Двигатель для межзвёздных перелётов

[alex_semenov]

Эта вертушка работает на радиометрических силах, которые действуют на нагреваемое в разреженном газе тело.

Каких-каких сил?
Ну что за бред?
Блин...
Надоело уже спорить летали ли американцы на Луну?
Теперь будем оспаривать наличие светового давления?

Блин... и что же с вами такими тут теперь делать?
Будем опираться на силу наличествующей у каждого логики?



Или доверимся авторитету?


 

[alex_semenov]

С волнами чуть по сложнее, там электроны участвуют...

Что вы от меня хотите?
Есть масса видео (никогда особо не интересовался, но вот теперь полез). Действительно. Обычно вертушка (радиометр, то есть измеритель силы света)  от нагревания чёрной поверхности  (если вакуум недостаточный). Для того что бы вертушка реально двигалась давлением света нужен очень глубокий вакуум и очень тонкая подвеска крыльчатки.
От чего крутится вертушка легко понять. В зависимости от механизма вертушка будет крутиться в разные стороны.

РАДИОМЕТР

Об электромагнитном объяснении светового давления.

Давление света

И там есть описание прибора Лебедева. Да, там ничего не крутится. Там очень чувствительная крыльчатка просто отклоняется (скручивая нить) в нужную сторону.
Ну и с большими подробностями фильм. Как всегда старый.

Давление света 1976 г.

Лебедев сделал крылышки предельно тонкими что бы температура с обеих сторон была одинаковой и, оказывается, еще и РАСКАЧИВАЛ "крыльчатку" как маятник (включая-выключая свет) чтобы таки измерить давление света.
Да, согласен. Я был не прав. Все такие радиометры крутятся не в ту сторону и они таки крутятся "радиометрическими" (блин, никогда не знал!) силами. То есть просто давлением нагретого чёрной поверхностью газа.

Вы шутите или правда не знаете?

Я действительно не знал.
Никогда не вникал в тонкости опытов Лебедева. Зачем? А эта вертушка всегда присутствует... Её вечно показывают и часто как пример давления. И мало кто обращает внимание что крутится она не туда. Да, ею хорошо измерять силу или мощность светового потока (чем быстрей крутится тем выше мощность ...). Поэтому и радиометр.
Конечно, я еще в институте слышал что НЕ ВСЕ такие вертушки крутятся силой света, но я полагал что есть честные (с настоящим вакуумом крутящиеся куда надо, а нечестные с не настощим, слабым вакуумом, крутящиеся в противоположную сторону). Но теперь я понял, что все такие вертушки- "нечестные". Настоящая сила светового  давления слишком слабая что бы вот так лихо крутить лопасти в нужном направлении.
 

Кстати. Таки кое-кто добился от этой дурной вертушки того чтобы она крутилась куда надо... Лазером.

http://www.youtube.com/watch?v=0Hm75r1u-LE#

Всё! Это последнее видео раскрывает "тему сисек" полностью!


Зы...
Хотя... Не факт что вертушка крулилась силой светового давления.
Мог быть тот же самый эффект радиометрических сил. Зеркальная поверхность ведь не на 100% отражает свет. Хотя бы 5% но поглащаеся. И если светить лазером только на зеркальную лопость (как это сделал автор видио) то "радиометрические силы" будут сильней на пусть и зеркальной стороне, но освещённой.
Так что ничего он не доказал. Хотя так и радовался...
Тема систек... не раскрыта!!!

[alex_semenov]

Мне очень хочется узнать об убедительных экспериментах, показывающих наличие светового давления, совпадающего с расчётным.

Ну лебедевский эксперимент же! Он же не просто заставил колебаться маятник, но и померил параметры и показал, что давление света совпадает с расчётами по Максвеллу.


Рис. 2. Схема опыта Лебедева: В — источник света (угольная дуга); С — конденсор; D — металлическая диафрагма; К — линза; W — стеклянный сосуд с водой с плоскопараллельными стенками, играющими роль светофильтра; S1—S6 — зеркала; L1 и L2 — линзы; R — изображение диафрагмы D на крылышках (на рис. не показаны) внутри стеклянного баллона G; P1 и P2 — стеклянные пластинки; Т — термобатарея; R1 — изображение диафрагмы D на поверхности термобатареи.

Хотя да. Я тоже хотел бы посмотреть на настоящую наглядную демонстрацию (ну есть еще "Вояджеры" которые как раз силу давления света продемонстрировали...)

Ну вот очень хитрый опыт...
http://www.youtube.com/watch?v=lAlZEKdkA5Y#

Но я думаю народ это не убедит...

Интересна, а неужели нельзя всё-таки точно и твёрдо застваить крутится крыльчатку в нужном направлении и при этом твёрдо знать что это не частички остаточного воздуха?
Ну сделать большую крыльчатку. Хорошенько откачать воздух (ну как в радиолампах!) и светить очень мощным (киловатт!) лазером на обе лопасти (белую и чёрную)?

[alex_semenov]

Но. Даже если имеет место эррозия поверхности и ее вклад сильнее светового давления на порядки, это даже очень хорошо. Вертушки не испаряются сразу. Знач тонкая фольга может быть долгое время рабочим телом

Если вы будете освещать и чёрную и свернул лопатку крыльчатки ОДИНАКОВЫМ потоком света (Вт/м²) и при этом светлая пересилит чёрную, это значит только одно - ее крутит давление света И БОЛЬШЕ НИЧЕГО.
Всякие испарения, всякие термические эффекты, фотоэффекты там какие-нибудь... сублимации... в вакууме у ЧЁРНОЙ крыльчатки будут сильней чем у белой.
Согласны?
Чёрная будет поглощать сильней энергию света чем белая и это будет вызывать (даже в чистом вакууме) у чёрной лопатки ЛЮБОЙ паразитный эффект  более сильный чем у белой. И крыльчатка (если паразитный эффект будет сильней силы давления света) будет крутиться   НЕ В ТУ  сторону.
Верно?
Если же крыльчатка при одинаковом освещении чёрной и белой лопатки крыльчатки одним и тем же светом крутится куда надо - это значит что ее крутит именно давление света. И никакой другой эффект.

[alex_semenov]

Я не понимаю этих метаний от концепции к концепции.
Как дурень в магазине игрушек...
Всё множество идей делится (очень словно) на ПОДАВЛЯЮЩЕЕ БОЛЬШИНСТВО негодных, и меньшинство годных (буквально единицы, я какие годные на мой взгляд я  и привёл на своём "дереве").
Но опять же.
Годные они ДЛЯ ЧЕГО? Для какой версии будущего? Да, физически они годны в нашей физической реальности.
Но есть еще и историческая (и как ее часть - экономическая) реальность.
Каждая из годных идея проявляет свою годность в одной исторической реальности лучше, в дроугой может выглядеть совершенно негодной (каким-то анахронизмом, бредом!)
Да есть идеи (комбинации) годные в нескольких вариантах будущего. А есть идеи, которые можно (есть смысл их выбрать как оптимальный вариант) лишь в одной версии будущего (ну просто нет другого выхода и этот рак на безрыби... - рыба).

Братцы! Будущее  - неоднозначно.
Вы в курсе?
Оно нам выглядит из нашего настоящего как веер возможных, разных вариантов будущего.
Мы не можем знать каким оно будет на самом деле хотя все самые очевидные мы можем представить каждый по отдельности.
Главное отличие вариантов в веере: как далеко и в чем зайдет еще научно-технический прогресс? Где упрётся (или даже уже упёрся) в не предолимы тупик?
Мир где есть сильный ИИ (и наше Я можно загрузить на другой носитель, мир победившей парадигмы Тьюринга)  совершенно иное будущее, чем мир, где разум окажется чем-то квантово-неуловимым наподобии того, что описано у Стивенсона в "Анафиме"(сильный физикализм Пенроуза). А возможно он просто вообще и навсегда останется комбинаторно-неуловимым и незаменимым по Савельеву (слабый физикализм)? В общем, не мытьём так катаньем в таком будущем разум останется прерогативой только естественно возникшего разума. Точка. Компьютеры так и останутся гаджетами-примочками к разуму. То есть идея сильного ИИ - недостижима как гипердрайв.
Я помню что когда мы тут начинали споры об этих возможностях, я придерживался еще мнения, что без сильного ИИ, мягкий ИИ ничго не будет стоить. Что почти все ИИ-задачи (кроме игры в шахматы) без настоящего, сильного, самосозающего себя ИИ не будут решены. То те машинный перевод, например. Тупое прохождение вульгарной версии теста Тьюринга (поболтать "за жизнь" "ни о чём").
Я не думал что мягкий ИИ  вообще имеет смысл упоминать как нишу возможностей (например воспитатель для детей в искуственных матках). Но я был не прав. Каюсь. Слабый ИИ таки способен на очень многое. И это реальное расширение возможностей даже в мире, где настоящим разумом останутся только люди.

Другая неопределённость. Куда зайдет СОЦИАЛЬНОЕ развитие общества? Это развитие сейчас у нас в состоянии "конь не валялся"
Там почти всё  -мифы. Заскорузлые. Не наука - точно!
Застынет ли мир на достигнутом? Ну как видят его глобалисты. Конец истории на западный манер удастся стабилизировать?
Ели да - то будущее станет неким продолжением настоящего (продлённым настоящим). Я сомневаюсь. Но вдруг? Нельзя исключить и такой вариант.
Подозреваю что большинство людей именно так и видят будущее.
Так видит будущее (почти без вариантов) и Борис Штерн. Он сожалеет, что человечество не проявляет сейчас "альтруизма неопределенно-далёкой направленности". Но если почитать его "Хомо Фенекс", то он предпочитает пережить полное падение цивилизации с возвратом к тому же западному образцу через несколько тысяч лет. То есть он сознательно или непроизвольно разделяет западную доктрину что мир всегда двигался к тому состоянию, которое мы сейчас наблюдаем. Из царства тьмы и рабства к царству света и свободы. И здесь ему теперь вечное место!
Именно под такое видение будещего и сделан его "Ковчег" (хотя зашкаливающий жлобизм и расстраивает Бориса).
Когда Штерна спрашиваю в разговорах или лекциях про корабли поколений, он начинает заламывать руки и отплёвываться. Самая яркая его реакция на корабли поколений: "бедные люди! Разве можно над людьми так издеваться?"
И действительно, человеку западного типа, хотя идея корабля поколений и родилась именно на Западе, но она то там и родилась как АНТИУТОПИЯ. То есть как кошмар.
Почти вся литература-фантастика (западная) по кораблям поколений именно что сокрушается: "бедные люди!"
Да, есть редкий позитифф... Но кто его читал и о нём даже слышал? (на русский это точно не переводилось никогда!)
То есть любая концепция привода, предпологающая корабль поколений  НЕ ПОМЕЩАЕТСЯ в продлённое настоящее.
Но такое отношение к кораблям поколениям сейчас не означает что оно будет таким всегда.
Да, если Фукуяма прав и мы в бесконечном светлом будущем (уже) то да. Бедные люди!
Но!
Давайте представим иное будущее. Неприятное нам.
Я тут на параллельной ветке пытался вбросить проблему индийского феномена.
А что если кастовое, муравьиноподобное общество - наше светлое будущее так сказать? И именно такое кастовое, тоталитарное будущее мыслимо? Да вполне! Неприятно нам. Но мыслимо!
Если социальные технологии, подпёртые биотехом и кибертехом, с правильно подобранной устойчивой системой ценностей создадут бесчисленные человейники, которые в сладостной суетне (глядя свои "индийские фильмы") смогут сохранять себя тысячи и тысячи лет закупоренными от внешнего мира?
Ну НТР еще 300 лет и считай, мы у асимпторы... Наше любопытство будет удовлетворено (закончится ментальная экспанстия разума на наблюдаемую вселенную). Мир вернётся на круги своя. Что было в прошлом, то будет и в будущем. А что было? 5 тысяч лет назад было Колесо Сансары в Индии.
А раз так, то какие проблемы такое общество посадить на медленно дрейфующий между звездами остров или острова?
Отправить в полёт к звезде-цели на тысячи лет в пути созвездие из 100 кораблей с населением по 10 000 - 100 000 человек?
Если социальные технологии достигнут немыслимого нам теперь прогресса - то нет проблем!
Да, нам это - "бедные люди".
Но они могут этого не знать и не ведать.
Как индусы не ведают что их кастовая система делает их несчастными.
Напротив. Они нас видят как недолюдей, у кторых нет правильной кастовой системы!
 
То есть, хотя все и руками и ногами пытаются закрыть тему кораблей поколений, кораблей-миров, медленно кочующих между звёзд, я оставляю им шанс в особых (да, неприятных, но мыслимых) вариантах будущего.

Очень сильно зависит предпочтительный способ лететь к другим звёздам от того как глубоко и хорошо мы обоснуемся перед этим в Солнечной системе?
Если вы считаете что дальше Луны нам проникнуть не получится (мы просто не приспособлены уйти дальше) - это один вариант будущего.
Если же вы считаете что Солнечная система со временем станет для человека новым, вторым, даже более комфортным домом, чем Земля - это совсем другой вариант будущего. В нем мыслимы как само собой разумеющееся астросооружения, например... Та же гравицапа...
В первом ванианте максимум что вы можете себе позволить, это нечто соизмеримое со средним заводом но на Луне.
И всё!
И из этого надо исходить (макроны там какие-то... наш верхний предел).

Ну и в конце концов. Насколько распространены обитаемые миры? От этого тоже многое зависит. Если жизнь вокруг нас кишит в каждой луже, то как считает тот же Штерн, нам нет и смысла рыпаться куда-либо отсюда! Сам смысл межзвёздной экспедиции сильно меняется. К одному из обитаемых миров мы можем послать исследовательскую миссию, но не миссию колонизации.
Верно?
Но профиль исследовательской миссии и миссии колонизации требует в чем-то совершенно разных решений.

Поэтому. Еще раз. Прежде чем искать техническое решение для воображаемой вами межзвезднйо миссии, для начала ОПРЕДЕЛИТЕСЬ с образом того будущего (что в нем есть, чего там нет и невозможно) которое этот звездолёт будет бороздить.

[alex_semenov]

"Не понимаю зачем нужно рваться в глубины Галактики?"

Скажите, а зачем, скажем, прыгать (на свой страх и риск) из окна горящего дома?

[alex_semenov]

Проблема в том, что зачем-то предлагается прыгать из окна дома, где пожар случится через пару тысяч лет, когда за это время человек помрет естественным путем, а если вдруг продлит себе неограниченно жизнь, то сможет спокойно заранее выйти через дверь.

Вы слишком спешите Павел развить и развенчать мой пример.
Прыжок из окна горящего дома - это пример случая когда НЕДЕЯНИЕ хуже чем самое безумное ДЕЙСТВО.
То есть. Жизнь, это интерактивная игра, где ничего не делать - это тоже совершать поступок.
Люди, назовём их условно, С ЖЕНСКИМ типом мышления, Инь, интуитивно считают, что если они ничего не будут делать то они по крайней мере НЕ ПРОИГРАЮТ. "Не знаешь что делать? Не делай ничего". Кстати это моя реакция на неожиданность. Замри.
Да, возможно они и не выиграют. Но и не проиграют точно.
Но данная реакция не универсальная. Часто ситуация обратная. Если ты ничего не делал - ты гарантированно проиграл, а если ну хоть что-то делал, хоть хаотические метался - это был шанс... (как крайний случай, когда тупой студент берёт препода измором, пять-шесть раз ходя на перездачу) ну знаете притчу про лягушку которая попала в молоко, трепыхалась взбила сливки и спаслась. Я помню как нам эту историю повторяла учитель математики в ХАИ на подготовительных курсах. Мол, если вы не будете ПЫТАТЬСЯ решать задачи, вы их никогда не научитесь решать. Мол, тупо наблюдать как кто-то решает - не метод учиться математике. Только долбясь, долбясь, долбсь об задачи... и она их нам задавала десятками!
И она 100% была права.
Логика, что если я замру и ничего не стану делать - я проиграл - это мы назовём, условно, мужским типом действий. Янь стратегия. Ясно почему. Если самец не проявит себя, если заныкается, не выделится на фоне других (зачем и нужны командные игры), он не оставит потомство. Он должен привыкнуть активничать. Не проявил актиность - проиграл.
И так. Две стратегии. Мужская и женская.
Какая лучше?
Никакая. Обе лучше. И обе -хуже. Просто надо знать когда какая лучше. На что и мозги. Но ясно что если вы действуете ЛИШЬ по одной из них - вы однажды попадёте так, что просто не выкарабкаетесь.
А теперь приложите это к логике "Зачем нам этот космос?"
Я в этом вижу 100% торжество женской стратегии. Явно ГЛУПЫЙ перекос. Крайность. Вы сначала покажите нам явную причину зачем мы туда должны проникать, напрягаться (дело же не в галактике! они даже на Луну уже не хотят! Марс - слишком опасно!), и только тогда мы будем это делать. А действо без причины - признак дурачины.
Это логика НЕДЕЯНИЯ без ясной, острой необходимости.
И это КРАЙНЯЯ форма поведения.
Она вроде как разумна (хитра), но не мудра.
Если ей ДОЛГО следовать вы... 100% проиграете. Да, когда вы чётко знаете что сзади вас подпирает пожар, тогда ясно что надо прыгать. Тут и дураку понятно что недеяние - гарантированный проигрыш. А если "пожар" невидимый?
Когда начнёт обжигать... а прыгать уже поздно...
Пример?
Очень близкий. Эпоха великих географических открытий.
У Китая было куда больше шансов открыть и колонизировать мир чем у Европы.
Средневековый Китай был величайшей, наиболее развитой цивилизацией мира. И это была мудрая, но явно женская, пассивная цивилизация. Знаменитый поход Джон Хэ... По завершению принято было решение что продолжать, повторять СМЫСЛА НЕТ... Будет только хуже. Наступят перемены. Зачем рисковать? Мы и так - лучшие!
И?
Они в и тоге проиграли с этой мудрой логикой недеяния. Когда "невидимый пожар"  (в виде тех, кто был не так мудр и ринулся очертя голову за призрачными сокровищами) появился, стало уже поздно сменять мудрое Инь-недеяние, отчаянным Янь-деянием....
Поздно было деда пить боржоми.
Почему?
Да потому что засраная, немытая Европа, втянувшись в неясную авантюру осваивая заморских территорий в итоге втянулась в промышленную революцию и стала куда сильней мудрого Китая. Да, хлебнула Европа при этом - мама не горюй. А выигрыша она наперёд даже не предвидела. Случилось так, что пока умный разувался (Китай) дурак (Европа) реку перешёл.
И выиграл. Именно потому что действовал не до конца обдуманно, ведомый призрачными вожделениями... Как та лягушка, взбил сливки...

[alex_semenov]

и... в общем там всё неверно.

Именно так. Но я старался быть вежливым.
Правда меня смущал срок перелета, 10 тысяч лет? Что-то я запомнил как 5 тысяч.
За 10 тысяч много можно успеть. (Абстрагируемся от вопросов надежности и терраформирования и пр. тому подобных - мухи отдельно.)
Схема проста ЯЭРД. Ее делают, ее много раз проектировали. Последний писк:
"Проект TAU - новейшая версия"
https://ivan-moiseyev.livejournal.com/287599.html
(Любопытно, что Яндекс дает эту ссылку вторым номером после "Проект Tau Chain: более гибкая сеть, чем Ethereum" ...
я мог бы порадоваться, но это просто иллюстрация того, как мало у нас занимаются этими вопросами).
Итак - 860 лет до Альфы. 100 тонн ПН. Без торможения.
Если повозиться в 5000 лет можно на этом принципе вытянуть с торможением.
Но это будет уже совсем другая история.

Посмотрел я статью. Я не увидел там, к сожалению, свежего "изюма"!
Увы!
Похоже на типичную студенческую курсовую работу. Хорошую. Но не более.
Взята готовая "коза" из нее всё "вечное, мудрое, ценное" перенесено в свою работу.
Нового тут только цель полёта.
("В ваше работе много мудрого и нового. Но всё что мудрое - не ново, всё что новое - не мудро")
Взята схема "Виста" и прикручена к скромной миссии на 1000 а.е.  Учитывая что у современного научного сообщества память как у бабочки, да можно ожидать некоторе оживление, ажиотаж, ожидания...
Но...
Новизны в двигательной установке я особой не увидел (по сравнению с "Вистой" и "Дедалом"). Помимо удивительно высокого Q (ну допустим),  главный вопрос - ЛАЗЕР. На 5 МДж в импульсе. 10 импульсов в секунду 50 МВт мощностью в луче и  все это предполагает массу в 25 тонн.
Это реально?
Ну допустим NIF (по-сути на ту же мощность и качество луча) - устаревшее старье из 1990х.



Но там же ни слова о том ЧТО предполагается сделать для того что бы столь мощный лазер ужать в порядки по массе?
Тут нужен качественный прорыв.
Он предполагается? Хоть указано направление-надежда?
Какой КПД преобразование тока в световое излучение (как получен ток - не спрашиваю пока)?
Ну допустим 50% (хотя вряд ли будет лучше 30). То есть поток "сырой" энергии через лазер (часть превратиться в луч, часть в паразитное тепло) 100 Мвт, делим на 25 тонн,  мы получаем энерговооружённость  лазера аж 4 000 ватт/кг.
Хотя из таблицы 9 Power cycle maps for different spacecraft vehicle concepts, я так понял (возможно я ошибаюсь) на лазер подаётся 432 МВт (при 12% кпд мы и получаем лучь где-то чуть больше 50 МВт, всё верно, десять импульсов в секунду по 5 МДж). Тогда поток энергии через лазер 17 560 ватт/кг.
Это сравнимо с энергонапряженности авиационного ТРД двигателя (круче только ЖРД и всё).

Я не утверждаю что это невозможно.
Но если сравнить с образцами лазеров которые есть сейчас, это многие порядки разницы с лучшим что у нас есть (насколько я понимаю - оптоволоконные твердотельные лазеры с накачкой, опять же, полупроводниковыми диодами - лучшее самое многообещаюее направление)



И как мы совершим эту революцию в плотности энергии в лазерах? Кто ее совершит?
В статье на это я и намёка не нашёл.
К сожалению.
Тема этих сисек остаётся нераскрытой.
Вся красивая концепция (а по цифрам у них действительно ну очень круто, я выше примерялся и остался очень доволен! Дайте два!!!) получена за счёт ДВУХ НАТЯЖЕК

1. Очень высокий Q термоядерного синтеза несколько тысяч. Напомню, на "Дедале" предполагалось Q куда скромней, что то порядка 10.
2. Невероятно плотный по мощности или очень лёгки при той мощности что он выдаст лазер (при это не реки, ни градирни отводить тепло у нас нет как на Земле, есть всё те же излучающий радиаторы, с которыми у нас проблемы воспетые уже в поэмах).

Ну да. Так сову на нужный нам глобус натянуть можно.

[alex_semenov]

Новизны в двигательной установке я особой не увидел (по сравнению с "Вистой" и "Дедалом").

Вам шашечки или ехать?

Мне - ехать. Отсюда вопрос - где новизна? Потому что ни "Виста" ни "Дедал" ДАЖЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИ ехать не могут.
Это всё - хотелки физически и близко не подходящие к реализации в металл.
 

У NIF огромный простор для облегчения. Долго перечислять, что тяжелого есть у NIF? которое не нужно в космосе.

Перечислите.
Заодно перечислите чего в космосе нет. Прежде всего куда отводить мощный поток паразитного тепла.
Я же сказал, что NIF - вчерашний день.
Но покажите мне сегодняшний! И намёк на завтрашний!
Он есть?
Его в статье нет.

Лазеры хорошо бы газовые...

Допустим.
Какой самый удельно-мощный газовый лазер на сегодня есть? Найдите мне лазер (включаемый в розетку с током) который бы весил M кг и выдавал бы луч (не в импульсе а непрерывно) W ватт и показатель W/M у него был бы самым высоким. Сколько это будет? Ну оценка по порядку (я искренне не знаю, не нашёл) 10 ватт/кг? 100 ватт/кг? 1 квт/кг - уже вряд ли правда? Иначе бы вояки уже во всю их использовали в переносном виде, а они у них пока на камазах  в лучшем случае.
Нсколько я знаю самые уедльно мощные непрерывные лазеры сейчас оптоволоконные лазеры (импульсный-непрерывный это всё опять таки связано с отводом тепла из активной зоны).
Кстати твердотельные лазеры всё же лучшие (хотя, да охлаждать их еще та морока, что NIF и демонстрирует) в смысле удельной мощности так как конденсированная среда плотней чем газ и значит активная зона компактней (а значит и легче) при той же мощности на выходе. А проблема отвода тепла у оптоволокна именно тем решается, что это длинная и тонкая волосина с хорошим отношением поверхность/объем (в чём и прорыв с 2000х когда я с лазерами уже не работал).
Что же касается газовых лазеров... я работал с 1.5 квт непрерывным газовым лазером на рубеже 80-90х... Я, что называется, всю эту машину облазил своими руками. И эта штука весила 1.5 тонны при 1.5 квт мощности, то есть W/M у него была 1 ватт/кг (по мощности луча). А в чудо лазере на этом звездолёте нужно... 50 000 000 / 25 000 = 2000 ватт/кг в 2000 раз лучше. Три порядка!

1. Очень высокий Q термоядерного синтеза несколько тысяч. Напомню, на "Дедале" предполагалось Q куда скромней, что то порядка 10.

Q рассчитывают энергетики. Для ракетного двигателя достаточно, чтобы Q был больше единицы.
Если авторы просчитали Q по энергии реактивной струи, то ничего особенного я не вижу.

Так общепринято. И это - неверно. Это правда. Но это не вся правда. То есть это по-сути ложь (в нашем случае).
Да, В ПРИНЦИПЕ термоядерному двигателю не нужен высокий Q. Он может и при Q~1 работать даже. Но при этом энерговооружённость такого корабля будет НИЧТОЖНОЙ.
Для того чтобы добиться тех высоких показателей, что показаны в работе по ссылке, вам мало получить чудо-лазер (который еще неизвестно где взять). Если у вас есть чудо-лазер и нет в камере сгорания чудо-Q, вы тупо не получите ту чудо-удельную мощность всего космического корабля которая и обеспечит столь КОМПАКТНОМУ кораблю (по-сути зонду) столь чудесный полёт к А-Центавре за 200-300 лет.

Британские учёные в  "Дедале" заложили разумный Q (~10) и получили очень крутые параметры полёта за счёт размера (чем больше корабль, тем легче добиться от него уникальных ходовых характеристик) ну и электронных чудо-драйверов на ГДж в импульсе.
Тут же, что бы "цифры сошлись" им нужно очень высокий Q
И, боюсь, хрен они его тоже добьются...
 

[alex_semenov]

Да. Хороший лазер еще предстоит спроектировать.

Интересно было бы нащупать ГРАНИЧНЫЕ ПАРАМЕТРЫ для лазеров вообще.
Выше я сказал, что "в моей молодости" мощный лазер было 1 ватт/кг то есть 1.5 квт газовый CO₂ лазер весил 1.5 тонны.
Я тут поискал что есть на рынке лазеров сейчас...

Вот ДИОНДЫЙ лазер



Оптическая мощность: 30 Вт
Длина волны: 450 нм ± 10 нм (синий лазер)
Размеры: 13.5 x 6.2 x 6.2 см
Вес модуля: 720 г

Шесть диодных лазеров по 5 Вт объединяю излучение в один луч.
Сами полупроводниковые лазеры - маленькие (ну может 1-10% массы системы). Но если посмотреть приложенное видео, то мы видим что почти весь объем - радиатор и система ВОЗДУШНОГО охлаждения (и ясно что здесь в атмосфере охлаждение проще, дешевле организовать чем в космосе). Потребляемая мощность не известна, но блок питания 24 В 5 А, то есть 120 ватт. То есть КПД этого лазера 25%
При этом удельная мощность   30/0.72=42 ватт/кг

Если тупо промасштабировать эту удельную мощность на 25 тонн (заложенные в проекте на массу лазера) то мы получим выходную непрерывную мощность (нет разницы ибо ограничения явно связаны с ОТВОДОМ ТЕПЛА от резонаторов)  1 МВт. А нам нужно 50 МВт. 
Не хватает 50 раз, если предположить что систему охлаждения для вакуума можно сделать удельно по массе так же как и в воздухе.
Да, рабочая температура лазера порядка 50-60 С.

Что с СО₂ лазерами?  Это конечно не показатель, но попался такой вариант.
Если предположить 100 ватт и массу блока 40 кг, то удельная мощность этого лазера 2,5 Вт/кг. И если предположить что пропорция при масштабировании вверх сохраняется (что вряд ли) то по сравнению с моей "Кометой-2" (1 Ватт/кг) этот лазер улучшится в 2,5 раз.

Ну и что оптоволокно? Вот попался лазер, почти той же мощности что и тот с которым я работал.


Одномодовый волоконный лазер LLS-YFLSM‑1000

Длина волны генерируемого лазерного излучения   1070–1090 нм
Оптическая мощность генерируемого лазерного излучения   1000 Вт
Максимальная потребляемая электрическая мощность   3500 Вт
Габариты ( Ш×Г×В)   483×770×140 мм
Масса   40 кг

То есть. 1000/3500 = 0,28,  КПД 28% , удельная мощность 1000/40 = 25 Вт/кг

Это в 1.7  раза  хуже чем у полупроводникового лазера выше. Но параметры очень схожие.

То есть. Что тут можно сказать? Если я работал на допотопном лазере <=1 ватт/кг, то сейчас мы имеем ~ 50 ватт/кг, то есть, условно, 100 кратный рост качества (если удельную мощность считать главным качеством лазеров). Но нам нужно  50 Мвт/25т = 2000 Ватт/кг, то есть еще в 20 раз лучше.
А это возможно?

[alex_semenov]

Где-то в 76 году "считалось", что для поджига надо 1 МДж в импульсе.
Сейчас считается, что 2–3 МДж.
В NIF 2 МДж лазерного импульса дают 3 МДж от реакции горения.
Прибавьте сюда 50 лет и можно говорить о двигателе.

Я уже рассказывал. В 80х в США ставилась серия опытов на полигоне в Неваде с отоводом излучения от небольших ядерных взрывов для поджига миниатюрных  DT мишеней в хольрауме. Серия опытов Ливермора называлась "Галит", серия перекрёстных опытов организованным Лос-Аламосом - "Центурион". Опыты продолжались до начала 90х, чуть ли не 12 лет. То есть это была серия опытов, задача которых была ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО установить размер и параметры МИНИМАЛЬНОЙ мишени, которую можно поджечь импульсом рентгена. Результаты - засекречены. Но в середине 90х в Сенате или Конгрессе (чёрт ногу сломает) в ходе секретных слушаний случился скандал и кое-что всплыло. Речь шла о бабках на тот самый NIF хотя с типом установки тогда как раз еще не определились и спорили. В разгар дебатов два засекреченных физика из Лос-Аламоса, занятых эм... хрен-мен-..... не помню (надо всё поднимать) мощными лазерами, пытались выбить эти самые выделяемые на лазентый УТС бабки на лазер их разработки который должен был выдавать в импульсе 100 МДж.
Основание?
Они подняли (чуть приоткрыли?) данные "Галит" и "Центурион". Мол, по этим УДИВИТЕЛЬНЫМ данным (что и заставило бомбоделов так долго играться с экспериментами?) минимальная мишень и минимальная мощность импульса рентгена, которым удалось поджечь DT  были именно эти 100 МДж. Не 1 как в расчётах и даже не 10, а именно порядка 100 МДж (наверняка ниже но речь о поряках же!)
Мол, если использовать не их лазер - ничего не получится.
Деньги будут выброшены на ветер!
Мол, если подводить к мишени меньшую мощность (разумеется и мишень была по всем расчётам меньше) - она не загорается. Мол 100 МДж (и соответствующая относительно крупная мишень)  - нижний придел когда выход был больше чем вход (подвод энергии).
Конечно, одной мощности мало.  Нужно знать условия (режим сжатия, строение мишени). Они могут быть очень разные.
То есть результаты не так то просто интерпретируются, если опыт не полностью соответствовал тому что делается при обжатии лазером.
Другие физики, и прежде всего самый крутой в этой области Наколлс были иного мнения. Они как раз говорили и продолжают говорить, что опыты Галит и Центурион, напротив, подтвердили их первоначальные прикидки, и что  можно лазерным импульсом в 1-5 МДж  поджечь мишень (соответствующей массы и формы).
Баки дали на NIF с менее чем 5 МДж импульсом а тех двух физиков послали нах (одного даже уволили к едрени фени чтобы не выступал).
Ну вот. Мудохались на NIF 20 лет (на самом деле, я думаю, они просто тянули резину, игрались для военных, для астрономов с инертными мишениями что бы не загадить радиацией установку, изучали неустойчивости) и таки подожгли. Получили Q >1 (по энергии Выход мишени/Луч лазера). И вроде уже два или три раза получили превышение. Так?
Но до 10, 100 или тем более 1000...  еще неизвестно сколько.
То есть.
Тут не только наука. Тут еще подмешана некая доля политики. Когда строили NIF, уже знали что если бы они взяли лазер 100 МДж, поджиг получился бы однозначно. Но физиков это не устраивало. Отцы темы (и Наколлс, видимо, в первю очередь), видимо, "хотели странного". Получить поджиг при меньшей мощности в 100 раз. Таки скрутить мать природу в бараний рог.  И поэтому промудохались еще 20 лет...
Будет ли этот, сейчас достигнутый уже СПОРТИВНЫЙ результата развит в нормальный выход ну хотя бы Q~100 раз?
У меня есть сомнения.
Я подозреваю, что они могут еще лет 10 или 20 промудохаться и в итоге прийти к выводу что для такой маленькой мишени с такой малой мощностью драйвера в 2-3 МДж, q заметно больше 1 они хрена лысого могут получить (неустойчивости ломают всю стройную теоретическую картину).
Вся проблема в неустойчивостях! И... В РАЗМЕРА (размер для неустойчивостей имеет значение)!
Они изначально берут слишком мелкую мишень где неустойчивости всецело правят бал. И хотят иметь слишком маломощную вспышку используя слишком слабый драйвер.
Так что...
Ладно... поживём- посмотрим.
Но если они после первого успеха через год-пять не выдадут желанный 10-и кратный (хотя бы) выход, то можно уверенно сказать что они взялись за безнадёжное дело. Безнадёжно изначально. Заставить устойчиво и ярко сгорать СЛИШКОМ мелкие мишени.
Глядя на звёзды мы видим что термоядерный синтез любит большие размеры. Тот же Наколлс в 1962 году чуть ли не с первого раза (буквально на коленке из голой теории) получил 1000-кратный термоядерный выход в бомбе. Нормальной такой бомбе в 10 метагонн. Драйвер (бомба деления) была в 1000 раз слабее чем вторая ступень в опыте Хаустоник (Housatonic).



10 мегатонн были подожжены триггером порядка 10 кт (если не меньше).
Эти же идеи легли в основу знаменитой статьи Накколса 1972-го года, которая создала тот самый хайп, в итоге чего родилась целая серия проектов ваших любимых двигателей на управляемом инерционном удержании, а в 1973-м уже начался проект "Дедал".
Самый пик ожиданий!
Но... уже к концу 1970х всем было ясно что с мелкими мишенями не так всё просто (как с крупными бомбами) и уже  без хольраума дела не пойдут... ну и дальше всё стало совсем скучно. Поэтому и решили к проблеме начать копать сверху (в опытах с обычными бомбами).
Ну а после "Галит" и "Центуриона" настроения достигли дна разочарования (что и вылилось в тот шум-скандал).
Хотя ясно как день.
Если у вас драйвер будет в импульсе (тут нужна плотность энергии в пространстве и времени, что легче всего добиться иным в лазере) будет порядка 100 МДж, то у вас мишень сгорит и скорей всего сгорит с хорошим Q под 100 если не под 1000. Как обещает теория Наколлса.
Мишень будет разумеется больше и как следствие - процесс будет ближе к теории.
Но надеяться что драйвером в 5 МДж вы выколотить из мизерных размеров (соответсвующих этим 5 МДж) мишени Q = 5000 ... это сверхоптимизм.
Ничем не оправданный.
Я так думаю.

[alex_semenov]

Будет 5 Мдж - будет поле для исследований.

Так у них сейчас уже 4 кажется.
Они и так прокачали лазер пару раз и выжали из него куда больше чем изначальный прект.
Да. Старьё.
И вопрос опять будет тот же. Опять делать лазер на 5-10 МДж или сразу на 50-100?

Я вам рассказываю то что было. Быль. Интерпретируйте как знаете.
Учтите. Те мишени что они сейчас поджигают - штучные ЮВЕЛИРНЫЕ изделия чудовищной точности. А вам нужно такие мишени делать миллиардами триллионами. На борту очень небольшого корабля. Это будет еще одна засада. И не факт что преодолимая.
В общем, лично я не верю в эти 5 МДж драйверы.
Я думаю, что не будет это работать (как нам для звездолётов надо) в полный рост.
Надо сразу идти к 100 МДж в импульсе.
Тогда точно заработает всё как часы... Может быть. И это будет уже совсем другая история...



100 МДж драйвер при Q>1000  это 100 ГДж выход в импульсе, это уже 0,024 килотонны (24 тонны ТНТ). Это уже маленький термоядерный взрыв таки.
Вот, собственно, вся политическая причина, почему не хотят еще с 90х строить установку, согласно данным Галит и Центурион (и почему тех двух физиков послали нах! Не понимают политику Партии)
Это будет нарушение договора о запрещении подземных ядерных взрывов по-сути.
Да и реактор на таких взрывах уже будет по-сути мини-КВС...

[alex_semenov]

И вопрос опять будет тот же. Опять делать лазер на 5-10 МДж или сразу на 50-100?

Это вопрос тех, кто это будет делать.

Да, в конечном итоге да. Но я бы не полагался во всём на их компетентность. В том смысле, что помимо физики там есть ИЗРЯДНАЯ доля политики.
И дурной. Которая уже давно устарела. Политики "борьбы за мир", "разоружение" и запрещение всех ядерных испытаний.
Поэтому у всех этих дедов (невольно подражавших Эйнштейну и Бору) есть сильное желание добиться лазерного управляемого термоядерного синтеза в МАЛЕНЬКОЙ камере.... Что бы это не было похоже на подземные ядерные взрывы.
Камерка, всего лишь размером в 10 м  и 140 тонн массой...




Такая камера выдержит термоядерный  взрыв 240 кг ТНТ или даже 1 тонну ТНТ, но уж никак не 24 тонны.
Всегда, изначально 1 тонна ТНТ ставилась как некий порог, отделяющий лазерный УТС от ядерных подземных испытаний.
И все (и у нас в СССР и в США) упорно хотели в этот порог вписаться.
С одной стороны чтобы лазер был послабее и подешевле (да и вся система в итоге) а с другой что бы никто не обвинил их в том что они занимаются взрывными термоядерными работами. Поэтому все кто причастен к "мирному атому" (незасекречены и могут ездить по миру свободно, ясный пень - лафа) и вцепились в мощность лазера 1 МДж и не хотят сильно приближаться даже к 10 МДж.

Какие там сейчас в Штатах воззрения на эту цифру я просто не в курсе. В РФ после 2030 г. планировалось 4,6 Мдж, но никаких шансов, конечно.

Эту установку в РФ мурыжат с 1996 года. 
Вот тут еще в 2019 м "Коммерсант" бодро вещал:

Еще в 1996 году РФЯЦ-ВНИИЭФ выступил с предложением создать мощную неодимовую лазерную установку с мегаджоульной энергией, на которой можно было бы провести эксперименты по зажиганию термоядерной мишени. Сейчас работы в этом направлении приближаются к окончанию.

Ну-ну!
Кстати, надо еще посмотреть что за лазер там планируется. Не позавчерашний ли день?
Ясно что все сроки теперь сдвинуты вправо. Аж уже на 2030... И заметьте. Идею делать свой NIF в бСССР-РФ подхватили, когда в США стали строить их собственный NIF. Обезьянничать.
А что до этого?
А ну, Иван, вспоминайте. Вся ваша молодость через это прошла. В 80х в СССР были серьезные подвижки по лазерному УТС?
Я что-то не слышал.
Много было в 70х. Очень много. Начало 80х, наверное... А к середине и концу... Как то заглохло. Нет? Я не прав?
И только вот когда пендосы себе стали делать установку и у нас бомбоделы забегали (мол, они будут опыты-модели оружейные ставить и нам надо соблюсти паритет!).
А что же заглохло всё с середины 80-х?
Как в том анекдоте про любовника под кроватью у мамочки... "Что не дышишь? А как дышал!!!"
 
Так чего не дышал лазерный УТС в СССР-РФ с середины 80 по середину 90-х? Даже мысль забросили, Иван?
Не задумывались?
Ну да всё можно объяснить перестройкой и разрухой. Но если учесть что все 80-е шла упорная "борьба за мир в космосе" против рейгоновской СОИ и эта борьба именно шла на поприще мощны лазером (первый полёт "Энергии" что на горбу нёс? "Полюс". А что был "Полюс"?), то как-то странно смотрится затишье в области лазерного УТС во второй половине 80х.
Хотя (как раз в разгар перестройки) очень много бегали с открытыми ловушками на гелии-3 и даже появляется идея лунный гелий на Землю возить. Шум, гам! Был Ренесанс. Недолгий. Как раз к рубежу 1980х-1990х. Потом всё опять упало...
А книжки изданные по УТС в то время, где рассматривался магнитный УТС и лазерный все поучали: нет царской дороги в ... термояд! Мол, в начале 70х думали что прорвутся "наперерез"... а вот хрена лысого. Те же проблемы только в профиль.
Было некоторое злорадство со стороны магнитчиков. И у них был короткий миг возрождения надежды на стеллараторы (там кто-то что-то придумал и опять забегали) на открытые ловушки...
В общем. В СССР хотя с лазерным УТС очень сильно заинтересовались в 70х, но уже в 80х... пропал интерес...
А вот вам ответ из воспоминаний Феактиствова (ниже - статья про хайп с американскими физиками вокруг их 100 МДж лазера и где упоминается Галит и Центурион):



То есть. В СССР такие же опыты как и Галит-Центурион провели РАНЬШЕ чем в США. Судя по бахвальству умней и точней. И, видимо, получили ТЕ ЖЕ РЕЗУЛЬТАТЫ. То есть что 1 МДж лазером мишень не поджечь. А раз так, то и нефик упираться.
Поэтому тема в СССР к середине 80х и далее -  умерла.
До того момента, когда упрямые пендосы (и думаю упрямей всех был сам Наколлс, который придумал всё это в 1958 и упорно к этому шёл) таки стали делать свой NIF, тут то и забегали - и нам надо! Ну хотя бы "проверять бомбы" (хотя что они там такое для уже готовых бомб могут проверять? ума не приложу!). На самом деде NIF - установка для моделирования термоядерных неустойчивостей. Говорят, астрофизики очень хвалили установку. Помогла им она понять как же энергия при взрыве сверхновой так быстро до поверхности добирается (в теории - не должна).
Но это всё - чистая наука.
И судя по тому как бодренько про этот Шар в лос-Арзамасе-16 рапортует "Коммерсант" (издательство до мозга носков компрадорское), это продолжение идти по дурному пути, зарывание денег в мёрзлый грунт средней полосы...
Не факт.
Но у меня есть сильное подозрение.
Давно живу. Знаю всех этих бестий...
Они все до омерзения просты и предсказуемы.

Где-то есть оптимум энергии импульса, но пока к его определению трудно подойти даже теоретически и даже оценочно.

Ну то что при ~ 2 МДж таки получили выход ~ 3 МДж  - это уже хорошо.
Это по-сути торжество упрямства профессора Наколлса...
Честь ему и слава!
Добились таки!
Но насколько устойчиво они это повторят?
Разовьют? (повысят Q от 1 хотя бы к 10, а на самом деле надо хотя бы к 100).
Их задача не сильно повышая мощность лазера (не до 10 МДж) таки добиться устойчивых и хороших (что бы можно было говорить о добыче энергии, замыкании цикла) результата.
Хотя, они, стервецы знают уже, что если бы они сразу сделали 100 МДж то давно бы уже получали  Q=1000.
Но что тут смешного?
По расчётам 100 МДж  - это минимальная мощность лазера для DD реакции. DT по расчётам зажигается при 1 МДж, а DD при 100 МДж.
То есть. Вам не надо мудохаться с циклом трития. Вы получите дейтериевый реактор. Чисто...
Правда взрывной... (и уж горишь сарай? гори и хата! чего уж там мелочиться?)... Это уже minш-pacer



Почему DT мишень не хочет зажигаться 1 МДж (плохо зажигается) - это не ядерная физика. Это физика неустойчивостей, скорей твёрдого тела. Неустойчивости почти одинаково себя ведут не зависимо от вида топлива. Тритий с дейтерием или чистый дейтерий?
Изначально именно реакция DT, с ее чудовищной реактивностью и обещал (в теории) Наколлсу и собратьям загораться от чуть ли не 100 кДж импульса (обескураживающий теоретический вывод полученный в 1958 и рассекреченный в 1972-м).
Изначально было же так! Потом поняли что нужен хольраум и перешли к 1 МДж (хольраму и сжирал 9/10 энергии луча). И так пол века вокруг этого мегаджоуля и пляшут.
Если бы не их шашечки (взрывать в 10 метровой камере с выходом мене 1 т ТНТ) давно бы уже всё работало. Но со взрывами куда большей мощности.

[alex_semenov]

Все договоры в ядерной сфере, кроме договора о трех средах, уже отменены. Они и раньше вопроса разработки двигателей не особо касались, а сейчас и подавно.

Никто не соблюдает ДВЗЯО?
Ну отозвала  российская Дума ратификацию. Да. Но де факто разве кто-то рискует что-то хоть под землёй врзывать?
Про Кима не говорю.
Изгой!

#аналоговнет. Ниодимовый.

Видимо, есть смысл? Хотя да, лазер на неодимовом стекле был самым первым в истории вообще лазером.
И это о чём говорит? Что в лазерах далеко от корней не уйти...

Не было. В Верхней Вольте - тоже не было. Были публикации.

Поднимите американский журнал "FUSION" за этот яркий период (в сети есть). Там нигде не было реальных подвижек. Одни прожекты (чем журнал и интересен). Все "подвижки" (прожекты) были от Винтенберга, сумрачного германского гения (немца, ядерного физика, занимавшегося термоядом, переехавшего в США но не имевшего доступа к атомным секретам). Которого некоторые считают полным придурком.

Если кто-то чего-то полезного придумал, почему не повторить?
Культ карго, слышали про такой?

У вас странное представление о культе карго...
Более чем странное.
 

Полюс - это  ГВМ установки, которая никому не нужна.

габаритно-весовой макет ЧЕГО?

Феоктиствова (ниже - статья про хайп с американскими физиками вокруг их 100 МДж лазера и где упоминается Галит и Центурион):

Писал не специалист, явно не в теме. Лапша на уши.

Не специалист?
Феоктистов, Лев Петрович

Да. Исправляюсь. Феоктистов, не Феактистов...

А каковы могут быть причины невозможности повторить поджиг?

Неустойчивости.
Если мишень будет слишком маленькой, теория постоянно будет разрушаться хаосом неустойчивостей.
По-сути то же что до сих пор не дало поджечь и удерживать магнитый термояд.

[alex_semenov]

Слишком - это сколько? Мало слишком, средне слишком или много слишком?

Так я же всё время объясняю. Гарантировано уже слишком маленькие мишень, которую теоретически еще можно поджечь, а практически гарантировано нельзя  0,1-1 МДж.
Это уже очевидно. Не смогли. И никогда не смогут. Теория вроде позволяет, но неустойчивости портят всю теорию. Воистину "гладко было на бумаге".
Ну вот есть мишень которая выдает Q~ 1 при мощности луча в ~2 МДж (при этом да, хольраум отбирает чуть ли не 90% энергии, но это расплата за РАВНОМЕРНОСТЬ обжатия, чего добиться прямыми лучами, как мы знаем уже невозможно, кстати лазерный термояд без хольраума - это что называется "начинайте всё с начала"!) Но у меня есть подозрение что такую мишень хоть и удалось поджечь, но всё равно она слишком маленькая и влияние неустойчивостей всё еще слишком велико, чтобы дождаться от нее хорошего выхода энергии. Ну да могут с ними играться и получать то 1 то 10 то 5  отдач... Раз на раз не будет приходится.
Я не утверждаю. Я так предполагаю.
А вот чтобы получить уверенный выход, скажем  Q ~ 5-10, нужна мишень, для которой нужен лазер с импульсом в 5-10 МДж.
Но что бы теория заработала на практике в полный рост, нужна очень крупная мишень, которую сжимать надо импульсов в 50-70 (наприер) МДж. Тогда вы уже в принципе можете получить отдачу 100-1000 раз больше из нее.
Иван, вам в  миллиграммах надо это распальцевать?

[alex_semenov]

Попробуйте посчитать силу, с которой ваш купол будет отрывать от поверхности Марса.

Не думаю что это большая проблема. Вес самого купола может прекрасно эту силу скомпенсировать.
Другое дело что купол, если он не 5 тонн/м², не защитит вас от ГКЛ радиации.

Если бы у вас было надёжное решения защиты от ГКЛ радиаци магнитным полем, вы вообще могли бы жить в голом космосе фактически в надувных кевларовых модулях (то есть стенки ваших обиталищ по-сути, можно сказать ничего бы не весили).
Да вам нужны будут двойные стенки от микрометеоритов, но как раз тут разницы между металлом и  тонкой синтетикой не будет никакой. Любая пылинка испариться и испарит примерно одинаково что миллимитровый слой алюминия, что полумилиметровый слой кевлара.

[alex_semenov]

Сryon, ваш восмиступенчатый зонд (в целом ваша концепция) у меня попал в ПЕРВУЮ ТРОЙКУ наиболее реалистичных концептов.

Технологии межзвёздных полётов ПЕРЕЛЁТОВ делятся на три типа.

Первый тип - для самых бедных. То есть нас. Для продлённого тёмного настоящего. И вот тут то ваш восмиступенчатый зонд - самое то. Для ближайщих звёзд в пределах 10 св. лет. Это "синица в руке". Зачем это может понадобиться? Я не представляю. Что может делать полезная нагрузка, путешествующая 500-1000 лет массой в 300 кг - 15 тонн на орбите звезды-цели?
Ну может быть мы найдём в "продлённом настоящем" такую цель?
Не знаю.
И тогда ваш концепт - рулит.


Второй тип. - для средних. Это наиболее вероятное (среднее) будущее. Будущее хоть и с трудом но вышедшего из колыбели человечества. Полет чуть дальше чем 10 св. лет. 20-30 до 50 св. лет. Тогда нам понадобятся огромные бомболёты на скорости 0.03-0.5с для перемещения колоний людей или кораблей отроков (если мы получим сумму технологий для этого). При этом большим прорывом было бы создание бомб вообще без деления (использования урана, который крайне редок во вселенной). О бомболётах и кораблях поколений (сравнимых с ними по массе и оснащению) тут писалось много и не только тут. Поэтому нет смысла лишний раз расплываться по древу.


Третий тип. - для самых богатых. Предел мечтаний (сбыча всех здравых мечт!). Быстрые корабли выше 0.1с  вплоть до 1с (релятивистский корабль) и полёт на 100-500 св.лет. Это лазерный парус для чего вам нужно иметь технологию, видимо, машинных саморепликаторов и владеть настоящей астроинженерией (пребразование малых планетоидов в энергетические машины-излучатели). Собственно, самого лазерного паруса тут будет мало. Это только разгонник. Нужен еще и магнитный парашют тормозить и... всё тот же взрыволёт (очень продвинутый, до неузнаваемости) для дотормаживания у цели (хотя тут возможны варианты). Для быстрого и дальнего полёта к звёздам вам нужна сумма технологий, неотличимая от магии (но в пределах известной физики). И возможно мы до нее никогда не дотянемся. Третий тип путешествий - самый призрачный. Но если и дотянемся, то транспортировать людей (много как на корабле поколений так запустить не получится) на релитивистском корабле - безумие. Нет смысла. Не окупится (релятивистский полёт всегда будет очень дорог). Так перемещать можно только сильный ИИ с функцией "бога", то есть саморепликации в голом космосе (не важно пока возможно это или нет, известная нам физика это пока не запрещает и ПОКА этого нам достаточно как "что бы понять пределы возможного надо отважиться на невозможное").


Отдельно в стороне стоит технология (как некоторые настаивают) "макронов". Луч материи.
Эту технология в любом случае имеет смысл развивать как ДОПОЛНИТЕЛЬНУЮ космическую технологию для пролётных микро-мини-зондов или иных целей (оружие?). Разовьётся ли она когда-нибудь в что-то более крупное (способное хотя бы на перелёт небольшой полезной нагрузки как это будет в первом случае с ионным зондом?) неизвесто. Может быть. Исключать ничего нельзя. Но и эту технологию тоже надо иметь ввиду. В пролётом виде (скажем, для достижения точки микролинзирования в Оорте) она в любом случае окажется полезной и как такую ее надо развивать тоже. По-сути проект Мильнера-Хокинга - это фальшстарт этого направления.

[alex_semenov]

Справедливости ради, идеи старта взрыволета с Земли это тоже касается. Потому как оригинальный "Орион" Дайсона однозначно касался именно разгона корабля в космосе до межзвездных скоростей, и большинство расчетов взрыволета в этой теме были о том же.

У меня нет расчёта этого. Но я знаю что среди 2/3 засекреченных по Ориону докладов, есть доклад 1958 года, где анализируется механика и динамика взлёта взрыволёта с поверхности Земли и особенности прохождения тем атмосферы.
Отдельный был отчёт о рассеянной в атмосфере радиации (какая нужна при этом защита стартующему экипажу). Известно что в атмосфере предпологались бомбы меньшей мощности (и массы?) так как для подъема собирались использовать именно движение воздуха, вызванное взрывом. Но детали остаются неясными. Ясно что вопрос исследовался. И был засекречен.

Даже если возникнут проблемы со стартом от самой поверхности Земли, это можно решить используя твердотопливные бустеры. Да, это будет явно дороже. Но это надёжное решение. Так что есть варианты.
Тема ядерных взрывов в атомсфере слишком ангажирована.
Давайте еще поживём лет 10-20... Возможно, после того как ядерное оружие таки пустят в ход на этой планете (а уже ясно что этого не избежать), вопрос будет не так ангажирован как теперь?

[alex_semenov]

Я рассматриваю релятивистский звездолёт как ВОЗМОЖНУЮ опцию но не необходимую.
Между "да" и "нет" есть "неизвестно" и даже "возможно да" или "возможно нет".
Я исследую ВЕЕР возможностей, а не ТУННЕЛЬ одной единственной реальности (как правило убогого продлённого настоящено). Главное сильное ограничение - мы должны оставаться строго в рамках известной физики.
Слабое второстепенное ограничение - желательно не рассчитывать на ожидаемые чудо-технологии (типа антиматерия).
По поводу иных миров (планет).
Мы пока знаем только то, что эти планеты оказались куда разнообразней чем мы себе это представляли. И ясно уже, что прежде чем мы что-то куда-то там запустим мы будем знать о планетах вообще и цели путешествия куда больше чем теперь.
Главная проблема. Мы пока толком не знаем даже своего ближайшего космического будущего.
Поселимся ли мы в космосе (или нет)? Если да, то как? Какие био и социотехнологии нам будут доступны в итоге? Как далеко мы продвинимся в информационных технологиях (получим ли машины-саморепликаторы, получим ли сильный ии?) Нам очень много что неизвестно.
На самом деле мы пока что что-то конкретное можем утверждать только в физике, то есть МЕХАНИКЕ межзвездного привода (потому что всё это основано на известной нам физике). Но к чему будет приложен этот привод? К какой полезной нагрузке? Для решения каких задач? Это - тумане предположений. Надо строить веер возможностей.

[alex_semenov]

Я не понимаю, что за страсти вокруг наземного старта "Ориона"?
У вас плита (у 4000 тонного Ориона) диаметром 40 метров.
Пусть взрыв происходит под этой плитой в воздухе на 40 метров ниже.
Если брать столб воздуха то это пи()*20*20*40 = 50 000 м³. Ну допустим это конус. 1/3 от этого. То есть 16 750 м³ воздуха, которые взрыв обрушит на плиту. При плотности воздуха у Земли в 1.27 кг/м³, это масса в 21 тонн. Сами же бомбы (для разгона в вакууме где и будет проходить почти весь разгон) были что-то 2-4 тонны (это и бомба и рабочая масса). То есть величины ракетной массы (что для воздуха что для вакуума) СОПОСТАВИМЫ. В воздухе масса будет больше в примерно 10 раза. Для получения того же импульса вам нужна скорость в те же 10 раза меньше или энергия бомбы в 100 раз меньше. Хотя учитывая, что тут формируется НЕнаправленный разлёт ракетной массы-воздуха (как это будет при работе в вакууме) и КПД преобразование энергии взрыва будет ниже (скажем только 10% всей сферы взрыва ударит по плите) то то на то и выходит. Заряд всё равно нужно раз в 10 меньшей мощности чем на марше в вакууме. Так и планировалось где-то. 4 кт - в вакууме, при взлёте с Земли 0,1-0,2 кт
Конечно же это всё очень "на салфетке". Какова будет гидродинамика процесса - это можно только гадать. Тут возможны и положительные (подсасывание воздуха за цепочкой огненных шаров, в огненный столб) и отрицательные моменты (для следующего взрыва следующая порция воздуха не успеет под сосаться). Но замечу что малая, экспериментальная модель летала в атмосфере. Возможно для представления как будет выглядеть полёт большого (40 метров диаметр, Карл!) 4000 тонный Ориона следовало бы такую маломасштабную модель попробовать запустить под водой (более плотная и вязкая среда моделировала бы соответствующий гидродинамический масштаб).
Людям просто не дали как следует развернуться со своей идеей!