Двигатель для межзвёздных перелётов

[Foma]

Мы можем подлететь к Солнцу с полюса и выстрелить в итоге перпендикулярно эклиптики. Направление - не проблема.

О том и речь. Если для достижения Солнца использовать Юпитер, организовать близкий и полярный пролет по-моему нельзя.

[pkl]

ЛЮДИ!!! Я ПРОЧИТАЛ ЭТУ ТЕМУ!!! УРА!!!

Спасибо А. Семёнову - он меня сподвиг. Давно присматривался, но объём смущал. И вот наконец то! Две недели читал!

А теперь по теме: такая идея - использовать для торможения лазерного парусника материал его паруса. Навеяно межзвёздными войнами - там парус перерабатывают в "торпеды". Вот и я подумал - а если этот парус не сбрасывать, а свернуть и припасти до этапа торможения. Кстати! Вот ещё мысль - свёрнутый материал паруса может ведь и выполнять функцию защитного экрана на стадии перелёта!

[vsevolodson]

Генам лететь не интересно.

Если речь идёт о тысячалетиях перелёта, то именно интересы генов выходят на первый план. К тому же, они обеспечивают защиту от вырождения (инбридинг) минимизированной биосферы, включающей людей.

Именно поэтому по моей идее на борту 1-мегатонного корабля (это ПН без топлива) должно постоянно "бодрствовать" не более 30 чел. Они и занимаются поддержанием бортовой биосферы и техническим обслуживанием в полёте. Остальные должны во время перелёта "спать" в виде банка генов (биосфера во многом тоже). А расплодиться полноценно и развернуться можно уже и по прилёту. Корабли, кстати, тоже нужно дублировать - 25-30 штук. Итого в перелёте в каждый момент времени живут 500-1000 чел. На сегодня человечество вполне может послать к Альфа Центавра корабли поколений на скорости ~200 км/с (топорный термоглиссер). Это более 6000 лет перелёту. На грани выживания. Но пока неясно, зачем туда лететь. Построить-то звездолёты мы можем уже сегодня, но делать это надо в поясе астероидов/Койпера. А для этого нам надо научиться там жить. Но вот как только мы научимся жить на планетозималях, на планеты мы уже обратно не вернёмся. Ибо невыгодно.

Что я хотел сказать, так и не сказал
Суть сего моего пассажа в том, что к альфа Центавра имеет смысл запускать только быстрый (>0,1c) пролётный зонд массой не более тонны. Т.е. это скорее всего микроволновый парус-решётка с питанием из СС от сети мазеров, расположенных где нить в поясе астероидов.

О том и речь. Если для достижения Солнца использовать Юпитер, организовать близкий и полярный пролет по-моему нельзя.

А если падать к Солнцу из пояса Койпера, то по-моему можно. Да и с Юпитером, думается мне, можно. Тут дело в направлении импульса в гравияме Юпитера при манёвре.

ЛЮДИ!!! Я ПРОЧИТАЛ ЭТУ ТЕМУ!!! УРА!!!

Немногие осилили это... Моё уважение.

А теперь по теме: такая идея - использовать для торможения лазерного парусника материал его паруса. Навеяно межзвёздными войнами - там парус перерабатывают в "торпеды". Вот и я подумал - а если этот парус не сбрасывать, а свернуть и припасти до этапа торможения. Кстати! Вот ещё мысль - свёрнутый материал паруса может ведь и выполнять функцию защитного экрана на стадии перелёта!

Это какая-то телепатия, но я только что об этом думал за мытьём посуды

[ВадимZero]

А теперь по теме: такая идея - использовать для торможения лазерного парусника материал его паруса.

Ну ежели тему прочитал, то должен бы уловить что для торможения самое эфективное средство, магнитный парашут. Впринципе лазерный парус можно превратить в магнитный парашут если сообщить ему, статический заряд. Мне пока что из всех идей нравиться именно магнитный парусник. И для разгона и для торможения.

[Иван Моисеев]

Если речь идёт о тысячалетиях перелёта, то именно интересы генов выходят на первый план. К тому же, они обеспечивают защиту от вырождения (инбридинг) минимизированной биосферы, включающей людей.

Тысячелетние перелеты я не рассматриваю. Обгонят. max - 200 лет.
Гены, как биорезерв - наверное, но это не принципиально.

[vsevolodson]

Мне пока что из всех идей нравиться именно магнитный парусник. И для разгона и для торможения.

Для разгона предел получаемой скорости будет 1 Мм/с. Опять же, такой перелёт - на грани фола для кораблей поколений и совершенно неприемлем для лёгких исследовательских зондов сегодняшнего-завтрашнего дня в альфу Центавра.

[ВадимZero]

совершенно неприемлем для лёгких исследовательских зондов сегодняшнего-завтрашнего дня в альфу Центавра.

Обсуждали же...Если использовать в качестве драйвера ускоритель колоидных частиц, то скорости можно получить какие хочешь. А уж если джеты...

[Прохожий]

  А Новости Космонавтики ещё долго переселяться будут?

[vsevolodson]

Для разгона предел получаемой скорости будет 1 Мм/с. Опять же, такой перелёт - на грани фола для кораблей поколений

Интересно, что макс. скорость, технически осуществимая сегодня (200-250 км/с, термоглиссер), равна орбитальной скорости Солнца в Галактике. При этом, мин. скорость, необходимая для осуществления межзвёздных перелётов (~1000 км/с), примерно равна скорости покидания Галактики (3-я космическая). Какое-то фундаментальное совпадение...

[Иван Моисеев]

А Новости Космонавтики ещё долго переселяться будут?

Физически, как я понял, они уже переехали. А вот виртуально, в смысле форума - не знаю.

[pkl]

А теперь по теме: такая идея - использовать для торможения лазерного парусника материал его паруса.

Ну ежели тему прочитал, то должен бы уловить что для торможения самое эфективное средство, магнитный парашут. Впринципе лазерный парус можно превратить в магнитный парашут если сообщить ему, статический заряд. Мне пока что из всех идей нравиться именно магнитный парусник. И для разгона и для торможения.

Знаю, знаю. Я просто впопыхах выкинул идею. Уже засыпая, в постели, размышлял - а ведь область применения этого принципа /не отбрасывать отслужившие элементы конструкции, а перерабатывать их в другие изделия с другим назначением/ гораздо шире. Допустим, стартуем на лазерном/магнитном парусе. После завершения этапа разгона парус сворачиваем и используем для изготовления защитного щита от набегающего потока. По прибытии из этого же материала изготавливаем обмотки для магнитного парашюта или петли. А  переднюю часть щита отделяем и тараним им какой-нибудь объект пояса Койпера - всё равно он уже так будет изъеден, что больше ни для чего не годится. И дотормаживаемся об облако этого самого койпероида. И даже ещё останется рабочее тело для ЭРД, чтобы перемещаться по системе! Так, возможно, удастся реализовать межзвёздный перелёт вообще почти без расхода массы. Прям летающая тарелка, честное слово!

[vsevolodson]

Рассчёты, рассчёты, пожалуйста.

[pkl]

Это какая-то телепатия, но я только что об этом думал за мытьём посуды

Гыы!   По-моему, идея плодотворна. Выше я её изложил более подробно. Навеяло рассуждениями А. Семёнова /где-то про взрыволёт/ что один и тот же элемент конструкции должен выполнять две /а то и три!!!/ функции. Я, размышляя на форуме Новостей космонавтики над другой темой /минимальная АМС и межзвёздный зонд/ как-то тоже пришёл к похожим мыслям. Ну там у меня возникла мысль интегрировать в одном флаконе зонда телескоп, камеру, спектрометр и аппаратуру лазерной связи. Для экономии массы и объёма. Ну а читая здесь людские мысли, сам тоже понемножку думал.

[pkl]

Рассчёты, рассчёты, пожалуйста.

Увы, не смогу.

[vsevolodson]

pkl, на самом деле ничего удивительного в том, что мы об этом подумали - все эти идеи здесь звучали и раньше, а всплыли благодаря альфа Центавра. Но вот только без рассчёта идея остаётся фэнтэзийной Особенно сомнительно выглядит идея торможения об облако...

[Проходящий Кот]

pkl, на самом деле ничего удивительного в том, что мы об этом подумали - все эти идеи здесь звучали и раньше, а всплыли благодаря альфа Центавра. Но вот только без рассчёта идея остаётся фэнтэзийной Особенно сомнительно выглядит идея торможения об облако...

И броня в 45 м толщиной......

[AlexAV]

Кстати слышал, что у горячей термоядерной плазмы излучение с ростом температуры растет слабо. Можете это прокоментировать.

Да, действительно, если плазма оптически тонкая и при этом достаточно горячая (T>>Z²Ry), то излучение плазмы достаточно слабо зависит от температуры (как T^1/2). Причём оно при этом ещё оказывается достаточно слабым. Приблизительно его мощность можно описать соотношением:



Здесь ещё стоит отметить, что это соотношение не учитывает релятивистских поправок, при температуре >100кэВ плазма будет излучать заметно больше, чем предсказывает это соотношение (при 100 кэВ, релятивистская поправка даёт дополнительные 25% излучения, дальше ещё больше). Простых соотношений для описания этих эффектов нет (обычно пользуются таблицами поправок или напрямую интегрируют сечения, когда функции распределения существенно не максвелловские). Однако этот эффект надо учитывать при описании процессов в очень горячей плазме (для описания процессов в He-3-D это ещё не так существенно, но вот для всякой экзотики вроде B-11-p важно).

Однако из этого не следует, что излучением плазмы можно совсем пренебречь. Проблема в том, что термоядерная плазма не только слабо излучает, но и достаточно слабо нагревается. Мощность тормозного излучения действительно пренебрежимо мала по сравнению с мощностью термоядерного нагрева только для плазмы D-T реактора. Уже в He-3-D в оптимальном режиме плазма будет излучать около 20% выделяемой мощности.

[AlexAV]

AlexAV, коль вас тут уже начали теребить,  а какие смеси можно сжигать в БОМБАХ?
В литературе говорится что даже D-T (в смысли Дейтерид лития-6) едва-едва удается спалить. Мол, уже о Д-Д и мечтать не приходится. Хотя вон умельцы из Снежина говорят что готовые D-D заряды на поток поставить с выходом чистоты (ядерный/термоядерный) и 1/10 и 1/100 и даже к 1/1000.
Понятно, что Гелий-3 с Дейтерием очень неудобное для бомб топливо.
Но вот Литий-7 с водородом или Тот же бор-11. Насколько реально это сжигать в бомбах? Чего это будет стоить?

Вообще собственно D-T в бомбах используют редко. Только в так называемых “нейтронных”, где надо получить высокий выход нейтронов при достаточно низкой мощности взрыва. А Li-6-D это всё же не D-T, а совсем другое топливо. В этом топливе сгорает преимущественно литий, а нейтроны служат катализатором процесса. Т.е. в таком топливе происходит цепная реакция по схеме:


D+D = He-3 + n (медленно)
D+D = T + D (медленно)

Li-6 + n = T + He-4 (очень быстро)
T + D = He-4 + n (быстро)

Реакции на быстрых нейтронах:
Li-6 + n = Li-6* + n
Li-6* = He-4 + D

n +D = p + 2n

Т.е. почти вся энергия уходит в заряженные частицы, нейтрон – лишь катализатор процесса. Если рассматривается мощный заряд, а не лазерная мишень, то нейтроны из внутренней части заряда его практически не покидают, а участвуют в цикле горения лития, угодят нейтроны только из относительно тонкого внешнего слоя.

Что касается гелия-3 в оптически плотных мишенях (бомбах, к лазерным это относится слабо). Там как и в литие будет идти каталитический цикл горения:

D+D = He-3 + n (медленно)
D+D = T + D (медленно)
D+He-3 = He-4+p (очень медленно)

He-3 +n = T + p (очень быстро)
T + D = He-4 +n (быстро)

n +D = p + 2n

Поэтому с точки зрения ядерных свойств He-3-D как топливо для бомб ничем не уступает Li-6-D. Вот только физические свойства у него не очень удачные. Криогенная жидкость явно менее удобна, чем твёрдый дейтрид лития.

Что касается экзотики. Все сколько-нибудь интересные реакции здесь существенно более низкокалорийные чем Li-6-D и He-3-D.

Li-6+H = He-3 +He-4 + 4МэВ (0,57 МэВ/нуклон)

Be-9+H = He-4 + Li-6 + 2.13 MэВ (0,213 МэВ/нуклон)
Be-9 + H = 2He-4 +D + 0.65 МэВ (0,065 МэВ/нуклон)
(Два почти равновероятных канала)

B-11 +H = 3He-4 + 8.68 МэВ (0,72 МэВ/нуклон)

Для сравнения:
He-3+D = He-4 +p +18.34 МэВ (4,6 МэВ/нуклон)
2Li-6 = 3He-4 + 20.9 МэВ (если объединить реакции цикла горения в дейтриде лития) (1,74 МэВ/нуклон).

Это, а также намного более жёсткие условия зажигания, делает, скорее всего, их использование нецелесообразным.

[Проходящий Кот]

.....
Т.е. почти вся энергия уходит в заряженные частицы, нейтрон – лишь катализатор процесса. Если рассматривается мощный заряд, а не лазерная мишень, то нейтроны из внутренней части заряда его практически не покидают, а участвуют в цикле горения лития, угодят нейтроны только из относительно тонкого внешнего слоя.
....

А если у нас оболочка из более тяжелых элементов, то нейтроны там тем более завязнут. Но вот скорость истечения. Она ведь тоже упадет......

[Иван Моисеев]

2Li-6 = 3He-4 + 20.9 МэВ (если объединить реакции цикла горения в дейтриде лития) (1,74 МэВ/нуклон).

А как это будет детальнее?