СЕБЕ В КОНЦЕ КОНЦОВ!!!



Это по-сути такой же прорыв в терории звзедоплавания как формула Цилоковского (что с Земли можно улететь на ракете) в теории космонавтики.
Ну как этого можно не понимать?
Как можно быть такими слепыми баранами?
 

Да, это очень дорого. Но реальная физика вам и не может предложить способа ДЕШЕВЛЕ.
Если вы допускаете, что есть способы дешевле - вы идиот. Вы ФИЗИЧЕСКИЙ идиот.

То есть всякий "высер" тут, типа... не будем цитировать, мол способа движения нет (и надо искать с перломутровыми пуговицами) - это злобная провокация алфизических ждунов.

Лазерный парус - гарантированная технология быстрого полёта. И всё что осталось нам искать в области межзвездных полётов - это более МЕДЛЕННЫЕ (и потому менее энергозатратные) способы. Тот же термоядерный звездолёт, например.

Я напомню, что в принципе, если бы у нас была энергоустановка, производящая электрическую энергию из атомной с удельной мощностью в 30 000 ватт/кг, то мы могли бы добраться до А. Центавры на ядерной-ионной ракете (все технологии НАЛИЧЕСТВУЮТ) за 150 лет используя 8 ступеней.


Учитывая что "Вояджер" уже 40 лет летит, 150 лет даже для чисто исследовательской экспедиции - это вполне себе реальный срок.
Но у нас сейчас есть 30 ватт/кг, а не 30 000... И в этом - преграда снизу.

Прорывом за эту преграду был бы, скорей всего, бомболёт. Но... он запрещён-заколдован злыми борцунами за мир (и желательно весь).

[alex_semenov]

По духу и реальности правы Вы, безусловно Вы. Единственное человеческое начинание ( пусть даже эстетическое ), протяжённое во времени на тысячелетия это пирамиды Египта. Проекты, предусматривающие срок исполнения в сотни лет это не более чем хотелки горе-прожектёров разной степени образованности, плюющих на те очевидные неразрешимости, которые были, есть и будут.

Вы лжёте, натягивая сову на глобус. Любое государство-культура - это уже некий цивилизационный прожект. И такой проект ОБЫЧНО существует по 1000 и более лет (условный счётчик Хайфлика тут >40 колен-поколений). Цивилизация исчезнувшая менее чем через 100 лет (например проект СССР, скоро это ждёт и Евросоюз, он и пол века не просуществует) считается ПРОВАЛЬНОЙ. Даже более 200 лет США - это слишком молодо и ещё не зрело. США еще не пережили в своей истории Момент Истины...
Так что не надо тут манипулировать. 500 летние полёты - вполне в масштабах времени ТИПИЧНОГО цивилизационного проекта.

Ну и главное. Я же сказал. Хотите быстро и/или далеко летать (да хоть с релятивистским сжатием времени!) - стройте астросооружения- излучатели. И главное (чего не избежать никак) раскошеливайтесь на ЧУДОВИЩНЫЕ затраты энергии при этом. Именно что технология быстрых перемещений - лазерный парус - нам вполне уже очевидна. В ней нет ничего инженерно-немыслимого. Только гигантские экономические и технологические трудности, преодоление которых связано с возникновением цивилизационной необходимости.

Но вообще же глядя на то, сколько внутренних ресурсов ЖИЗНЬ тратит на размножение (а межзвездные полёты - это способ размножения цивилизаций) я не удивлён что это может быть настолько дорого. Это действительно в русле того что мы знаем об Организованной Материи.
То есть. Люди тут вертящие носом, мол, всё предложенное - слишком сложно и дорого - ДЕБИЛЫ НЕДОРАЗВИТЫЕ. Они не понимают смысла задачи, которую тут меряют "не по сеньке" (под себя, свой сиюминутный жлобизм). Это умственно отсталые существа. Потребляди выросшие на дурацком аниме. Инфанты-однодневки. Четвёртоё поколение по Ибн-Хальдуру, которое и порождает "плохие времена". Продукт эпохи заката Запада. Где-то так.

[Vavanzer]

осилил всю тему. Итог, вывод  - сегодня нет двигателя для межзвездных полетов.
 Только радужные прожекты.

Так оно и есть))) Даже перспективного мощного ионника нет!)) Хотя по сути то он есть, только для других целей ускорители плазмы создают уже давно!))

[Vavanzer]

Я утверждал и продолжаю утверждать что у нас уже есть ПОЛНЫЙ СПЕКТР ИДЕЙ для полёта между звездами.

Только эти идеи из разряда :

И да, это может потребовать 300-1000 лет.

По этому и:

Основное препятствие - у нас не видно пока потребности в этом.

  Потому и нет потоебности в таких идеях, на которые потребуется 300-1000 лет!))
  Во первых пока непосильно многие из них воплотить. Во вторых, пока их будут воплощать, тратить колоссальные ресурсы (как на старые громоздкие РЛС, к примеру), возникнут новые идеи и технологии, и все это в металлолом отправится!
 

Я выкадвал весь спектр возможностей "как".

То же самое что и с помошью пороховой пушки лететь на Луну))))  

 

Но у нас сейчас есть 30 ватт/кг, а не 30 000... И в этом - преграда снизу.

  Наверное, есть гораздо больше, в прототипах различных.
  Вот к примеру. Как один из успехов в данном направлении.
https://1prime.ru/20180531/828884686.html
https://www.ippe.ru/nuclear-power/small-power-npp/744-sub-megawatt-autonomous-power-source
http://forum.atominfo.ru/index.php?showtopic=1300
 Там правда, система на тепловых трубках, что не есть хорошо. Предподчтительнее конечно прямая передача излучением... Но все же уже вперед.

[Иван Моисеев]

Проект "Досанг" - абрис
Часть 1.
Цель
Рассмотреть возможность доставки группы людей в систему Альфы Центавра за время меньшее, чем 100 лет.
Общая схема
В течении следующих 200 лет можно разработать конструкцию, построить и запустить эскадру из 10 межзвездных кораблей на ЛТЯРД типа HWN (разработки Р. Хайда, Л. Вуда и Дж. Наколлса, 1972 г.). Каждый корабль несет экипаж из тысячи человек на старте с возможным удвоением к моменту прибытия в систему Альфы Центавра. Эскадру сопровождают 3-5 беспилотных (посещаемых) аппарата служебного назначения (общеремонтный, связи).
Технологии
Большая часть технологий, используемых в проекте, существует. Создание ряда ключевых технологий, связанных с работой двигателя, требует умеренного прогресса во временных рамках 50-150 лет.
 
Табл.1. Основные параметры одного корабля и траектории перелета
Параметр   Обозначение   Значение
      СИ   Внесистемные
Общие
Дистанция перелета   S   4,12E+16   м   4,36    св.год
Время перелета   T   3,11E+09   с   98,71   год
Масса стартовая   M0   5,77E+09   кг   5,77   млн т
Масса конечная   Me   2,00E+08   кг   200   тыс т
Скорость истечения   w   1,00E+07   м/с      
Расход массы   mt   5,00   кг/с      
Скорость крейсерская   Vmax   1,68E+07   м/с   5,61%   c
Тяга   P   5,00E+07   Н   5096,84   тонн
Ускорение на старте   a0   0,0087   м/с2   0,09%   g
Ускорение на финише   ae   0,25   м/с2   2,55%   g
Траектория
Участок ускорения
   Ta   9,39E+08   с   29,76   год
   Sa   5,78E+15      0,61    св.год
   Mae   1,07E+09   кг   1,07   млн т
Пассивный участок
   Tp   2,00E+09   с   63,41   год
   Sp   3,36E+16   м   3,55    св.год
Участок торможения
   Tb   1,75E+08   с   5,54   год
   Sb   1,86E+15   м   0,20    св.год
Форматированная табл. см:

[Иван Моисеев]

Проект "Досанг" - абрис
Часть 2
Конструкция
Конструкция корабля определяется следующими основными блоками (от носа к корме).
1.   Топливный блок.
2.   Блок искусственной гравитации (ИГ).
3.    Служебный отсек.
4.   Лазерный пакет.
5.   Радиаторы.
6.   Сборка камер сгорания (КС).

Общий вид представлен на рис.1

В целом корабль имеет форму цилиндра 1 км в диаметре и 1,5 км длиной (без учета радиаторов).
Описание блоков
1.   Топливный блок.
Двигатели корабля используют термоядерную реакцию:
p + 11B →3 4He + 8,7 MeV.
Идеальная скорость истечения для этой реакции - 1,18E+07 м/с.
Топливо хранится на борту в виде кубических контейнеров из бора, содержащие пентаборан (B5H9) в твердом виде.
Параметры контейнера:
Масса контейнера - 1000 кг
Масса бора - 410 кг
Масса пентаборана - 590 кг
Объем контейнера - 1,129 м3
Длина контейнера - 1,041 м
Контейнеры располагаются вокруг Блока ИГ, образуя тороид вокруг вращающихся жилых отсеков и сферу вокруг центрального жилого бока.
Толщина стенок топлива тороида и сферы одинакова и составляет:
 - на старте: 10,77 м;
- в начале торможения: 1,98 м;
- по прибытии: 0 м.
2. Блок искусственной гравитации.
Блок ИГ состоит из (см. рис. 1):
- центрального шара диаметром 80 м;
- четырех периферийных шаров диаметром 50 м;
- четырех соединительных тоннеле диаметром 5 м и длиной 410 м.
Блок ИГ вращается со скоростью 0,14 рад/с (0,02 об/с) для создания на периферии гравитации в 1 g.
Блок заполнен воздухом под давлением 1 атм.
Силовая конструкция блока выполнена из боропластика и имеет массу 2000 тонн.
Общий объем Блока ИГ 426864 м3, что дает 427 м3 на человека.
Энергопотребление Блока ИГ - 100 МВт.      
3. Служебный отсек.
Служебный отсек основан на силовой ферме, к которой крепится блок ИГ и Топливный блок с одной стороны и Двигательная установка (ДУ) - с другой.
Служебный отсек содержит модули обеспечения Блока ИГ и ДУ. Не герметизирован, но содержат герметичные блоки и тоннели обслуживания.
Основные модули обеспечения Блока ИГ:
1.   Модуль энергообеспечения и распределения.
2.   Модуль оранжерей и производства продуктов питания.
3.   Модуль воздухоочистки и климата.
4.   Модуль связи.
Основные модули обеспечения ДУ:
1.   Модуль управления ДУ
2.   Фабрики мишеней.
3.   Модуль технического обслуживания ДУ.

4.   Лазерный пакет.
Лазерный пакет содержит 100 лазерных установок (ЛУ) для поджига мишеней p11B массой 1 г с частотой 50 Гц.  ЛУ базируется на KrF лазерах. Каждая установка имеет выходную энергию 25 МДж на импульс. Длиyа ЛУ - 1000 м, диаметр 5 м.
5.   Радиаторы.
Система капельных радиаторов рассчитана на сброс тепловой мощности 2,77E+10    Вт.
(Принимается, что доля тепловой энергии, попадающей на конструкцию - 0,0796, коэффициент отражения элементов конструкции   принят - 0,9.)   
Эффективная площадь радиаторов составляет 1,19E+06 м2. Эту площадь обеспечивают 8 квадратных радиаторов с длиной стороны 273 м.
6.   Сборка камер сгорания (КС).
ДУ имеет 100 КС. На рис. 2 показана блок-схема КС.

КС ЛТЯРД образуют два соосных сверхпроводящих соленоида — малого диаметра с напряженностью магнитного поля 10 Т (1) и большого диаметра с напряженностью 1 Т (2).
С помощью линейного магнитного ускорителя (3) мишени подаются в магнитный фокус КС (4) и поджигаются лучами многоканального газового лазера (5) фокусируемыми зеркалами (6). Большая часть образовавшейся высокоионизированной плазмы выталкивается магнитным полем по оси КС, существенно меньшая уходит в противоположном направлении в так называемый «конус потерь» и попадает в МГД-генератор (7), вырабатывающий электроэнергию для накачки лазеров и для других систем.
Жесткость конструкции обеспечивается трубчатыми силовыми элементами 8, совмещенными с трубопроводами хладагеннта.

[Vavanzer]

Каждый корабль несет экипаж из тысячи человек на старте с возможным удвоением к моменту прибытия в систему Альфы Центавра. Эскадру сопровождают 3-5 беспилотных (посещаемых) аппарата служебного назначения (общеремонтный, связи).

  А соединить это все на время полета не додумались идиологи?))) Модульная сборка.
 Когда проектировщики финтастических идей выдумывают сложные навороченые концепты, и не замечают, что проигнорировали различные простые и эффективные решения, сразу можно сомневаться в их компетенции и квалификации!
 Проект смело можно в печку отправлять)) Бумага для растопки, и не более))
 

4.   Лазерный пакет.
Лазерный пакет содержит 100 лазерных установок (ЛУ) для поджига мишеней p11B массой 1 г с частотой 50 Гц.  ЛУ базируется на KrF лазерах. Каждая установка имеет выходную энергию 25 МДж на импульс. Длиyа ЛУ - 1000 м, диаметр 5 м.

  Мож для начала в принципе надо научиться их поджигать!?))) А то получается, что опять гладко на бумаге, и забыли про овраги!))) Лететь на том, чего нет. В плане того что неосуществлен этот поджиг полноценно, да еще и с крупными мишенями)))

Фантазии, фантазии, снова фантазии!

[Иван Моисеев]

А соединить это все на время полета не додумались идиологи?)))

Это на сообразительность.
Догадайтесь с трех раз, почему она не соединены.

[Vavanzer]

А соединить это все на время полета не додумались идиологи?)))

Это на сообразительность.
Догадайтесь с трех раз, почему она не соединены.

Зачем мне это))) Я бы соединил, после разгона. Удобно, функционально.
 Единственно, отправил бы вперед более скоросных разведчиков, мониторящих состояние межзвездного пространства. Ну мож параллельно какие то спасательные станции еще чтоб летели.
  А так, даже с точки зрения радиационной защиты, выгоднее облепить жилой модуль максимальным количеством "хлама"

[Иван Моисеев]

Зачем мне это

Вам - абсолютно ни к чему.

Единственно, отправил бы вперед более скоросных разведчиков, мониторящих состояние межзвездного пространства.

Партию ковбоев с кольтами?
Экий бред... Что именно мониторить, а если и есть что - почему нельзя мониторить с корабля или с Земли?

А так, даже с точки зрения радиационной защиты, выгоднее облепить жилой модуль максимальным количеством "хлама"

Гениально! Вы открыли конструктивную радиационную защиту.
Правда, она известна со времен докосмической эры.
Была такая фирма Mars One, так они пошли еще дальше вас. Они предлагали использовать для защиты от радиации фекалии космонавтов.

[Vavanzer]

Партию ковбоев с кольтами?
Экий бред... Что именно мониторить, а если и есть что - почему нельзя мониторить с корабля или с Земли?

  Зонды- разведчики. Пыль, метеориты, сгустки газа, да мало ли что там может быть))) Одиночная планета с роем спутников и всякой мелочи типа кристаликов льда...
 Ну и на подлете к звезде тоже много чего ждать может.
 С Земли толком ничего обнаружить не могут, так, лишь грубые оценки. Спектр основных компонент атмосфер  планет кое как считывают, с Уэбба.

 Понятно что к тому времени что то гораздо более мощное на орбите будет обозревать Вселенную. Но все равно опасные пылинки в другой планетной системе не увидят))) Опасная концентрация может быть далеко за порогом обнаружения!

[Vavanzer]

Гениально! Вы открыли конструктивную радиационную защиту.

Где я ее открыл) Я предложил что более разумно корабли в одну кучу собрать. Заодно и защита будет побольше.
 
 

Что именно мониторить

  Да, еще, положение планет и астероидов. Пока зонд пролетает и посылает данные, экипаж определяет стратегию действий... Это если миссия сразу сходу. Но такое маловероятно, конечно! Сначала в любом случае автоматические станции будут отправлены.

 В любом случае, никто не знает, какая по факту "космическая погода" на звездном пути. По этому разведывательная "собака" очень полезна будет.  Хотяб со скоростью света заранее отправит данные о потенциальных опасностях.

[Алексей Николаевич.]

Кажется может быть полезным далеко впереди летящий зонд. Кажется он может предупреждать об опасностях. Или просто схлопнется при столкновении с облаком густой пыли, метеоритов или телом побольше.
Но это же равносильно двум звездолётам вместо одного.
Его же тоже разгонять надо.
Но самое интересное - даже если он обнаружит нечто опасное, будет поздно что либо делать.
Скорости такие что манёвр маловероятен. И не факт что вообще успеет среагировать даже прелесть из фантастики, типа лазерных орудий или посланных для уничтожения астероида, ракет.
Так что , только уповать на малую вероятность события, остаётся.
Но это не может остановить желание лететь к звезде.
И это не совсем по теме, кстати.