Двигатель для межзвёздных перелётов

[vsevolodsоn]

http://interstellar-flight.ru/02/list.htm

Спасибо, про бильярд очень интересный материал.

[вячеслав27]

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D0%B6%D0%B7%D0%B2%D1%91%D0%B7%D0%B4%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D1%91%D1%82 - коллекцию существующих на сегодняшний день вариантов.
Нашел экономический расчет стоимости межзвездного полета.
http://go2starss.narod.ru/pub/E002_LSIP.html
"Последние экспертные оценки идеи межзвездного полета подчеркивают крайне высокую стоимость даже очень небольшого межзвездного зонда. Майликовский (Mileikowsky, 1994), например, вычисляет стоимость 1000 кг. межзвездного зонда с миссией флай-бай (исследование на пролетной траектории), летящего со скоростью 0.3С (30% от скорости света). Анализируя разгоняемый лазером световой парус, предложенной Робертом Л. Форвардом (Forward, 1984) схемы, получаем что мы должны запитать лазер энергией в 65 000 GW в течении 900 часов. Принимая стоимость одного киловатта электроэнергии по цене 2$, мы получаем сумму 130 триллионов (1.3*1014) долларов. Энюдр (Andrews, 1993) вычислил подобную сумму, но отметил, что снижение стоимости электроэнергии, могло бы понизить затраты."
Даже если взять скажем рубль за киловат, то будет 65 триллионов рублей. И это на зонд в 1 тонну!

[Polnoch Ксю]

Не так уж и дорого ))
Можно взять кредит у ФРС, и построить на деньги одних США ))

[Иван Моисеев]

Не так уж и дорого ))
Можно взять кредит у ФРС, и построить на деньги одних США ))

Есть такие приемы, заставляющие электросчетчик крутится в обратную сторону. Применив их, можно не только получить бесплатную электроэнергию для лазеров, но и заставить энергокомпании оплатить часть затрат на проект.

[alexday457]

Солнечные батареи гигантские использовать до подзарядки луча!

[Проходящий Кот]

(Зевая....) Звезда Кларка ---- это банально

[Ютараптор]

Даже если взять скажем рубль за киловат, то будет 65 триллионов рублей. И это на зонд в 1 тонну!

Не так уж и дорого ))Можно взять кредит у ФРС, и построить на деньги одних США ))

Фигасе, недорого! А ведь это только стоимость электроэнергии потребляемой лазером. О том, сколько будет стоить его построить и запустить на орбиту Меркурия, я молчу.... Как и о самом зонде, который тоже небесплатный.

[AlexOrex]

http://go2starss.narod.ru/pub/E002_LSIP.html
"Анализируя разгоняемый лазером световой парус, предложенной Робертом Л. Форвардом (Forward, 1984) схемы, получаем что мы должны запитать лазер энергией в 65 000 GW в течении 900 часов. Принимая стоимость одного киловатта электроэнергии по цене 2$, мы получаем сумму 130 триллионов (1.3*1014) долларов. Энюдр (Andrews, 1993) вычислил подобную сумму, но отметил, что снижение стоимости электроэнергии, могло бы понизить затраты."
Даже если взять скажем рубль за киловат, то будет 65 триллионов рублей. И это на зонд в 1 тонну!

Там в начале статьи опечатка. 2$ за ВАТТ установленной мощности, тогда 130 трлн.$ и получается. То есть это затраты на строительство земного аналога такой электростанции. Сама электроэнергия будет стоить меньше - для солнечных батарей сейчас приближается к 10 центам за кВт*ч. Интереснее, сколько уйдет на вывод этого барахла в космос. Сколько там до орбиты вокруг Меркурия дэльта-вэ (поглядел Левантовского), возьмем 25 км/с. То есть, независимо от типа двигателя и вывода из гравиямы, нужно потратить минимум 625 МДж (174 кВт*ч) на килограмм массы.
Представим пленочную солнечную батарею с плотностью как у бумаги, 100 г/м². На орбите Меркурия она вырабатывает пусть 3 кВт с м². Тогда только на вывод энергетической системы (массой 2,2 млн тонн без каркаса и агрегатов) потратится не менее 380 млрд. кВт*ч. Если не абстрагироваться от цен на вывод грузов на орбиту (возьмем оптимистично 2000 баксов за кило, включая солнечный ЭРД-буксир к Меркурию) - получится еще 4,3 триллиона долларов. Лазеры, радиаторы, система наведения и фокусировки, доплер-корректор в комплект не входят и приобретаются отдельно у ближайшей цивилизации II типа (I типа не продаст, самой нужны) .

PS. Разумеется, оно должно само все построиться на Меркурии из репликаторов .
PS2. Разумеется, флайбай - зло. Что он разглядит на скорости 0,3с, если не сгорит? За 130 трлн.$ надо строить космический интерферометр с базой в тыщу-миллион километров.

[Polnoch Ксю]

http://compulenta.computerra.ru/veshestvo/fizika/10010970/
Может ли это как-то помочь лазерному парусу?

[Проходящий Кот]

Расчет в первом приближении для двигателя дает:
коээфициент \[\begin{align}
 
z &= sqrt(1+ (L0/r0)^2)  -1

\end{align}\]
 
сила тяги
\[\begin{align}

F &= \mu \mu_0 I_1 I_2 z/pi
 
\end{align}\]
 
ускорение
\[\begin{align}
a &= F/ Mk
\end{align}\]

энергетика

числитель
\[\begin{align}
ch &= \mu \mu_0 (I_1^2+ I_2^2) pi^3 c  L0^2
\end{align}\]
 
знаменатель
\[\begin{align}
zn &= 288 r0^2
  \end{align}\]
 
результат
\[\begin{align}
E &= ch/zn

\end{align}\]
 
Постоянные:
 
магнитная постоянная \mu_0 = 1,25664E-06
скорость света с=300000000 
коэффициент \mu  =  1     
пи  pi  3,14     
 
Далее уже корабль
ток 1 провода  I_1 =10000000     
ток 2 привода  I_2 =10000000 

расстояние между проводами r0 =10   
длина проводов -обеих L0 =100     
масса корабля, кг  Mk=100 000 000   
 
        Сила тяги   36217863,36  масса корабля, кг  100000000  ускорение М\с2  0,362178634     48       числитель мощности  2,3675E+21  знаменатель мощности 4800  мощность   4,9323E+17

Так что ничего такого в этом двигателе нет, по крайней мере сверхэнергетической экономии не видно.
Правда есть утверждения, что двигатель вообще работать не будет, однако пока подобные аргументы меня не убеждают.
http://extremal-mechanics.org/archives/675#comment-629

[AlexAV]

Комментарий модератора раздела

Я думаю не стоит плодить мелкие темы, когда для обсуждения соответствующих вопросов они уже существуют. К тому же ради такой вещи как "двигатель Мотовилова" (по сути обычный фотонный двигатель, но излучающий в радиодиапазоне). Соответственно присоединяю к теме "Двигатель для межзвёздных перелётов".

[Проходящий Кот]

Для двигателя Мотовилова
http://extremal-mechanics.org/archives/675#comment-629
Хотя что-то получается, что при 2000 Вт/кг энергетической установки на борту корабля(что запредельно) получается при ста тысяч тон массы мощность установки 2*10+12 ВТ(атомный реактор на уране238 ), имеем:

магнитная постоянная 1,25664E-06 скорость света 300000000   коэффициент  1      пи   3,14     

ток 1 провода  100000 квадрат 1E+10   

ток 2 привода  100000 квадрат 1E+10

сумма 2E+10 

расстояние между проводами 20 квадрат 400   

длина проводов -обеих 20 квадрат 400     

сумма 800 корень 28,28427     

разность 8,284271247 отношение 0,414214             

числитель   5205,161132      знаменатель  3,14     

Сила тяги   1657,694628      масса корабля, кг  50000000     

ускорение М\с2  3,31539E-05         

48               числитель мощности  9,47002E+15     

знаменатель мощности 19200      мощность   4,9323E+11             


Тоесть научно-технически возможно,
в реальности бессмысленно…….

И это всё о нем.....

[Иван Моисеев]

Небольшая зарисовка по радиаторам для МП:
http://ivan-moiseyev.livejournal.com/55965.html

[chameleon]

Коллеги, у меня возник вопрос.
Здесь рассматривался и электромагнитный парус(световой) с разгоном от солазера, и магнитный(для торможения).
Возникла мысль.
Световой парус для излучателя микроволнового диапазона - сетка из проводника. Магнитный парус - по сути один виток такого проводника, правда, ещё с током. Также здесь было в посте про ионный звездолёт - про сотовую конструкцию. Из блоков.
Плюс размещать конструкцию на паруснике нужно равномерно по парусу... Чтобы его не искривляло всякими моментами. В случае сетки ПГ вполне влазит в её узлы.

Итого.
Использовать сотовую конструкцию с ионниками для первоначального разгона, чтобы было не так печально смотреть на эффективность паруса. После первой ступени разгона подключать мазер, чья длина волны с эффектом Допплера будет уже смотреть на соту как на парус-отражатель. Плазменники при этом могут уже быть сброшены, ну или как минимум лишние баки от топлива для них.
В конце использовать соты как блоки магнитного паруса... Если я не торможу с законом Ампера, то конструкцию вроде должно не разрывать, а сжимать при индивидуальном растяжении каждого кольца-соты.

Правда, не могу что-либо сказать об эффективности, ибо ещё не считал.

[Проходящий Кот]

Посчитаешь --- возвращайся. Многие идеи погибли от школьной физики.....

[Андрей Курилов]

В конце использовать соты как блоки магнитного паруса... Если я не торможу с законом Ампера, то конструкцию вроде должно не разрывать, а сжимать при индивидуальном растяжении каждого кольца-соты.

Не, вообще мысль интересная. С большой петлёй проблема, давайте сделаем миллион маленьких...

Ток в соседних проводниках на границе сот будет течь в противоположные стороны, значит ячейки-петли будут расталкиваться.

[chameleon]

*вдумчиво туплю над расчётами коллег Роберта и Семёнова из темы про магнитный парус*

Подумал. Интересно получается. В варианте одинаковых витков мы имеем подавление полем одного витка полей соседних витков и расталкивание их в стороны.
Но если сделать вариант комбинации N витков с током в одну сторону(и полем по вектору скорости) по кольцу и 1 виток с обратным током в центре соты... То кольцо зависнет в некотором равновесии, собираемое к центру центральным витком, а суммарное поле будет направлено в нужную сторону.

А ещё из витков можно собрать соленоид.
*Пошёл вспоминать ФМЯ дальше*

[Дмитрий Зотьев]

Для двигателя Мотовилова

Тоесть научно-технически возможно,
в реальности бессмысленно…….

И это всё о нем.....

Вы полагаете, что научно-технически это возможно?  Допустим, что с помощью "полевого двигателя"  Вы разгоните зонд массой в 100 т до 10 000 км/сек. В контексте звездной миссии о меньшей скорости говорить несерьезно. О меньшей массе тоже, имея ввиду необходимость   обеспечить работу двигательной установки и нести на борту достаточно мощный передатчик данных . 

Тогда импульс зонда =10^(12) кгм/сек.  В силу закона сохранения придется излучить что-то с таким же импульсом в другую сторону. "Полевой двигатель" способен излучать только поле, т.е.,  пучок фотонов.  Как было справедливо замечено, двигатель Мотовилова - это излучатель радиоволн. Тоже фотонов!   Энергия фотона в скорость света раз больше его импульса. Поэтому полевой двигатель должен затратить не меньше 3*10^(20) Дж.  Примерно 71 400 ядерных бомб в 1 мегатонну.  В несколько раз больше всего мирового ядерного арсенала на сегодня. Чем будете питать такой двигатель ? 

[Дмитрий Зотьев]

На сегодняшний день нет даже теоретического, реалистичного способа разогнать космический аппарат до ~ 10 000 км/сек, не говоря о субсветовых скоростях.  Идей море, но каждая основана на сверх-оптимистичных и недостаточно обоснованных допущениях о физике процесса  и/или технологических возможностях. Допустим, считается возможным производить и хранить на борту значительные количества антивещества.  Насчет хранить еще можно пофантазировать (в виде плазмы в магнитной ловушке), но с производством пока никак.  Так что межзвездная миссия - это не только экономическая, но и фундаментальная проблема ))

[вячеслав27]

Может сначала определим конкретно куда летим?