Двигатель для межзвёздных перелётов

[alex_semenov]

Александр, ни тория, ни урана - на весь дейтерий и литий всё равно не хватит. Это уже не говоря о том, что делящиеся вещества, похоже, в астероидах и кометах даже не образуют руд, а находятся в рассеянном состоянии, как и полагается актиноидам... Плохи дела с делящимся топливом совсем. Для меня это тоже почти что новость. Раньше я не делал расчётов и оценок и всё выглядело очень даже неплохо.

То что с тяжелыми металлами у нас будет напряженка – это было более-менее ясно с самого начала. Сам механизм нуклеосинтеза говорит об этом.

http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_physics/1245/%D0%9D%D0%A3%D0%9A%D0%9B%D0%95%D0%9E%D0%A1%D0%98%D0%9D%D0%A2%D0%95%D0%97

http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_physics/4484/%D0%A0%D0%90%D0%A1%D0%9F%D0%A0%D0%9E%D0%A1%D0%A2%D0%A0%D0%90%D0%9D%D0%81%D0%9D%D0%9D%D0%9E%D0%A1%D0%A2%D0%AC



То что с рудами на астероидах тоже сложновато – это тоже понятно. Там где нет мощной тектоники, там где нет сложных гео-био-химических процессов, мы будем иметь камни, которые надо буквально превращать в плазму чтобы извлечь из них материалы.
Я с этим столкнулся еще когда оценивал шансы машинных саморепликаторов. Как мирных так и военных (если их вообще можно так делить).

То есть с точки зрения современной технологии камни космса – не угрызешь. И нет смысла туда рыпаться. Но все познается в сравнении.
К сожалению, как бы я не подыгрывал, я все время натыкаюсь на одно и то же. Человеку не место в космосе. Он слишком изнежен Землей. Он силком слаб. Ему слишком много надо. Ему нужна непомерная защита от радиации (10-5 м толщиной). Ему нужна гравитация (хотя бы 0.3-0.5g) которой в системе нет. Ему нужен пузырь биосферы ( хотя бы 2000 м3 и 300 т на человека). Ему нужна НЕПРЕРЫВНЫЙ поток энергии (хотя бы 25 Кв/чел). Как не верти ему слишком много надо.
И та форма сырья, что встречается в космосе ему оказывается тоже не по зубам. Он привык к концентрированным рудам... 

Машинная форма жизни может быть куда мене притязательна. Поэтому я на самом деле за машинную форму колонизации космоса. То что мы здесь обсуждаем – это запасной вариант. Фантастика, так сказать. Попытка решить задачу посложней (тогда легкая тем более решится).

По сути. Вы можете оценить какой процент дейтерия мы в принципе можем спалить, опираясь на запасы урана и тория в КВС?
Это очень ценная мысль на мой взгляд. И очень правильная.
Любая красивая идея должна иметь в бочке меда ложку дегтя. И это как мне кажется – она. Да. КВС красивая и простая идея использования несметных запасов термоядерной энергии в виде дейтерия (или даже гелия). Но  энергетическое Эльдорадо отменяется (как обычно). Почему? Не хватит урана и тория даже если их использовать в витаминных дозах. Разница слишком велика.
Хотя мысль печальная, но очень здравая и ценная.
Требует развития и отливки в бронзу

То есть, вариантов не более чем два - висеть около Солнца (не далее 3..4 АЕ), либо осваивать инерциальный термояд (причём возможности улететь на большом и быстром взрыволёте всё равно, похоже, не получится). Собирать свет звёзд огромными зеркалами, как было где-то описано - это, извините, ересь

Да. Я знаю что это ересь. Это спейс-панк. Но зеркала космических скитальцев - невозможность, которая по второму закону Кларка очерчивает нам границы возможного.

Да. Получается вот что.
Следите за мыслью.

В космосе, как широко принято считать, море энергии. Это термоядерная энергия. Либо в виде солнечной, либо в виде залежей дейтерия и гелия. Литий и бор тут, кстати, оказываются не столь востребованы (см диаграмму выше) ибо не столь распространены.

Человек мог бы поселиться в космосе со всеми своими болячками если бы... у него была энергия. Море дешевой энергии.
Это мечта, которая не подлежала до сих пор сомнению.
При этом цена энергии часто путалась с ее количеством. До сих пор упорно путается энтузиастами.
Человеку в космосе нужно море энергии. Допустим 1 МВт/чел. Эта энергия должна быть ДЕШЕВОЙ. Тогда человек сможет "за нее" покупать себе там дорогие вещи. Радиационную защиту, гравитацию, биосферу... Улавливаете?
Если у вас энергия дорогая – все, труба.
Ничего он не купит. И поселиться не сможет.

То есть. Емкость космоса для поселения человека и определяется объемом ДЕШЕВОЙ энергии там.
И что мы в итоге имеем?
Солнечная энергия не дорогая не дешевая. Она средняя. Это условная 1. Именно на этой энергии поднялась наша биосфера. А мы – над ней. Цена солнечной энергии что здесь (на Земле) что там в космосе, по сути одна. И даже здесь на Земле эта цена нас не устраивает.
Мы привыкли к более дешевой энергии.
Индустриальный рай – это энергия в 0.5, а может и 0.1 от солнечной. Аграрные цивилизации (Египет, Месопатами, Китай, Индия, Майя) покупали энергию по 1. Как и биосфера. Дешевле не знали.
Есть в космосе места где энергия дешевле настолько, что люди могут там осесть?
Вот в чем вопрос.

Если чудо будет иметь место. Скажем, гелиевый термоядерный реактор на амбиполярных ловушках действительно не просто заработает, но и даст ДЕШЕВУЮ энергию то можно будет заселить людьми системы планет-гигантов и возможно, дальше весь космос людьми.

КВС тоже мог бы творить чудо. Он  дал бы ключ к астероидам (дешевая дейтериевая энергетика). Но она ограничивается наличием витаминов-актиноидов. Тут дело даже не в том, то всех залежей тория и урана НЕ ХВАТИТ чтобы спалить все залежи дейтерия в Солнечной системе.  Это понятно. Вопрос вообще в цене энергии.
По-идее КВС прост. Это паравой котел по сути. Там нет геморроя, который есть у термоядерщиков и который съест немало себестоимости энергии. Но там витамины.
Их цена может оказаться ключевой.

Кстати. Это не все потенциальные источники дешевой энергии в СС.

Та же солнечная энергия ближе к Солнцу будет дешевле. Но эта шара ограничена наличием планет близких к Солнцу (или даже астероидов).  У нас там очень неудобрая Венера (не бог весть как близко к Солнцу) и Меркурий.
Меркурий мог бы стать совсем злачным местом... если бы был в резонансе 1:1. То есть всегда повернут к Солнцу одной стороной. Тогда бы стоящий на месте терминатор был бы источником супер-дешевой энергии. Если бы он вращался быстро (скажем сутки – неделя) это тоже было бы неплохо (накапливаем тепло – сливаем тепло).
Но меркурианские сутки очень неудобные. Три года (кажется). Это очень удорожает энергию на его поверхности. Вернее сужает удобные для жизни людей там места до районов полюсов.

Еще одно возможно злачное место (энергетическая шара) – спутники Юпитера или Сатурна. Двигаясь в магнитном поле они являются маховиками с огромным запасом высококачественной (механической) энергии. Добыть такую энергию тоже не очень сложно (не дорого). Буквально, брось провода и качай.

Еще один источник – быстро вращающиеся малые небесные тела. Момент инерции этих тел можно при желании очень эффективно утилизировать (как – не будем углублятся).

Общая идея вот в чем.  Космос велик. Но мест, где в нем удобно жит и развиваться – очень мало.
Это по сути принцип вселенной. Антропный.
Было бы иначе – нас бы не было.
Так было на Земле. Первые бактерии, если они возникали у курильщиков, так же жили у очень злачных мест. И если посчитать объем вулканических рая для первых бактерий к общему объему доступному на планете для них пространсва – то получатся слезы.
Бактериям пришлось очень долго и очень болезненно МЕНЯТЬСЯ чтобы им постепенно стали доступны куда менее гостеприимные для них места. Поверхность океана (и солнечная энергия).
Улавливаете аналогию?
Люди  - твари. Говорил и говорить буду!
И вы Федор – такая же упертая тварь. Начитавшаяся как клоп Ефремова...
Мы себя слишком любим.
Вернее это наши гены требуют чтобы мы себя беззаветно любили.
И наполнившись этой ТУПОЙ любовью к себе мы хотим заселить собой (такими как мы есть) космос, вот только проблема – там нет наших любимых "курильщиков". Шары, на которой мы взращены.
Мы тык-мык... А не получается... Ну никак!
Большинство людей этого НЕ ПОНИМАЮТ.
И живут тупой надеждой на чудеса науки.
Которые уже иссякли.
Выдохлись.
В этом направлении, разумеется.
Надо менять себя.
Здесь сферический конь в вакууме еще по сути и не валялся.

Поэтом я не очень верю в чудо термояда.
Да. Может быть и случится. Нам повезет. Но это бы означало, что я нихрена не понимаю в правилах игры, установленных нам природой.

[alex_semenov]

Что такое фоновый рентген? Где существует? Уточните.

фоновое излучение разреженного газа. Который все никак тормозным излучением не остынет.

Вы имеет в виду фонове излучение космоса? Ну допустим.
Что вы хотите сказать?
Мы вроде с тех пол уже с Гансом разобрались в логических нестыковках.
Корень разницы в прозрачности плазмы (как я понял). Есть оптически прозрачная плазма (Ганс дал отличную ссылку там четко даны критерии) есть непрозрачная. Наш случай – непрозрачная плазма.
С критерием Лоусона я тоже вроде как прозрел.

[alex_semenov]

Вообще кроме проблемы энергетики, остальные - решаемы. Защиту от радиации мы получаем почти автоматически увеличением размеров космического обиталища. Симулировать гравитацию тоже не очень проблематично.

И добывать любую материю из любого минерала - тоже не проблема.
В этом то и вся засада.
Эволюци – это фактически битва за энергию.

[alex_semenov]

К сожалению, как бы я не подыгрывал, я все время натыкаюсь на одно и то же. Человеку не место в космосе. Он слишком изнежен Землей. Он силком слаб. Ему слишком много надо. Ему нужна непомерная защита от радиации (10-5 м толщиной). Ему нужна гравитация (хотя бы 0.3-0.5g) которой в системе нет. Ему нужен пузырь биосферы ( хотя бы 2000 м3 и 300 т на человека). Ему нужна НЕПРЕРЫВНЫЙ поток энергии (хотя бы 25 Кв/чел). Как не верти ему слишком много надо.
И та форма сырья, что встречается в космосе ему оказывается тоже не по зубам. Он привык к концентрированным рудам... 

в ваших рассуждениях опять проглядывает давняя ошибочка...
человек - не вещь в себе. часть "организма", способного к космической экспансии. сам по себе – неспособен

Если это ошибочка (хотя я посчитал 2000 м3 и 300 т массы – биосфера для человека) то учет ее еще больше усиливает мысль. Человек – существо сугубо земное. Он настолько заточен под свою колыбель, что вырваться из нее – безумие.

Машинная форма жизни может быть куда мене притязательна.

машине нужен человек. не вижу вариантов

Это предубежденность. Человек сам машина. И ни чего более.
Машина для выживания генов.
Но не будем тут об этом спорить. Это за гранью условностей нашей темы.

По сути. Вы можете оценить какой процент дейтерия мы в принципе можем спалить, опираясь на запасы урана и тория в КВС?

дело в том, что витамина надо не так уж и мало
предельное соотношение масс термояда и витамина около сотни, а кол-во доступных топлив у нас различается примерно в миллион раз

Согласен. Осталось эту мысль красиво оформить и взять в рамочку. 
На самом деле это западло только льет воду на мельницу моих представлений о сути вселенной. Коварной но не злонамеренной, как кое-кто утверждал...

не согласен. всё-таки литий и бор. ибо гелий-3 в гравитационных ямах скопился

Гм... Логично. Хотя весь вопрос в том – что легче? Вытянуть из грав. ямы Урана, Сатурна или Нептура гелий или сжечь литий или бор с водородом. Чтобы получить миллиард градусов (нужные для зажигания лития или бора с водородом) нужно какое-то очень фантастическое открытие.
Гелий-3 с дейтерием в общем-то загорится почти гарантировано. Другой вопрос – а будет ли овчинка стоить выделки? Я допускаю что энергоустановка на любом управляемом термояде себя просто не окупит.
КВС в космосе (вакууме) в этом смысле почти гарантировано окупится. Но у него другая проблема. 

близко к Солнцу тоже плохо - гравитационная яма снова

Да (притом не столько планетарная сколько звездная).  Но это уже нюанс.

лучше звезду по массивней, гравитация будет расти линейно, а светимость в степени 3..4. То есть, можно находиться намного дальше от ямы и есть столько же энергии

Массивные звезды недолго живут. Если вы хотите устроиться надолго – то лучше красный карлик.

вы забыли про искусственную гравитацию здесь
по моей схеме, всё как раз наоборот, малые небесные тела подлежат укреплению и раскрутке

Да, ну и запросы у вас!...
Вы явно недооцениваете космос...

У меня для создания гравитации на астероидах была другая красивая идея. Гораздо проще и реальней. Продлить орбитальный лифт... Там расположить хорошо зачиненное обиталище, где рождаются дети под действием центробежной силы. Но в итоге получается слишком  большой радиус вращения. Для Весты например высота "дерева" до "кроны" 92 000 километров, если мы хотим иметь там силу тяжести в 1g. 46 000 км если половину. По лифту же с поверхности астероида поднимается и лед для 10 метровой радиационной брони обиталища. В общем "дерево Дайсона" почти...
Вы хотите дать тяжесть всем?
Утопия.
Насколько я могу себе представить тяжесть в том мире будет таким же дефицитным ресурсом, как и воздух, пространство, разнообразие... ну и т.д. Всем в избытке не достанется. Большая часть людей будут жить при пониженной гравитации как ни крути.
А блага земные – только для избраных.
Вряд ли богатых.
Нужных...
Тяжесть – роженицам и детям. Разнообразие – тем кто принимает сложные решения.
В общем, люди должны сильно изменить себя чтобы ухватится за космос.
Хочешь или нет – они должны взять пример с муравьев и максимально оптимизировать свои социальные отношения.
Они должны повторить путь бактерий от черных курильщиков на поверхность океана... Сами они будут меняться сильней чем менять мир. Хотя и мир менять они тоже будут...

[alex_semenov]

Есть небольшая идея, но сначала нужно кое-что уточнить.
Вопрос. Какова масса термоядерного заряда, и до какого объёма его необходимо сжать, дабы запустить реакцию. Если есть готовый ответ, то, пожалуйста, – в студию.

Всё верно. Но меня сейчас интересует масса дейтерия в бомбе, и до какого объёма его необходимо сжать, дабы запустилась реакция?

Короче. При каком межмолекулярном расстоянии запускается реакция синтеза?

Значит так. Из всего что можно найти на вскидку в сети, самое толковое (на мой взгляд) вот:
http://bolshoyforum.org/wiki/index.php/Атомная%20бомба.%20Элементарные%20физические%20основы

Но это присказка. Сказка здесь:

http://bolshoyforum.org/wiki/index.php/Водородная%20бомба.%20Элементарные%20физические%20основы

Не знаю что это за "Боцман" но складно излагает, стервец. Просто хочется же верить человеку!!!
 

[alex_semenov]

Излучаемая электроном энергия уходит в виде фотонов. В т.ч. этот фотон может быть поглощен соседним атомом. Только все процессы энерговыделения идут квантами. Зависимость интенсивности такого типа излучения от температуры - ~T^4. Но происходит он только при наличии атомов или ионов, в полностью ионизированной плазме это работать не будет.

Бредятину вы  несете, батенька.
В той же самой ссылке
http://femto.com.ua/articles/part_1/1276.html
Есть кривуля.



Из под которой вы берете вот эту цитату:

Для систем с магн. удержанием плазмы (напр., при Ni-Nе~1014 см-3) T*~2.10-3эВ, а т. к. типичная термоядерная темп-pa TT/Я~104 эВ, то тормозное излучение разреженной термоядерной плазмы является чисто объёмным; оно в (TT/Я/T*)7/2~а*/а раз, т. е. на много порядков меньше излучения чёрного тела.

Но там же ниже есть и вот это:

Лишь для нек-рых систем с инерционным удержанием плазмы, напр, для лазерного УТС, представляют интерес плотности Ni=Ne вплоть до 1027 см-3, к-рым соответствует T*~6.104 эВ>TT/Я, так что здесь эффект запирания ТИ в плазме уже существен.

ТИ - тепловое излучение.

Перевожу на нормальный язык.
Да. Плазма ВНУТРИ СВОЕГО ОБЪЕМА излучает множеством разных способов. При этом поверхностный неприятный эффект по С-Б (с I~ T^4) возникает для ОПТИЧЕСКИ непрозрачной плазмы. То есть для плазмы у которой отношение длины свободного пробега излучения к размерам самой области плазмы << 1 (много меньше 1).
То есть при очень больших плотностях плазмы. Это как раз случай инетционного УТС и (без тени сомнения) ядерная-термоядерная бомба.
Но этого эффекта нет для магнитного термояда. Там отношение >>1  А так как многочисленные источники в сети мульен раз повторяют друг друга то и возникает идиотское (по себе сужу) ощущение что С-Б в плазме "выключается".
Да. В разряженной замагниченной плазме он не работает.
Но инерционный термояд эффекту подвежрен.
И вообще любая плотная (оптически непрозрачная) плазма будет светить по С-Б.

[alex_semenov]

Угу. Только тогда электроны должны сразу высветиться в атомах за счет центробежных ускорений и упасть на ядра, не находите? Именно поэтому закон излучения Планка (интегрируя который по частоте можно получить закон С.-Б.) применим только к атомам.

Вы считаете что я ни ухом ни рылом об "ультрафиолетовой катастрофе"?
Или про конфликт модели атома Бора с классической электродинамикой?
То что вы говорите - это так. Но это не дает нам качественной разницы картины. Закон С-Б действует и для полностью ионизированной плазмы. Но разумеется оптически непрозрачной. То есть очень плотной. Именно такая и возникает в первые наносекунды ядерного (термоядерного) взрыва.
Другое дело, что процесс теплопередачи внутри этой плазмы далек от идеального. Мои расчеты по сути на это и направлены. Оценить показатель этой неидеальности (3.75) и поставить вопрос - а можно ли усилить ее для получения нужного нам эффекта?

[alex_semenov]

Нет. Законы физики - против. Почему нельзя отбросить плазму магнитным полем в первые наносекунды, пока она не высветилась? - Потому что магнитное поле не проникает в ещё не ставшую прозрачной плазму. Ну а когда плазма становится достаточно прозрачной для магнитного поля - уже поздно.
ЗЫ
я уже трижды об этом говорил
Александр, вы отказываетесь это понимать что ли?

Да. Я заметил это замечание. Все верно. Но я не считаю это важным.
Вот моя логика.
Смотрите. В начальный момент вся плазма сконцентрирована в сфере диаметром ~ 1 м. Она очень плотна и непрозрачна. И в этом объеме закупорена вся энергия взрыва. При этом 90% (примерно) это фотонный газ. И лишь 10% - энергия ионов.
Допустим, что через поверхность у нас не сливается львиная доля энергии. (допустим!)
Что происходит.
Сфера плазмы расширяется. Кубически падает объемная плотность сферы и... температура фотонного газа внутри. В степени 4/3 То есть. Сам адиабатический (без потерь) процесс расширения сферы материи уже должен перекачивать энергию фотонного газа в кинетическую энергию ионов (то что нам нужно).
Это в случае, если у нас адиабата. Поверхность холодная (суперзеркало)
Но это не так.
Поверхность излучает. (там картина много сложней. На НК AlexV предложил не четкую сферу а облако с больцмановским распределением где радиус излучения R 2 сигма. Но это детали. Качественно можно представить это как некую идеальную сферу). Наша задача как можно меньше выпустить через непрозрачную поверхность (по С-Б) пока сфера расширяется. Если сфера расширится до 100 м, энергия фотонного газа упадет в 1000 000 раз и температура в 32 раза.  Все. Мы 100% победили!
Когда плазма станет прозрачной, оставшийся внутри рентген вырвется на свободу. Но он уже не будет содержать 90% энергии.
Прикиньте.
Даже пускай сфера становится прозрачной при 10 м (десятикратный разлет). Это значит что объемная плотность энергии фотонного газа упала в 1000 раз. То есть от 90% остались явно меньше 1% Ну и хай себе вырваются на свободу.
Мы куда больше теряем ДО ЭТОГО через С-Б пока свет был закупорен в непрозрачной сфере через ее поверхность.
Больше всего энергии уходит именно на первых сотнях наносекунд пока сфера не расширилась и не снизила свою температуру.
Возможно я в чем-то и неправ.
Но я так себе представляю процесс...

[alex_semenov]

Семенов, а с чего Вы взяли, что плазма будет расширятся?

Ганс, вы меня просто удивляете. AlexV привел на НК куда более адекватную модель чем шар плазмы, который использую я.
Но где ваш здравый смысл? А что плазме делать? Какие кулоновские силы? Ладно вы не хотите считать. Но плазма ведь квазинейтральна, в конце концов.

[alex_semenov]

Смотрите. В начальный момент вся плазма сконцентрирована в сфере диаметром ~ 1 м. Она очень плотна и непрозрачна. И в этом объеме закупорена вся энергия взрыва. При этом 90% (примерно) это фотонный газ. И лишь 10% - энергия ионов.

хммм. а откуда такие числа? фотонный газ внутри сферы с непрозрачной коркой будет в равновесии с кинетической энергией ионов, ибо взаимодействие...

Например вот отсюда же
http://www.tarusa.ru/~alik1/sgs/VOLUME10/NUMBER3/v10n3p5.pdf

Стр. 8

При Т = 6⋅107 К плотность энергии равна 9.8⋅1016 эрг⋅см-3, что значительно превышает внутреннюю тепловую энергию вещества при той же температуре. Это подтверждается типичными значениями указанных величин при взрыве ядерного заряда:11

• Плотность энергии излучения – 1016 эрг⋅см-3.
• Плотность тепловой энергии вещества – 1014 ÷1015 эрг⋅см-3.

Таким образом, сразу же после взрыва ядерного заряда образуется область, заполнен-
ная равновесным излучением с очень высокой температурой в десятки миллионов градусов или даже больше. Дальнейшая судьба теплового излучения определяется распространением тепла через вещество в процессе нелинейной лучистой теплопроводности и с передачей кинетической энергии веществу в процессе гидродинамического движения.12

но в целом идея понятна. расширяющаяся сфера быстро остывает и равновесие фотонного газа с ионами быстро смещается в пользу ионов однако будет ли этого достаточно для необходимого снижения потерь на излучение в 4-5 раз?

Вот это вопрос вопросов. Как мне кажется, возможны ухищнерия. Но у меня ума их придумать не хватит. Если они возможны...
 

[alex_semenov]

Ганс. Вы вечно наступаете на одни и те же грабли.
Допустим там есть кулоновские силы, которые склеивают очень разряженную плазму. Ну и что это дает? Вы оценили КОЛИЧЕСТВЕННО их? Сравнили хотя бы с давление света внутри бомбы?



А ведь это давление там не основное (на порядки ниже давления материи). Не удивлюсь, если у вас будет разница в 10 порядков между вашими кулоновскими силами и давлением в фаерболе.
Проше говоря. Вы цепляетесь за ерунду.

[alex_semenov]

Höðr, симпатичная идея. Хотя ее ценность как двигателя мне кажется (к сожалению) более чем сомнительной.
А вот рентгеновская линза…
В чем смысл?
Если ход лучей обратить?
В систему входят с разных сторон лучи рентгеновских лазеров. Тогда в фокусе концентрируется гигантская энергия.
Зачем?
Глядя на вашу схему сразу вспоминается идея создания миниатюрной черной дыры с помощью фокусировки в малом объеме излучения огромного количества лучей от рентгеновских лазеров.
А миниатюрная черная дыра, если нам повезет научить ее питать, открывает путь к настоящему релятивистскому межгалактическому прямоточному двигателю (я могу похвастаться теперь что и в области звездолетов на черной дыре я эксперт, ибо все умное сказанного по поводу этого очень гипотетического двигателя - сказано мной. Увы! Все остальные, в том числе и авторы нашумевшей стати, несут бред несусветный когда переходят от физики к инженерии).

Что же касается  реалистичных двигателей на термояде (не важно коаком) - то тут я вижу только два выхода.

Если речь идет о инерционном термояде (а бомбу надо относить к такому виду термояда) то надо как-то все же ухитриться перекачать энергию фотонного газа (90% всей энергии в начальный момент разлета) в кинетическую энергию плазмы. При этом надо утилизировать не менее 80% энергии. Иначе все это не будет иметь смысла.

Я это говорил тут и по-прежнему придерживаюсь этой мысли.
Фотонная ракета на ядерных бомбах - нонсенс!
Это очень неэффективный ракетный движитель. Если у вас 50% энергии в фотонах (рентгене) то импульс получается ерундовый. И для медленных средних кораблей (0.01с -0.1с) глупо использовать фотоны как ракетную массу.

В случае управляемого инерционного термояда, я думаю ситуация - полная труба. То есть "Дедал" и похожие на него схемы - неработоспособен.

Какое иное решение?
Нужно попробовать улететь на магнитном термояде. НО! Тут другая проблема. Идеальные габариты "пробкотрона" (скажем, амбиполярной ловушки) 100 м на 2 метра в диаметре. И мощность такого реактора примерно 3 ГВт. Это очень мало. И такой двигатель получатся в духе хорошего межпланетного ионника.
Нужно увеличивать объем и мощность реактора в 1000 раз (порядка 5-10 ТВт). В принципе это улучшит удельную мощность. Но тут появятся ягодки связанные с нейтронами.
И даже если затея выгорит - такой двигатель потянет корабль массой в 15-20 тысяч тонн (сухая масса). Это для крупного корабля поколений МАЛО.
Можно ли увеличить размеры двигалеля еще?
Даже если и можно - сейчас об этом говорить невозможно. Тут физика плазмы, которая очень непредсказуема и прогресс в ней идет очень маленькими шажками. На каждом шаге вылазят новые и новые проблемы.
В общем такой двигатель попадает в разряд гипотетических.

Что остается?
Очень мало.
Во-первых краевые идеи. С одного края очень тяжелый и очень медленный (300-600 км/с) ионный звездолет-ковчег с питанием от энергетических реакторов той или иной схемы (от КВС до подкритических реакторов на U238 с D-T источником нейтронов). С другой - быстрый (до 0.25с) парусник фон-Нейман на 1000 т (150 т. п.н.) запускаемый направленным лазерным лучом с планетоида типа Церера (Источники энергии так же могут быть какие угодно).
Обе концепции очень дороги. Хотя каждая дорога по-своему. "Дороги" с точки зрения современной цивилизации. То есть это действительно КРАЕВЫЕ концепты для веток истории которые должны еще случиться.

Что для среднего диапазона скоростей? Можно предложить опять "среднее" во всех отношениях решение.  С энергетического планетоида (с каким угодно питанием) на корабль направляется луч (лучше микроволновый), энергия которого утилизируется в ток, который питает ионники.
Ионный двигатель - почти идеальный двигатель, если есть волшебный источник электроэнергия для него.
Но опять же, такой корабль это 0.05с-0.075с и масса в те же 15-20 тысяч тонн. То есть очень ужатая (до не могу) пилотируемая колония (100-150 человек) или шикарный автомат.
В чем отличие этого концепта от парусника? В сотни  раз меньшая энергетическая мощность питающего луча. То есть вам нужен генератор энергии сравнимый с мощностью нашей теперешней цивилизации. Всего лишь. Скажем в 15 ТВт. А паруснику нужно куда большая мощность (хотя и скорость там побольше).

В общем, супер-идеи нет.
Кстати. Ракета Зубрина НЕ РАБОТАЕТ. Забудете про нее.

Если кому-то нужен медленный и легкий но дешевый межзвездный зонд, то тут есть всего несколько идей.

Первая - солнечный парусник выстреливаемый от Солнца. Вполне возможно что выжав из материалов паруса все что можно выжать (всякие там нано-чудеса) и распластав мизерную полезную нагрузку по парусу (о людях тут речи не может идти) вы запустите на хорошей (0.01с) скорости столетний зонд к ближайшей системе.
Другое решение - ядерный (U238) парус, который испаряется потоком античастиц. Для опять же столетнего зонда к А-Центавре нужно насобирать где-то 1 г антиматерии. Этот грамм разделит несколько тонн U238 продукты деления которого разгонят легкий автомат (пару тонн) до нужной скорости.

Но у всех этих проектов самый главный недостаток - нет смысла их запускать. Сейчас - нет смсысла. Потом - тем более.

[alex_semenov]

Но у всех этих проектов самый главный недостаток - нет смысла их запускать. Сейчас - нет смсысла. Потом - тем более

Давайте все "смыслы" опустим,а? ???А то мы и в этой теме от переросшего "ящика с лампами" не спасемся.

Я когда-то так и хотел. Но понял что глупость несусветная.
Каждый концепт (эскиз, проект) должен иметь свой футуристический тренд.
Как часть проекта.
Так и никак иначе.
Так вот. У приведенных проектов невозможно выстроит такой тренд. То есть в этой части проекта они провальные.
Ну скажите, какой смысл сегодня (ну через 10 лет) запускать межзвездную миссию? Да ни малейшего смысла в этом нет.
И если у вас проект для запуска в 2020 - вы маньяк. И слушать вас не стоит.

И даже если затея выгорит - такой двигатель потянет корабль массой в 15-20 тысяч тонн (сухая масса). Это для крупного корабля поколений МАЛО.

В меру отчаянному экипажу хватит и 20тыс. тонн- это ведь 180метровый балкер Star-овской серии.К тому же это не миллионы тонн-такую кучу железа можно уже сейчас начинать таскать на НОО.А если удасться придумать что-то с тросовоми системами вывода-то просто песня будет.Вообще такая игра в любом случае стоит свеч.Даже если не будет экипажа.ПО ушло далеко-автомат получится посерьезнее чем Вояджеры.

20 тыс. тон - это очень напряженный проект. Это очень МАЛО.
Я прикидывал эту массу как по 35 тонн на 1 человека (100 чел) жилых отсеков.
Это все. Защита от радиации полное СЖО на сотни лет. Это по 500 м3 на человека. Очень мало!!! Критично мало! Авантюристично мало.
В общем, мы можем не вложиться.
Да и колония на 100 человек - это почти утопия. Ведь на скорости 0.05с она преодолевает световой год за 20 лет. Значит, полет на 10 св. лет будет длиться 200 лет. Это пара поколений. Можно пережить. Но 40 св. лет (предполагаемая ближайшая живая планета) потребует уже 800 лет.
Колония на 100 человек сможет пережить этот срок только будучи духовной тюрьмой а люди - полуроботами. То есть нужны какие-то чудеса. Анабиоз, например. То есть тут все - на грани.
Вот и считайте дальше. 3500 т - жилой модуль. Столько же - масса десантного оборудования (закрепиться в новой системе). Итого 7000 тонн. Но это только ПН (полезная нагрузка).  Ее надо умножить на 2-3 получим массу очень спартанского звездолета.
15-20 тыс. тонн. Сухой массы (с топривом в 5 раз больше).
Вписать полноценный звездолет в эту массу - надо проявить чудеса инженерной изворотливости.
Ну и нужно везение. Природа просто должна позволить вам это сделать. А она может вам такое одолжение не сделать.

Самое главное. И НЕ МЕЧТАЙТЕ выводить это все какими-то системами с Земли.
Как только кто-то начинает бредить о сборке звездолета на орбите Земли - это все. Человек не понимает что пилотируемый звездолет имеет смысл ТОЛЬКО в том случае, если люди умеют ЖИТЬ в космосе. То есть у них есть производственная база в зоне невесомости.
То есть. Разговоры о выведении какой-то там массы на орбиту Земли - давно в прошлом. Звездолет собирается из материалов найденных вне гравитационных ям либо не собирается НИКОГДА.
Это зарубите себе на носу.
Если вы не умеете собирать звездолеты прямо в космосе из подручных материалов - вам незачем преодолевать межзвездное пространство. Если вы столь немощны, что вам нужно все тащить с Земли, то что вы собираетесь делать там, на том конце пути? Просить с земли прислать вам новую оранжерею?
Ну не смешно ли?

Если кому-то нужен медленный и легкий но дешевый межзвездный зонд, то тут есть всего несколько идей.

Конечно не многим, но кому-то точно нужен.

Да никому он не нужен! Немногим маньякам? Но маньяки на то и маньяки!
Вот вы, например. Ваш межзвездный оптимизм имеет какую-либо логическую основу? Или одно желание красиво лететь с мужественным лицом покорителя космоса?
Так давно уже известно:
"Таких не берут в космонавты!"

И браться по-моему лучше именно за такой "мушинный клиппер". :DДля первой миссии нужно просто доказательство что межзвездная бездна преодолима.

Хотите честно? Никогда не понимал этого идиотизма. Ну какой смысл проверять то, что и так очевидно? Да, разумеется, сначала надо запустить "пробную гайку" попроще. Но это можно сделать в рамках реализации изначально серьезного проекта.
Смысл пулять вымпелом в межзвездное пространство? Изобретать для этого отдельный привод? Ну пульнули, а потом? Будем чесать репу и по-новой изобретать как бы запустить что посолидней?
Нет. Я считаю это маразмом.
Да. Часто так как вы говорите пишут. Строят планы. Тот же Моисеев на НК так и мыслит. Но я думаю,  что строя такие идиотские планы люди просто друг друга повторяют и все. Бездумно. Вы - тоже эту чушь повторяете не подумав.

Межзвездные расстояния слишком огромны. На них нельзя распространять привычный опыт межпланетных исследований. Перелет будет длиться в лучшем случае десятилетия. И бросать пробные гайки и ждать потом десятилетиями - глупо. Просто глупо.
Не стоят малые усилия этого. Если вы уж взялись - делайте хорошо и основательно. Нет возможности - не беритесь!

Доказательство что земные материалы и техника выдержат это испытание.Как только это случится,можно будет приниматься за любую другую идею,привод,взрастить поскорее ИИ и в ясельном возрасте засунуть его в межзвездный зонд.

Да ерунда все это. Набивная мне лично уже оскомину. Один сказал в далеком 60-м и теперь это эхо гуляет уже более полувека. Совершенно бездумно. Но слух ласкает…
Никто никогда ни к каким звездам не полетит пока не СОЗРЕЕТ для этого ситуация. А зреть она будет минимум 200-500 лет.
И полетят туда тогда, когда налететь будет уже невозможно.

[alex_semenov]

Фотонная ракета на ядерных бомбах - нонсенс!
Это очень неэффективный ракетный движитель. Если у вас 50% энергии в фотонах (рентгене) то импульс получается ерундовый. И для медленных средних кораблей (0.01с -0.1с) глупо использовать фотоны как ракетную массу.

А вот не факт.

Да факт.
Считайте КПД движетеля.



A1 - это кинетическая энергия вашего корабля по окончанию разгона. Если скорость невелика (до 0.25с) то можно считать по Ньютону:



A2 - затраченная на разгон энергия. У разного типа привода она считается по-разному. Да и один тип привада можно считать тоже по-разному. Но если вы используете ракету, то вы легко поймете что для ракеты есть энергетический ОПТИМУМ.
Я уже сто раз об этом рассказывал.
Могу расписать еще раз (тут используется формула Циолковского при переходе от m к M):



М и m - масса пустой ракеты и масса топлива соответственно
V и u - конечная скорость ракеты и скорость истечения реактивной массы.
Если приравнять v=1 то получаем формулу для функции энергетической эффективности ракеты:



и у него есть явно выраженный максимум:

u_макс = 0,6275004…

при этом:

n_макс = 0,6476102…

То есть скрость истечения должна быть 62% от конечной скорости корабля и тогда вы тратите МИНИМУМ энергии на разгон хотя при этом получаете не 100% а только 64%.
Если же вы используете явно большую скорость истечения (свет предельно большая скорость) или явно меньшую вы отапливаете вселенную. Вы можете получить, скажем 10% или 1% или еще хуже 0.001%
Какой смысл тратить больше?
Тем более что речь идеть о тераваттах в течении лет разгона!
Не считаться с кпд ракетного движителя - стучаться лбом в стену.
Если у вас скорость миссии 5-10% от скорости света, вы должны отбрасывать ракетную массу со скоростью ~3 - 6 % от скорости света. Значительные отклонения от этого принципа В ЛЮБУЮ СТОРОНУ ведут к КАТАСТРАФИЧЕСКОМУ перерасходу энергии.
То есть фотонный привод для корабля на 5%c  - НОНСЕНС. Это сверхрасточительство энергии.
НИКОГДА ни одно разумное существо на это не пойдет.

[alex_semenov]

А если это бегство на том, что под руку попалось?

Да какая разница?
Если вы летите на оптимальной ракете то вы тратите, скажем 1E+13/0.62 = 1,61E+13 Дж энергии. Но используя фотонный привод вам потребуется в 100 раз (например) больше энергии.
Давление света (тяга) =6,7Н/ГВатт. Меньше килограмм-силы на гиговат энергии!!!
И вы станете идти на такие сумасшедшие расходы?
Зачем?
Энергия в случае межзвездного перелета - ГЛАВНЫЕ ваши затраты. Не постройка корабля из какой-то там суперстали. Не зарплата разработчикам говняного ПО. Не прочая священная  хрень, к которой мы с вами привыкли в нашем мире, куда не плюнь. Гудвилы, фьючерсы…
Гланая цена которую вы платите при перелете от звезды к звезде - ЭНЕРГИЯ.
Самая крепкая валюта во вселенной.
Ее вам нужно очень много. Высококачественной энергии. Ну глупо тут не скупиться!
Ну это же всякому идиоту ясно!

Знаете что меня больше всего удивляет?
То что я до этого додумался сам.
Ни одна высокоумная сволочь, писавшая по-русски о межзвездных путешествиях этого факта не упомянула ни в одной "пионерской зорьке" ни разу. Разводила сопли по всякой ерунде. Обещала манну небесную. Когда рак свиснет. Про аннигиляцию. Про термояд. Но такую важную банальность оно опустило.
Как это назвать?
И теперь я должен в десятый раз забивать в головы случайным собеседникам это "откровение" вытекающее из простой школьной физики.
Как некий удивительный факт, требующий объяснений?
Ну как после этого не уверовать вслед за Шопенгауэром, что в мире кроме идиотов больше никого и нет?
И ведь что самое интересное! Мы обижаемся когда нам кто-то говорит кристально-чистую правду!
То есть так и есть! Мы - идиоты конченные! Все! Поголовно! Планета с 8 миллиардами круглых кретинов!
Вы только попробуйте охватить это зрелище умственным взором!
8 миллиардов полных, неисправимых КРЕТИНОВ, которые настолько тупы, что не в состоянии понять глубину своей тупости!
Зрелище?!
Ото-ж!
Чудо из чудес!

[alex_semenov]

Если я кого-то задел своим задиристым настроением вчера - пардон..

Парус не предлагать. Я знаю, что вы даже не подсчитали взаимодействие этого вашего паруса со средой. Надо ли говорить что от него останется, если толщина межзёздной среды, которую придётся преодолеть этому вашему парусу на скорости 0,1с будет больше, чем толщина вашего паруса? Да не будет он работать! Оставьте наконец спокойно умирать эту бредовую идею!

Вы меня имеете в виду?
Я кое-что прикидывал. И не сильно испугался. Единственна по-настоящему серьезная проблема по моим оценкам - микрометеориты. Но если парус в разгонном луче (а больше он мне и не нужен. Только как разгонная ступень), то с этой напастью вполне можно бороться, используя мизерную часть энергии падающего на парус луча.
Луч и будет очищать путь именно от микрометеоритов (если совсем просто). Все остальное нес страшно.

А вообще по парусам сейчас очень много работ. По солнечным, разумеется. Но разницы с лазерным особой нет. Лазерный парус даже проще во многих отношениях. Если они научатся делать сейчас солнечные паруса с необходимыми им параметрами (той плотности, отражающей способности, прочности, выдерживающие проход у Солнца)  то это уже готовая технология для лазерного паруса. С запасом.
Вот наиболее содержательное исследование по поводу всего того в чем вас мучают сомнения:
 
http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/0901/0901.0047.pdf

Я, находясь в трезвом уме и здравой памяти, готов признать, что межзвёздные перелёты со скоростью большей, чем пекулярная (характерная взаимная) скорость звёзд - невозможны фундаментально-технологически

Это не выше 100-300 км/с?


График симпатичный. Очень понравился. Спасибо.

[alex_semenov]

Höðr, вот что меня все время удивляет в энтузиастах-конструкторах звездолетов - это привязанность к некой идее фикс. Любимой схеме-картинке.
Я сам этим страдаю.
Есть идеи-любимчики.
Но не настолько что бы держаться за них любой ценой. Меня со временем стала куда больше увлекать общая теория звездолетов. И я с удивлением обнаружил, что даже на западе в ней считай конь не валялся.
Кое-что я действительно открыл самостоятельно.
Хотя особого ума для этого вроде как не надо.
Просто никто в эти дебри не лез.

Вы вот сейчас сделали тоже общетеоретическое обобщение.
Похвально!
Но на какой базе? На основании того что попробовали все известные вам идеи?
Знаете анекдот о том, как физик доказывал теорему: "все нечетные числа - простые"?

3-  нечетное и простое.
5-  нечетное и простое.
7- нечетное и простое.
9- нечетное но… ошибка эксперимента.
11 - нечетное и простое.
13 - нечетное и простое.

Итого. На основании пяти экспериментов теорема доказана.


Столь общее заявление, что сделали вы, нуждается в более обобщающем доказательстве.
В чем причина ВСЕХ неудач спроектировать привод для быстрого и среднего звездолета? И даже медленного на 0.01с
Почему можно только (как вы утверждаете) на 0.001с (300 км/с)
Как по вашему?
Есть у всех этих неудач некий ОБЩИЙ КОРЕНЬ?

[alex_semenov]

......
Это не выше 100-300 км/с?
График симпатичный. Очень понравился. Спасибо.

Ганс будет доволен....

График интересный. Глядя на него сразу видно что ближайшие к нам звезды подходят к Солнцу на ближайшее расстояние примерно раз в 10 000 лет.
Видите?
Если Höðr прав, и любая разумная раса имеет возможность "диффундировать" через межзвездное пространство только на черепашьих скоростях, то делать они это будут стараться именно в момент максимального сближения соседок.
И скорость перемещения такой черепашьей УДАРНОЙ ВОЛНЫ разума по галактике будет определятся именно частотой сближений.
Если картина на графике типичная, то можно условно представить что диффузия разума по Галактике так и происходит на 10 св. лет за 10 000 лет (средняя скорость диффузии 0.001с те самые 300 км/с***). Тогда всю галактику такая волна накроет за… 100 000/0.001= 100  миллионов лет…
Гм…
Не получилось все равно долго.
Я думал получится что-то порядка  миллиардов лет. Срок сравнимый с геологическими эпохами, со временем эволюции биосферы… И тогда любители "четвертого угла"  могли бы надеяться на компромисс и не "щука" и не "рак" и ее "лебедь".
Но увы. Даже в этом случае волна пересекает Галактику СЛИШКОМ быстро.



*** Специально делаю сноску. Скорость диффузии это не скорость перелета. Скорость перелета может быть и больше. Скажем в три раза больше, 900 км/с. И тогда колония доберется через среднее расстояние 3 св. года (максимальное сближение звезд) за 1000 лет. Но так как ждать благоприятной для перелета ситуация приходится примерно в 10 раз дольше чем длится сам перелет, то собственно скорость перелета тут роли уже не играет.
Разумеется, сразу возникает вопрос - а зачем тогда ждать? Если вы можете выжить 1000 лет в космической колонии, то зачем ждать максимального сближения 10 000 лет, когда можно сразу отправиться на 5 св. лет и лететь всего на треть дольше!
Но это если вам натерпится. Если вы куда-то спешите.
А если нет? Собственно, какой смысл спешить? Щуки (коих тут немало) вообще считают экспансию глупым занятием. Мол, и дома можно хорошо устроится на миллионы и даже миллиарды лет.
В рамках такой "домоседской" модели идея лететь к звезде только тогда, когда она приблизилась к нам максимально - не такая уж и идиотская. Во всяком случае некоторый шарм в ней есть.

[alex_semenov]

А звездолет "Феникс" чем не нравится?
http://fai.org.ru/forum/index.php/topic/56-%d0%bc%d0%b8%d1%80-%d0%b1%d0%be%d0%bb%d1%8c%d1%88%d0%b8%d1%85-%d0%bf%d1%80%d0%b8%d0%bb%d0%b8%d0%b2%d0%be%d0%b2/

Это учебный звездолет.  Он не летает. На нем студенты должны учиться рассчитывать звездолеты. У него нет по сути двигателя. Система поджига там ГИПОТЕТИЧЕСКАЯ. Хотя все остальное - вполне реалистичное.
В общем наглядное пособие.

[alex_semenov]

Тогда всю галактику такая волна накроет за… 100 000/0.001= 100  миллионов лет…

Тогда с пекулярной скоростью (30 км/с) получится 1 млрд лет. Не каждую летящую-почти-навстрчу звезду удастся поймать. Вы забыли, что максимально достижимая на практике скорость истечения - 12 км/с. И если звезда летит близко, но со скоростю 100км/с, то за ней угнаться будет очень проблематично.

Проблемы есть. Но не такие уж страшные, чтобы летать между звездами миллиард лет с пекулярной скоростью звезд. Это уж слишком крайний вариант. По сути полной технологической немощи.
Как мне кажется.
В конце концов, скорость истечения рабочей массы в 200 км/с можно получить на классическом взрыволете по схеме "Орион".



То есть уже 0.001с  (300 км/с) вполне достижимая скорость.

Другое очевидное решение в этом диапазоне скоростей - классический ионный двигатель с классическим ядерным реактором.

Кстати, пока никто не определил ПРЕДЕЛЬНУЮ скорость, которую можно получить для такого привода (ионный двигатель+ реактор) Вполне возможно что это и 1000 и 2000 км/с...

Ну и в конце концов. Парус тоже обещает при здравом расчете похожую скорость (миллион километров в час это 277 км/с). Павда для тяжеленной колонии это не выход. Забудем про него пока.

Но в любом случае я думаю скорость в 0.001с вполне достижима.

Кстати. Есть еще Сурдин с его идеей многократного гравитационного маневра. Если мы говорим о тысячах лет, то грав маневр - вещь полезная.