Двигатель для межзвёздных перелётов

[alex_semenov]

В общем, я так понял, у нас ничего не получится?
Забыли про полёт к звёздам?
Даже и не рыпаемся?
Может тогда забить и на экзопланетологию?
Чего себе душу зря бередить иными мирами?
Они же будут манить!
Чем больше мы о них узнаем...
Так может ну его всё нафик?
 

Изза этого долгие перелеты и разрыв поколений человечеству противопоказаны! Любой проект лучше всего в одно поколение стараться впихнуть, максимум в два.

То есть нужен чудо-двигатель для релятивистского перелёта?
А его нет и быть не может.
Вернее может... но это слишком дорого.

То что вы высасываете из пальца про "надо в одно поколение вложится" - это в вас говорит ваше ЖЛОБСКОЕ воспитание.
Вы дитя  ПРОКЛЯТОГО богом мира.
И бог вам судья.

Кстати, корабль отроков ИДЕАЛЬНО вписывается в вашу же концепцию двух поклений на проект. Одно поколение запускает корабль... через 1000 лет ВТОРОЕ поколение (родившееся на корабле) завершает перелёт. Ровно два поколения. Какие проблемы?

[alex_semenov]

Значит при 30 тоннах массы межзвездной колонии на человека это 30 000 тонн только полезной нагрузки. Да, скорей всего надо послать не один корабль, а три

Вы килограмм то не можете до сих пор разогнать до адекватных скоростей))) Какие там тыщщи тонн!)))

"Не мы а вы" (с) "Операция Ы"
Вы мыслите линейно. Так разогнать лазерным светом 100 000 тонный парусник куда проще чем 1000 тонный.
Почему? Дифракционный предел.
Точно так же с бомболётом. Он просто не может быть маленьким. Вернее маленький бомболёт построить сложней чем большой. Больше проблем надо решить.
Так же с замкнутой биосферой. Малую биосферу замкнуть (удерживать, стабилизировать) сложней чем большую (более инертрую).


Не верьте своим чувствам. Они вас обманывают. Толщина даже земной атмосферы 10 тонн/м². Для почти абсолютно-полной радиационной защиты в космосе достаточно 5 тонн/м², то есть стенка всего в 5 метров воды или льда.



никаких сверхтолстых стен и супертяжеленных астероидов вам не нужно.
Хотя, да, и 5 тонн/м² - слишком дорогое удовольствие. Надо искать более хитрое решение. И оно есть. Магнитное поле.

Тут до Марса то долететь не могут, и тем более обитаемую орбитальную станцию около него сделать, для проведения нормальных исследований без задержки на передачу сигналов...

Потому что мы живём в уродское время глобализации и полного застоя! Ну как это можно не понимать?
Космос все последние 50 лет упорно тормозится и сливается. Специально.
Он вреден идеалам нашего мира.
Вот и всё!
Технически мы уже 5 раз могли слетать на Марс и вернуться.
И все это понимают. А понимая, всякая сволочь пытается ОПРАВДАТЬСЯ, мол почему не слетали?
И находит, раздувая до беспредела всякие отмазки.

Столько разговоров вокруг того, выдержит ли человек полет или нет, длительный, за пределами радиационных поясов Земли...

Потому что все вокруг  - тупые трусливые жлобы-мерзавцы! Когда я родился (1965-й год) таких мудаков вокруг не было. Да были всякие. Но не мудаки были тут главными. Но теперь все вокруг - полные, конченные мудаки! Потому что мудак - это идеал нашего времени. Мудаки нами правят мудаков из нас делают.
 

BlackMokona, нехрен мне вал по спутникам показывать!
Вы хотя бы посмотрите финансирование NASA:



И где здесь ваш "Памятник космонавтам", экспонента, устремлённая ввысь?

[alex_semenov]

Могли и на Плутон слетать, да сколько денег на это нужно.

Деньги (нет денег!) - последнее убежище дураков.

Вы путаете причину со следствием. Нет денег, потому что космос нахрен никому не нужен у этой тупой заскорузлой отсталой цивилизации!
Была бы цивилизация правильная, вопрос "нет денег" не стоял. А так как тут всё за бабки... го-мно-цивлизация, то и вопрос про бабки - всяким дураком таскается как писанная торба. Задолбали эти денежные разборки еще на НК-форуме. Нашли цяцу! Отмазку про бабки... На всякую херню (зелёную энергетику) бабки есть? А на космос - нет?
Зубрин показал что на Марс можно было бы давно слетать за МИЗЕРНЫЕ бабки!
Но NASA всегда просили бабок в 10 раз больше на Марс чем надо именно для того что бы удовлетворить свой прожектёрский голод. Не надо мне петь старые тупые песни!
Бабок нет - это первая стадия ЗАГНИВАНИЯ. Следующая - нет уже и мозгов! Мы, кстати, уже на второй стадии.
США гиперзвук так запустить и не могут. Это почему? Бабок нет? У военщины? Хрена! Мозги прогнили уже! Потеряны компетенции (так это нынче по-модному называется)
Россия гиперзвку получила "из заначки". Просто пенсионеры подарили. "Идейные дураки". Которые не за бабки это делали когда-то, за державу...

[alex_semenov]

Из бесполезной паразитной массы, он превращается в дважды полезную!

Идея использовать топливо на торможение как экран от радиации - стара как мир.
Я сам тут в самом начале этого треда радостно игрался с подобной идеей для "бублика". И да, если у вас торможение ракетное, особенно для бомболёта (который тормозит быстро десятки дней не более) то почти идеальное решение - окружить себя вокруг бомбами для торможения как тупой радиационной защитой. И пережить в таком окружении 1000 лет полёта.
Это тоже вариант.

[alex_semenov]

Можно узнать какие на помойку отправляются?

Зелёная энергетика - одна сплошная помойка, например.
Другая. Бабки вбуханные в современные армии. Они все (армии) - давно устарели. Бессмысленные траты. Те же авианосцы например. Если бы на море случился хотя бы один настоящий конфликт с применением ядерного оружия, давно бы все адмиралы мира поняли что крупный надводный военный флот - дань красивой традиции как конные гусары под пулемётами.
Вообще же у любой нации есть две напасти.
Голод и богатство.
Первая напасть куда меньшая чем вторая. Голод не тётка, но он укрепляет нацию. А вот от богатства, потраченного "на себя" нации загибаются за три поколения. Поэтому непотраченные на настоящий космос и войны бабки за 70-50 лет "беспросветного мира" - это не просто спущенные в унитаз деньги (на самом деле это зря растраченные ископаемые залежи негэнтропии). Это деньги которые нас развратили. Не просто не пошли на пользу, а пошли нам во вред. Опустили нас до этого самого вонючего декоданса, который тут на этом форуме-болоте процветает.

[alex_semenov]

Без комментариев!
У вас абсолютно кривая картина мира. Во всём. Лечитесь, голубчик!

[alex_semenov]

Какие же вы скучные, братцы!
Любую высокую тему сведёте к бабкам, а потом  всё к дерь-му, мусору...
Вы/мы тут даже не пасынки вселенной. Вы/мы - космические бомжы.
 

[alex_semenov]

Кстати, читаю тему про парусники. Можно мне объяснить (с формулами), почему у них кпд движитиля при приближении к световой скорости стремится к 50%, а не к 100%? А то я что-то не пойму, как это с законом сохранения импульса соотносится.

Мужик ты чё, самый умный?
Тебе чё, больше всех надо?
 

На самом деле с 50% я  неправ был. Красиво заблуждался (и по поводу фотонной ракеты и паруса).
Красивые заблуждения ведут к глубоким прозрениям. Верно?
 
И даже на этом графике, в конце (ближе к скорости света) - ошибка:



Чёрная и синяя кривая  заканчиваются не так. До 0.9с - всё (более-менее) правильно. Но дальше...
Но как они должны заканчиваться?
"Интересный вопрос"?


Для желающих ценная ссылка. Тут есть кривая на эту же тему от Маркса. Но, кстати и она содержит (как уверял кто-то) ошибку.

Мои ошибки возникают из-за того что часть рассуждений я делаю в рамках классической механики, а часть в рамках релятивистской. Да, это дурной стиль. Сам себя запутать.. Тем не менее. В чём прикол?
Так эффективность паруса с приближением к свету стремиться к 100% или к ... 0%?
С фотонной ракетой - ясно. Там при приближении к свету эффективность должна стремиться к 100%.
Почему?
Да потому что вся энергия отброшенных фотонов (через Доплерровский эффект) превращается в "увеличение" массы.
mc² превращается в mc²
СТРЕМИТСЯ к 1
Не 100% почему? Почему 99.999, там...? Почему асимптота? Потому что 100-99.999 это то что было потрачено на начальном участке разгона, до условно, скорости 0.9с. А там была низкая эффективность. Чем ближе ваша скорость теперь к свету, тем меньше эта начальная, "позорная" часть затрат на разгон составляет от того что вы вкладываете в "сжатие пространства времени" у светового барьера. И начальная низкая эффективность как бы "стирается", забывается, стремиться к 0. А эффективность привода к 1.
Эффективность фотонного привода ~0.5  это в районе 0.5с. И если выкинуть релятивистский "рост массы" то эти 0.5 (неправильно рассуждая) как бы и замораживаются...
Но что с парусом?
Там же всё наоборот! Или нет?
Двигатель остался дома. И чем быстрей от вас удаляется парус, тем больше энергии вы должны вложить в его разгон чтобы компенсировать эффект "догоняющего" Доплера....
Но и ракета по-сути энергию не берёт из ниоткуда.
Так у паруса эффективность стремиться к 0 или к 1 при приближении к с? После 0.9с, синяя кривая должна, изящно изогнувшись, уходит вверх к 1 или резко падает вниз к 0?
Кто что скажет?
 

Кстати, вот еще пара графиков для медитации (первый  - это мои старые игрища с идеальным ракетным движителем, последний - от Маркса 1966)

[alex_semenov]

имхо, всё-таки - к нулю...

Кстати, зашёл сюда (до чего дошёл прогресс!)  и попросил мне взять определенный интеграл.
И мне завернули (в полную распальцовку решения) и выдали:



То есть интеграл поправки на эффект Доплера упирается в световой барьер не в 0.5, а чуть выше. В 0.57...



Но всё это - наивные рассуждения из предположения, что световой барьер - это некая резкая стенка (а так график выше и построен). Световой же барьер это постепенно нарастающее (асимптотически) "препятствие".
По-сути КПД привода предполагает что рост массы по сравнению с массой покоя - это не потеря. Это всё та же кинетическая энергия.





Что такое эффективность? Это отношение ЗАТРАЧЕННОЙ на разгон энергии к полученной кинетической. Поэтому, наивно рассуждал я, релятивистский рост массы при подсчёте эффективности можно и не учитывать.
Если вас интересуют скорости до 0.5с, это моё наивное упрощение тут непринципиально. Но да, надо найти правильное релятивистское решение. Где-то у того же Маркса (в материалах 70х годов по SETI) я видел именно релятивистскую распальцовку эффективности разных приводов.

[alex_semenov]

Эффективность преобразования энергии излучения в кинетическую к 100%, а соотношение затраченной энергии к приросту скорости к нулю?

В обще то да.
Ну давайте рассуждать.
Пусть у нас движется фотонная ракета уже со скорость ~1с, скажем 0,99998765с и при этом продолжает отбрасывать фотоны. Луч мощностью W.
Отбрасывая фотоны со скоростью света (который в любой системе отсчёта одинакова, это непостижимая магия релятивизма вышибающая из нас весь здравый смысл!) что получается в системе отсчёта, относительно которого ракета движется (а именно от нее мы и считаем ее кинетическую энергию)? Отброшенные ракетой фотоны общей мощностью там на борту W движутся с той же скоростью  света но они ОСТЫЛИ. E=hw. Их частота упала. Значит энергия куда-то делась. Куда? В движение фотонной ракеты у светового барьера (в рост ее релятивистской массы и, кстати, сжатие времени).
А вот если  фотонная ракета движется у нас в области классической физики, скажем со скоростью 0.00001с, то Доплеровский эффект при переходе от системы ракеты (где фотоны рождаются из E=mc²) к системе старта - ерунда... Да зачем 0.00001с? Рассмотрим просто скорость фотонной ракеты относительно старта  пусть будет 0.
Тогда каждый фотон несёт импульс hw/c (постоянная Планка на частоту, делённое на скорость света) или мощность луча в ваттах W, делённая на скорость света с вы получаете давление света, силу. F=W/c.
Один ньютон на 300 000 000 ватт (истинный барьер на пути к звёздам не скорость света, а УДЕЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ! Ватт/кг коробля).
Всё из той же mc². Ничтожное давление на фотон (или один ватт). Фотон уносит всю энергию и в импульс почти ничего не идет. Но на другом конце скорости (при скорости ракеты близкой 1) вы имеете для каждого фотона почти 100% охлаждение за счёт эффект Доплера. И тут каждый фотон теперь просто работает как носитель импульса идеально (близко к 1).
Что с парусом?
По идее, в идеале это всё та же фотонная ракета и всё должно совпадать. Но... тут получается как бы два эффекта Доплера. Один (которого нет у фотонной ракеты) в том, что луч света рождается не на борту, а в начале системы отсчёта старта и догоняет парус. И если вы послали вслед удаляющейся уже на 0.3с парусу зелёный луч, что там, на корабле его увидят уже красным (это хорошо описано у Роберта Форварда в романе "Мир Роша"). То есть вы в случае парусника, как бы должны посылать импульс в два раза мощнее что бы покрыть первый эффект Доплера (паразитный) и получить (при отражении от паруса) второй эффект Доплера - положительный (чем этот отражённый эффект выше, тем больше энергии луча перейдёт в полезную энергию паруса).
Но... суть в чём? Когда фотонная ракета отбрасывет луч мощностью W она получает ОДИНАРНЫЙ импульс. F=W/c
А парус, когда его ДОГОНЯЕТ луч и (мы тут всё пока идеализируем) тот отражается от паруса меняет импульс на противоположны, вы получаете УДВОЕННЫЙ импульс и тягу на ту же мощность (которая догнала). F=2W/c. Вот тут, видимо всё и сходится. Фотонная ракета и Парус. "Компенсируется" первый Доплер.
Эффект в финале должен быть один. Что для идеальной фотонной ракеты что для идеального лазерного паруса. Релятивистская механика и результат должен быть совершенно одинаков.

[alex_semenov]

Через импульс с верчением результатов решения дифференциального уравнения для получения хоть как-то читаемых формул.

Ага! Спасибо! Очень похоже на правду (и, кстати, на график Маркса 1966 г.)
Самая большая проблема - учесть падение мощности/тяги на парусе (отсюда сложность с оценкой t и v(t)) из-за эффекта Доплера.
Чисто практическое замечание.
Смотрите.
Постоянная мощность излучателя - не лучшее решение. Это означает что парус в самом начале разгона (в силу того что на него падает максимальная мощность луча) работает на термическом предела, а далее - нагрузка падает из-за "охлаждения" фотонов эффектом Доплера. Разгон растягивается в пространстве и времени (если конечная скорость фисированная). ПОЭТОМУ разумно менять мощность лазера. Линейно (?) ее увеличивать. Совсем шикарное решение - менять ЦВЕТ лазерного луча, тем самым компенсируя эффект Доплера.
Это технически реально?
Для той гравицапы, что я в своё время нарислова - да. Там ведь предполагалась синтезированная апертура (до 1000 км в диаметр) из миллионов лазеров на ... свободных электорнах.
Особенность этих лазеров в том, что они могут менять цвет своего излучения. То есть, не знаю как ваш солнечный лазер, но моя гравицапа всё больше и больше обретает контур реального инженерного сооружения (да, крайне гипотетического, но ничего физически невозможного).

Напомню. Я перестал тут обсуждать лазерные паруса не потому что я их забраковал.
Напротив. Они признаны физически возможными (единственная суперпроблема для них доплеровская аберация волнового фронта и то она наверняка имеет техническое, решение как адаптивная оптика, я даже знаю подходы к этому). На текущий момент всё что можно было принципиально важного понять о данной технологии я думаю уже понято.
Эта технология заняла в списке возможных решений межзвездного путешествия свою нишу.
Это самый быстрое (0.1-0.7с) и самое дорогое решение проблемы МП (хотя самое, на мой взгляд, дешёвое из всех быстрых решений всё равно. Ни аннигиляция ни прочая экзотика не способны с этим решением сравниться по инженерно-экономической разумности).

[alex_semenov]

Если вам нужен именно КПД, вам не мощность ни тягу, считать не нужно. Достаточно одного релятивисткого эффекта Доплера.
Тогда кпд паруса(без учета прочих потерь) энергия фотона после отражения, делить на энергия фотона до отражения.

Зачем мне КПД только паруса?
Нас тут интересует полная эффективность (идеального) лазерно-парусного привода.
И она должна идеально совпадать с идеальной фотонной ракетой.
И результат уже Равлыком получен. Он (опять таки), кажется, идеально совпадает с тем что получил Маркс в 1966-м для того же паруса/фотонного привода (я дал ссылку на работу из которой этот график взят, саму исходную работу Маркса мне выдрать нашару не удалось, место где я раньше дёргал подобные вещи, теперь закрыт предупрежденями от ФБР, мол нефик сюда заходить! Мол, мы эту лавочку накрыли!)
Проблема эффективности лазерного паруса/фотонной ракеты, как мне кажется, закрыта.
Мой ранний график - примитивное приближение (на скоростях 0.25-0.5с мой примитив достаточно близок к релятивистскому решению, а это на мой взгляд вполне себе реальный скорости для подобных парусников). Кстати, у Маркса на графике есть (пунктиром) МГНОВЕННЫЙ КПД светового привода. Это близкое к тому что вы говорите. Нет?

[alex_semenov]

А какие размеры и масса парусника? Всего несколько грамм и сверхтонкая плёнка? Или огромные графитовые стержни разогнать можно?

Я думаю эта работа Лэндиса вам будет в самый раз, если вы совсем не в теме. Тут Лэндис как раз пытается МИНИМИЗИРОВАТЬ и размер и массу нормального лазерного паруса и необходимой к нему системы разгона идя уже по стопам Форварда. Упор делается в  цену (она всё равно получается чудовищной ибо как не верти высококачественная энергия вещь небесплатная).
Это работа еще из 90х. Сейчас появились еще более "продвинутые" идеи.
Но то что пытается сделать Любин (всем известный проект Мильнера-Хокинга) это попытка вырваться за грань разумного. Он пытается укоротить дистанцию разгона за счёт чудовищной энергетической нагрузки на махонький парус. И тем самым сделать "пулю из дерь-ма".
Но в норме, без экстрима, суть такая.
Размер d и масса m  паруса зависят от дифракционного пятна, которое можно создать на дистанции разгона L с имеющейся апертурой D (как это сделать? это уже технология, мало отличимая от магии). Ну и разумеется мощность W лазера привязана к массе паруса m (то есть диаметру d) и конечной скорости v через всю ту же дистанцию разгона, то есть фокусировки L, поглощаемую (~1-10%) парусом при переотражении луча энергию и термические ограничения (благо сам парус является для себя же и радиатором), то есть предельную температуру T.
Еще в 1963-м Форвард сделал простейшие расчёты всего этого и с удивлением обнаружил что в принципе (при должной инженерной смелости) ВПИСАТЬСЯ в ФИЗИЧЕСКИЕ ограничения можно.
Да, еще. Всё это еще сильно зависит от длинны волны лазера лямбда. Чем она меньше, тем всё получается лучше (почему Маркс вообще хотел использовать рентгеновский лазер). Но уменьшить длину волны слишком сильно (ниже видимого спектра) - вылазят другие траблы. Например ваш парус слишком много поглащает или будет вообще слишком тяжёлым.
Всё очень жестко.
Но вписаться можно.
И по-настоящему ФИЗИЧЕСКИ реалистично выглядят большие (100-1000 км в диаметре) паруса соответстующей массы (полезная нагрузка еще плюс треть или половина от массы собственно самого паруса). Но масса это в любом случае мощность излучателя. Огромная мощность.  Можно конечно послать 10-1 км парус, но вам понадобится ну очень большая паралинза.
То есть у вас будет гора рожать мышь.
В общем,лазерный парус это вещь "наоборот". Сделать маленький, небыстрый, компактный.... это по-сути не реально или бессмысленно (небыстрый - точно глупо, многие пишут про полёт на лазерном парусе к Марсу. Это предельный идиотизм). Хотя вот Любин пытается запустить граммовую пендюрку. Ну 100 миллионов на это взял у Мильнера.
Главное.
Лазерный парус - это реальный финал развития идеи фотонного звездолёта. То что вы не можете это сделать "в сарае" - это закономерно. Такой быстрый звездолёт в любом случае не может быть чем-то карманным. Вам (при неэкстремальных подходах типа Любина) потребуются многокилометровые астросооружения и чудовищные источники энергии. Но физически это реализуемо. И имеет смысл (в силу построенных тут графиков эффективности) только для быстрых звездолётов, то есть выше 0.1с, а вообще лучше за 0.25с. 0.5с  - так сказать, оптимальная скорость.
Для 0.05с - это уже БЕССМЫСЛЕННО лепить.
Еще неприятность. Это только разгон. Хотя Форвард и мутил пол жизни с торможением у цели, но парус скорей всего можно использовать как одноразовый ракету-носитель и всё. Разогнал в сторону звезды-цели, а дальше - сама, сама, сама... Я о полезной нагрузке.
Собственно есть большие сомнения что парус успеет отработать даже разгон (не истлеет набегающим потоком газа или пыли). А пережить десятки световых лет в пути раскрытым - тем более ему скорей всего не судьба.
То есть и тут - засада. Парус - лишь способ разогнаться. Полурешение. А тормозить - это отдельная уже история.
Как не верти но быстрый звездолёт (в половину света) - это НЕДЕТСКАЯ задача.
Это - предельная техгология, действительно (по Кларку) неотличимая от магии. Настолько предельная, что живой человек на его борту (как у Форварда) выглядит неким анохронизмом. Поэтому минимальное требование к полезной нагрузке такого суперзвездолёта я выдвигаю как зонд фон-Неймана. Машинный саморепликатор с полноценным сильным ИИ (Разумом, превосходящим человеческий). Эмбрионы, загруженные цифровые копии личностий людей - опцинально. Но уровень технологий (магичность) именно такой.
Ради чего-то меньшего (более простого) не стоит с подобным приводом и скоростями даже заморачиваться.
Не в коня корм!
Кстати фон-Нейман с сильный ИИ и астросооружения (типа станции Кларка, концентратора Равлика или гавицапы Семёнова) как раз комплиментарны друг другу. Раньше некой техносингулярности (переход через некий магический барьер суммы технологий) с подобными приводами просто даже и не стоит заморачиваться.
Это конечно чисто моё субъективное мнение.

[alex_semenov]

Про нагрузку на стропы парусника. Не выдумывайте. У лазерного паруса нет проблем с этим. Ускорение ~1g - типичное ускорение (и почти предельная термическая нагрузка на парус). 2/3 массы парусника - парус  (1/3 - полезная нагрузка) и   масса паруса с учётом массы такелажа (строп) и несущих силовых растяжек. О структуре такого паруса есть работа Дрекслера, еще молодого. Очень подробная. Там речь идет об  тонких плёнках из алюминия, в нашем случае это будет бериллий (можно рассчитывать на массу паруса 1/2 стартовой). Но суть та же. В общем, с подвеской полезной нагрузки никаких особых проблем.
После разгона, парус если не истлел (от набегающего потока) то точно отброшен и полезная нагрузка (с продуманной защитой от путевой радиации и пыли) движется как самостоятельный космический аппарат.
У цели торможение скорей всего магнитным парашютом. Это безальтернативная, видимо подсистема.
Но вот о дотормаживании - можно спорить.
Я считаю что вы перемудрили. Да и не сработает ваша гениальная идея. 10% от света туда-сюда... Не смешите. Это нетёрдая фантастика.
О магнитном парашюте. У вас очень хороший парашют, если вы затормозите до 0.01с. Но 3000 км/с - это всё равно чудовищная энергия и вам надо затормозить ее хотя бы в 10 раз что бы обратным манёвром Оберта у звезды-цели выйти на ее орбиту. И боюсь, тут бомболёт - (как система дотормаживания) - безальтернативен.
Бомболёт должен быть компактный и ажурный.
Так что "медуза" напрашивается сама собой.
Возможно с сумрачным германским гением профессора Витгинштейна (тут на картинке):



Кстати, 0.5% света удельный импульс на картинке - это крайне скромная оценка (я знаю откуда это берётся и тут есть над чем работать)
Советую такую схему если вы пишете твёрдую научную фантастику.
Пусть у вас фон-Неман (эмбрионы людей?) 5 000 тонн (очень скромно! у фон-неймана должно быть первичное витаминное "яйцо" прежде чем он выростит в машинный саморепликатор имеющий свои базы на самых разных телах целевой системы что бы замкнуть по всем витаминам, прежде всего по урану или торию - крайне дорогому "витамину").
10 000 тонн - пустая масса "медузы" дотормаживания
С запасом тормозных бомб 30 000 тонн.
Магнитный парашют удваивает (минимум) эту массу до 60 000 тонн.
Массу защитного щита я опускаю (не думаю что это будет слишком много).
Ну и еще раз умножем на три - это полная масса паруса с полезной нагрузкой. 180 000 тонн.
Плохая новость. Это чудовищно большой парус. 1000 км в диаметре если не больше.
Хорошая новость. Это как раз тот размер, который нужен для лазерного паруса. Апертура в 600 км вполне может разогнать до 0,5 с на дистанции светового года эту махину. Правда для этого потребуется энергия, сопоставимая с энергопотреблением цивилизации I-го типа по Кардашеву. Но это инженерно мыслимо. Даже компактно (по сравнению со сферой Дайсона)

[alex_semenov]

Я говорю в первую очередь о дотормаживающем двигателе. 10% процентов скорости света я взял из знакомой вам работы. Это конечно очень много. Но и при меньшей скорости это достойная альтернатива взрыволёту.

Да, я догадываюсь откуда это. Но 10% света или 0.1с это очень крутое дельта-вэ для ЛЮБОЙ РАКЕТЫ, добывающей энергию на борту.
Мы тут до сих пор гадаем, возможен ли продвинутый взрыволёт Дайсона (очень большой! Диаметр под 400 метров и сухой массой под 100 000 тонн!) с 0.033с при массовом числе 4. Если возможен, то это очень крутой подарок судьбы (для этого на бомбах надо получить удельный импульс 7000 км/с, что выглядит просто фантастикой). Вот теперь пересчитайте массу топтива для такого бомболёта, чтобы получить характеристическую скорость 0.1с.  Сколько получается массовое число? 64.
То есть, даже если у вас масса полезной нагрузки у цели 1000 т, а масса пустой тормозящей ракеты составит всего в 2 раз больше, то вам парусом надо разогнать (не важно до какой скорости) массу в 128 000 тонн (кстати я парашют опустил). То есть умножайте на 3 и получаете...
Да фгня это. Эрик Джонс для своего "Дайсоншипа" применил достаточно топорное решение торможения. Можно сказать решение отчаянное. Парашют должен сливать скорость с, скажем, 0.5с  до 0.01с, 1% света. Тогда всю концепцию такого привода (парус-парашют) можно рассматривать как здравую. Начальная скорость торможения у парашюта не важна. Важна конечная. И если бы можно было дотормозить вообще до 0.001с (300 км/с) то замоячила бы возможность тормозить только магнитной петлёй. 300 км/с - это уже примерно скорость солнечного ветра.

ачем вам взрыволет. У вас сам корабль имеет огромную энергию, вот ее и используйте для торможения. Для этого оставляете энергетическую капсулу позади звездолета, которая в нужный момент торможения догонит звездолет, обстреляет пеллетами металлическую сетку,  перед парашютом создавая тягу из выбиваемой плазмы.

Вы сами поняли что сказали?
Поднимите под ногами любой камень массой в 1 кг. У вас в руках 450 МДж кинетической энергии движения этого камня вместе с планетой вокруг Солнца (30 км/с). Энергию движения Земли вместе с Солнцем относительно центра массы Галактики (250 км/с) мы не берём. Хотя бы орбитальну. Ну и как добыть эту энергию оставаясь/стоя тут на Земле?
У вас тут какое-то путешествие Де-Бержерака на Луну получается. Ей богу! Но Де-Бержерак понимал что его прожект с подбрасываемым им же магнитом (который подтягивал его вверх) - это юмор и сатира. А вы, братцы?

Я не согласен с цитатой Кларка.
Технология по определению познаваема и воспроизводима, а магия иррациональна и требует Избранного героя для пилотирования.

Вы не поняли Кларка. Это так называемый третий "закон" Кларка (я больше всего люблю второй). И смысл его в том, что технологии могут одаривать нас возможностями, о которых мы даже не мечтаем (магия!). Как правило прогресс нас так и "одаривает". То о чем мы мечтаем он нам не дает (как дураку стеклянный хрен) или даёт, но в такой форме, что мы и не ожидали. Например, алхимия. Мы ее получили и активно используем. Но не для получения золота из свинца (дурное же вожделение!), а для получения  оружейного плутония из "бросового" U238.
Но чаще прогресс одаривает нас возможностями, о которых мы даже не могли помыслить.
Не будем далеко ходить. Еще в моей юности (70-е годы) мало кто из фантастов мог представить что мы можем видеть планеты у других звёзд (до 1000 св. лет и дальше!) как точки (не говоря о том чтобы их хоть как-то разглядеть). Вспомните всю классическую космическую фантастику. Любая межзвёздная экспедиция отправляется "в никуда". К неведомой звезде и только по прилёту (на подлёте) начинает открывать там планеты. Это похоже на то как корабли первооткрывателей плыли за неведомый горизонт и обнаруживали новые острова и земли, только уткнувшись в них, буквально, носом!
Верно?
Так же виделись и путешествия к иным мирам.
Но прогресс всё тут переворачивает с ног на голову. Дарит нам возможность, которую мы даже не особо и вожделели (видеть экзопланеты хотели астрономы, но вот "звездолётчики" тупо игнорировали возможность такой "магии")
Аналогично люди сейчас (тут на этом заскорузлом форуме) тупо отвергают массу открывающихся уже "магических" возможностей в силу инерции мышления и достаточно узколобо-дебильной "системы ценностей".
Им эта "магия" не просто не нужна, они ее боятся как чёрт ладана.

По сути это магнитный парус, только умную пыль разгоняет не циклопическая пушка, а звезда. За счёт этого мы можем использовать эту систему и при торможении. ЕСЛИ солнечные паруса из нанотрубок с такими скоростями возможны, то они превосходят по характеристикам взрыволёт (http://go2starss.narod.ru/pub/E32_UTSS.html). Там ведь помимо собственной скорости паруса ещё и сложение скоростей и упругое столкновение. И формула Циолковского неприменима – это по сути активный привод (который мы везём с собой, да). Мы таким образом можем развить характеристическую скорость почти как у солнечного паруса, но с минимальной долей мёртвой массы и без экстремальных перегрузок. И не надо тащить дейтерий с актиноидами. Недостатки в основном, очевидно, те-же что и у магнитного паруса.

Я не понимаю вашей идеи. Хоть убей!
У вас расчёт ее есть? Хотя бы на салфетке? Мне кажется вы сами не до конца понимаете механику. Невозможность использовать энергию звезды-цели (солнечный пару) для торможение паруса, разогнаного лазером в начале 70 предупреждал Пурнела и Нивена еще Форвард. Но они не послушались и запустили эту глупость в массвое сознание ("Мошка в зенице у бога").
Единственная настоящая "шара" для торможения - это межзвездная среда. Трение об неё. Все остальные игрища (типа маневра Оберта, солнечный ветер от звезд) - это всё слишком СЛАБО.
В общем.
Нет расчёта? Нет идеи. Не подкреплённая количественным анализом качественная идея НИЧЕГО НЕ СТОИТ.

[alex_semenov]

На моём дереве ценных идей для МП эта идея помечена как бетта на ветке "активынх приводов":

Александр, а сделали ли вы пояснения к этому дереву? Если сделали - неплохо бы было взглянуть.

Вы об этой схеме?



Пояснение было сделано, разумеется,  тогда же  вместе со схемой:

[alex_semenov]

То есть. Как я себе это представляю. У нас есть звездолёт, который мы каким-то образом разогнали до приличной скорости (скажем, ваших 0,5C). Лазерным парусом, магнитным парусом или таранным конвертером (кстати, идея может заработать? Или вылезло что-то, что её окончательно хоронит?).

Прежде всего. Надо уточнить.  Таранный конвертер это не полноценный привод. Поэтому я и выбрал термин "конвертер", то есть ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ. Это как магнитный парашют - примочка к другому приводу. Сам по себе он - бессмыслен и бесполезен (как и магнитный парашют сам по себе).
Конвертер это версия (навеяна им - точно) "двигателя" Подвысоцкого вокруг которого в своё время было много сломано копий. Только я тут собрался  использовать "уже расставленную" природой по пути массу межзвездного газа (а не заранее расставленные "пули" как это предполагает Подвысоцкий).  Главная фича этого "двигателя" ("парадокс") в том, что он не добывает энергию. Прирост скорости конвертера происходит исключительно за счёт размена МАССЫ разгоняемого корабля на СКОРОСТЬ.
Не вдаваясь в механику такого размена, просто из  закона сохранения энергии (классического ибо мы говорим о скоростях много меньше световой) мы можем разменивать массу на корень квадратный из скорости. То есть, что бы, скажем, конвертер добавил к 0,033с до 0,1с (в три раза) предварительно разогнанная масса (некой первоначальной ступенью) обязана похудеть не менее чем в 3² раз то есть в 9 раз. Это при эффективности конвертера 1. То есть в идеальной ситуации.
Поэтому я предполагал что в паре с конвертером должна работать очень мощная первая ступень в духе взрыволёт.
Взрыволёт как раз комплиментарен этой идеи. Реалистичней всего реализовать взрыволёт при большой массе "пустой ракеты". Скажем, при 100 000 тонн сухой массы.
Это значит что если мы  захотим отправить небольшой зонд, то взрыволёт по массе для этого на порядки избыточен. Вот тут то конвертер мог бы оказаться "волшебным средством". Мы разгоняем бомболётом, скажем  до 0.033с полезную нагрузку массой в 30 000 тонн. Но теперь, имея идеальный таранный конвертер в в виде второй ступени мы могли бы доразогнать массу в 1000 тон в корень из 30 раз то есть до 0,18с.
Шикарно, правда?
Но в чём засада?
В том же в чём и проблема прямоточки - эффективность АДИАБАТИЧЕСКОГО сжатия набегающего потока. Эффективность такого сжатия должна быть очень высокой. Скажем 0.95. Не ниже 0.75 - точно. "А вот это - фантастика, сынок! (с). Большая проблема. Мы мало сейчас понимаем даже как подойти к решению этой задачи. Не факт, что она не разрешима (для этого надо научиться управлять очень горячей разряженной плазмой, которая обтекает "центр управления"). Но шансов очень мало. Плотность газа ничтожна и при адиабатическом сжатии его любой воронкой он будет очень сильно греться, а раз так - светиться (то есть терять энергию). Поэтому оставляем таранный конвертер пока для очень твёрдой фантастики.
Одно обнадёживает. Есть масса работ (и усилий) на Западе всё-таки как-то оживить, приблизить к реальности концепцию Бассарда (это для них идея-мечта как у нас тут была фотонная ракета). И если они таки найдут подходы для решения эффективной адиабатической воронки, то они автоматом решат задачу таранного конвертера. Всё остальное по сравнению с этим - ерунда. У прямоточки Бассарда остается проблема сжигания собранного водорода. Это по-сути непреодолимая проблема. Но тараннику нужно "просто" разбавить этот горячий сжатый межзвёздный водород "перемешать" с "холодным" водородом из баков (для чего нужны будут "ионные форсунки"). Хотя и тут есть масса проблем, но по сравнению с проблемой сжигания водорода в классическом Бассарде это "детская", то есть "инженерная" проблема.
Кстати. Раз зашёл разговор о конвертере. Чем ближе начальная скорость конвертера к света, тем проще его сделать.
Так, если вы смогли разогнать огромную массу (скажем миллион тонн) до 0.5с, то разогнать 1000 -ю часть этого до заметного
 релятивистского эффекта  достаточно несложно (вам не понадобится даже какая-то там сложная воронка).
В общем.
Идея прикольная. Но не такая уж и прорывная (как все идеи в МП) нужна комбинация и синтез.

[alex_semenov]

Мне эта идея нравится именно возможностью затормозить с высокой скорости без экстремальных перегрузок (их будут испытывать только нанозонды). Беспилотный корабль сам может распасться на рой солнечных парусников, но для пилотируемого это не вариант.

Да,  я таки "вкурил", кажется, понял вашу идею... Не могу сказать что я в восторге (что она мне эстетически понравилась). Хотя логика очевидна и я пока не вижу какой-то принципиальной причины ее забраковать.
Но для меня она остаётся такой же экзотикой как все идеи Форварда со сбраываемыми переотражающими парусами или поворотом корабля в магнитном поле галактики и заход на цель с противоположной стороны (чтобы можно было затормозить лазером из Солнечной системы). Как-то слишком уж мудрёно.

Давайте я попробую ее покритиковать "по мелочам" (у нас тут получается что-то типа "Патентного бюро ЮТ", знаете что это такое?  )

Первое. 10% света выстрелом парусника от Солнца - это ФАНТАСТИКА от Сприза  и Зубрина. Перечитайте статью. Это ГИПОТЕТИЧЕСКАЯ возможность. Очень гипотерическая, если теория (очень умозрительная и опущенная в переводе мной но есть в первоисточнике) срастётся с практикой.
И то. Если нам повезло... Срослось. Вы представляете насколько "АЖУРНОЙ" будет парус, который вы выстрелом от солнца разгоните до 10% света таким образом? Это буде НАНО-стурктура чудовищно-низкой поверхностной плотности.
Я тут предлагал куда более грубую "структуру" (идея Метлоффа)  которая имея массу 300 грамм будет иметь диаметр 140  м! Для сравнения я поместил в одном масштабе парусник!



Так вот. Я не уточнял, но в вашем случае подобный по размерам чудо-нано-парус должен быть массой в десяток грамм (если не меньше)! То есть сотни метров в  диаметре НАНО-техно-чуда массой в десяток грамм!
Представили себе?
Как это развернуть? Я видел лишь одну возможность (совершенно в вашем случае не пригодную). Нанести на более толстую и массивную (до 10 тонн!) подложку, которую мы быстро (в тени окультера тоже массой в тонны) развернём как парашют и она в горячих лучах близкого Солнца ИСПАРИТСЯ, плавно  быстро и одновременно НЕЖНО отпустив ажурную, нежную структуру (которая уже имеет нужную форму и ориентацию в пространстве, которую оно уже не будет менять, до конца разгона - точно).
Что будет в вашем случае? И это надо сделать миллион раз? Да ну!...
И ради чего? Что бы эти граммы превратились в набегающий поток?
 
Ну во-первых вы хотите сбрасывать... миллионы... пусть тысячи таких вот ажурных парусов с приближающегося звездолёта и они должны совершить "обратный разгон". После этого они должны остановиться там почти у поверхности звезды (я по-началу подумал что паруса должны облетать звезду как у Метлоффа, но понял что это не получится без окультера и без волшебного манёрва резкого разворота торцом к солнцу и такого же резкого разворота перед тем как начать разгоняться). То есть этот чудо-парус должен полностью затормозиться перед звездой, повиснуть на световом давлении и ускорится в обратном направлении ... В общем... Отскочить как сжатая пружина...
Я даже не представляю как это возможно?  Без окультера (массивного теневого щита) без облёта звезды на гиперболической скорости... Это вообще кажется невозможным (надо уточнять). Ваш манёвр это не тот же манёвр что предполагает односторонний разгон выстрелом от Солнца. Я просто не вижу тут физического реализма. Надо считать такой "отскок пружины", но это совсем другая динамика (как мне кажется).

Второе. 10% от света вы можете получить у достаточно горячего жёлтого карлика. А что с большинством других звёзд? Красных карликов?

Давайте приблизим вашу идею к реальности. Не будем стремиться к 0.1с а всё же допустим что парашют затормозил до 0.01с
Зубрин считал вполне возможным дотормозить до 0.005с:



Но даже в этом случае вам потребуются чудо-паруса. И как они будут "отскакивать" от светила...
Я себе это плохо представляю.
Каждый парсу - это менее кг - однозначно. Значит вам потребуются всё равно тысячи тысяч таких парусов. И каждый развернуть? Да не стоит овчинка выделки!
Почему я предлагаю вам сделать КОЛИЧЕСТВЕННУЮ прикидку. Часто самая простая прикидка показывает насколько качественно заманчивая идея становится нереальной при первых же количественных прикидках.

Нет. Я всё-таки остаюсь на позиции, что лучший способ торможения: магнитный парашют (до 0.01с) а дальше очень эффективная энерговооружённая ракета (при этом компактная). Если это не бомболт-медуза, зачит  парус на осколках деления (урановый парус). Лучше уж сражаться с его проблемами.

[alex_semenov]

"пушки" я обозвал "Лучевыми системами".

"Пушки" как противоположность "ракеты".
На самом деле есть лишь три типа движИтеля. активынй (пушка) реактивный (ракета) прямоточка.
Все они конечно же "реактивные" (третий закон Ньютона, законы сохранения импульса и энергии) но есть нюансы.
Никаких иных больше вариантов нет.
 

RDC - это обычный т-я реактор или какой-то особенный?

А где у меня там RDS? А! КВС (если набрать русские буквы оставив регист английский). Нет. Это получение энергии из термоядерных взрывов. Притом энергия из дейтерия. Самого массового, бросового топлива во вселенной. Я по-прежнему управляемый термоядерный синтез считаю журавлём в облаках. Даже синицей в облаках. Я считаю что пока что единственный гарантированно реальный способ получить РЕНТАБЕЛЬНО ("задаром"!) термоядерную энергию - взрывы. Достаточно крупные (более 10 тонн тнт).

А как таранный конвертор работает?

Я выше описал общие идеи. Но.. Идея описана (впервые) мной вот тут в самом конце. Я тогда сказал там что это очень специфическая идея годная в особых местах. Ну вот в паре с взрыволётом она могла бы сработать если бы нам повезло с воронкой адиабатического сжатия набегающего водорода.
Сжимать до метров тут не надо. Если вы сожмёте 1000 км поток газа до 1 км в диаметре - достаточно. Но это всё равно сжатие в 1 000 000 раз (сжатие по направлению полёта я не учитываю). И это чудовищный разогрев ионов водорода!

[alex_semenov]

Развернуть много маленьких парусов наоборот проще чем один большой. Хотя это конечно отдельная наномагия.

Диаметр каждого такого паруса - какой?
Сколько вы их хотите запустить к светилу?
Какую массу собираетесь затормозить?
Давайте посчитаем хоть это. Это задача в духе школьного 5-го класса.

Что меня смущает при таком отражении? Как долго парусник будет висеть почти у поверхности светила? Время такого зависания будет (как мне кажется) куда дольше чем при выстреле от окультера. Я не уверен. Но это надо проверить. Ваша чудо-нано-структура должна быть еще и чудовищно жаростойкой. Это - МАГИЯ. Нано но магия.
Ваша идея всё же опирается на магию.