Двигатель для межзвёздных перелётов

[Константин ВАРБ]

А если это так, то у нас есть исправно работающий термояд и тогда не ясно - почему нельзя нормально отправиться к звёздам.

Лично моё мнение нормально это так:
1. Разгоняемся на кольцевой магнитной дороге (Желательно по видимому с Земли краю Луны см. п2) спокойно равномерно разгоняемся по самое немогу и летим быстро, лишь с учётом энергии на ускорение. Автоматическим аппаратом разумеется.   
2. С помощью выше указанной лунной штуковины и иных установок вгоняем аппарат в "подпространство" и или летим со сверхсветовой либо какие-то иные эффекты.

Ни в одном ни в другом случае термояд не необходим.
Создавать же на орбите ультра ракету и сжигать массу ресурсов я полагаю неразумным, тем более если наш мир необитаем и весь принадлежит нам.
Что мешает построить космический плот несколько десятков километров в диаметре, хоть километровой толщины корпусом, с термозащитой и т.д. Замкнутой биосферой основной земной твари не по паре, а по популяции и спокойно сотней тысяч человек и всеми необходимыми ресурсами  лететь несколько тысяч лет к облюбованной планетарной системе обмениваясь по дороге с Землёй кораблями и т.д.
Для этого можно вероятно использовать даже гравиманиврирование в СС и далее и инерционные накопители энергии как средства для манёвров? 
С такой платформы можно по прибытии спокойно заниматься терраформингом планет и принимать на неё с Земли быстрые корабли.

Я полагаю, что не только сам термояд возможен, но и "трансмутации" - холодный термояд, но для этого всё же требуется некий "поворот" "вещества" к "пространству".

[Андрей Курилов]

Слои атмосферы Земли выучил

Дрюжок, на "ты" будете обращаться к собственному домашнему хомячку, доступно для понимания излагаю?

Ладно, ладно. Только уясните, что уважение к себе требовать на пустом месте не получится, уважение нужно зарабатывать.

[Retired]

что уважение к себе требовать на пустом месте не получится, уважение нужно зарабатывать.

Андрей, я не требую к себе какого-то особого уважения на форуме, это было бы абсудром, мне его в реале и так больше, чем бы мне самому хотелось.
Здесь все равны во всем смыслах этого слова, поскольку все обезличены.

[VimanaPro]

Здесь все равны во всем смыслах этого слова, поскольку все обезличены.

Протестую, категорически протестую

[Андрей Курилов]

Гончев, а как ваше имя? У вас под аватарой написано что участники далеко не равны. Вы уж определитесь.

[Retired]

У вас под аватарой написано что участники далеко не равны. Вы уж определитесь.

Дмитрий.
На моём аватаре написано совсем другое: участники - сами, по своей собственной воле, ставят себя в неравное положение перед другими участиками, и именно и только так.

[Проходящий Кот]

Поток сознания не надоел?

[Иван Моисеев]

Ну оптимизировать приходится сразу по нескольким параметрам. И по времени и по энергии… и может быть еще черт знает по чему…

Давайте-ка я свой склероз проверю.
T=f(M0, Мпн, Mду, m, w, n, kисп)
m - расход массы, n - число ступеней, kисп - коэффициент использования Mду в m.
Минимум T существует, но аналитического выражения для него я не нашел, Маткад - тоже. Надо численно.
Если оптимизировать по нескольким параметром надо вводить условные коэффициенты весомости - типа 1 год полета эквивалентен 100 000 тонн стартовой массы, 1000 тонн Мду и т.п.
Веселое развлечение, надо отметить.

[AlexOrex]

Что мешает построить космический плот несколько десятков километров в диаметре, хоть километровой толщины корпусом, с термозащитой и т.д. Замкнутой биосферой основной земной твари не по паре, а по популяции и спокойно сотней тысяч человек и всеми необходимыми ресурсами  лететь несколько тысяч лет к облюбованной планетарной системе обмениваясь по дороге с Землёй кораблями и т.д.

Ничто не мешает, корабли-миры никто не отменял. Но несколько тысяч лет даже к Альфе Кентавра - скорость в сотни км/с, которую не так легко получить, а к Глизе 581 - тысячи км/с, об которые тут жубы шломали. Без двигателей, хотя бы электрореактивных на реакторах с кучей урана - не получается.
Или вариант для самых бедных и терпеливых - термоглиссеры (100000 шт.), из кусков разогнанной полезной нагрузки которых собирается корабль поколений и летит к Альфе 3-4 тыс. лет, а к Глизе 474 (через 427 тыс. лет) или Глизе 710 (через 1,3 млн. лет) - 1000 лет.

[alex_semenov]

в первом случае вы вроде считали для 12-тонной полезной нагрузки во втором не помню.

12 тонн я считал для графика. Там всего две шкалы, а мне надо было разместить на ней 4-е кривые поэтому, чтобы график скорости истечения (в % от скорости света) масштабно совпал с графиком секундного расхода топлива (миллиграмм в секунду) я и выбрал массу 12 тонн.



Только для этого.
Достоинство ионной ракеты в том что она прекрасно масштабируется. То есть параметры для 10 тонн такие же (или чуть-чуть хуже, несушественно хуже) как и для 1000 тонн и 100 000 тонн.
Чего, кстати, нельзя сказать о взрыволете.
Невозможно создать взрыволет на 10 тонн (никакой).
Тяжело но можно создать межпланетный взрыволет на 100 тонн.
Взрыволет на 10 000 тонн неплох для межпланетных трасс, но практически невозможен для межзвездных.
Легкий  взрыволет всегда будет обладать ХУДШИМИ характеристиками, чем более тяжелый. Взрыволет чем тяжелее, тем он лучше (хотя конечно всему есть пределы).
Поэтому я тут все сразу считаю на 100 000 - 500 000 т сухой массы.

[Андрей Курилов]

Ничто не мешает, корабли-миры никто не отменял. Но несколько тысяч лет даже к Альфе Кентавра - скорость в сотни км/с, которую не так легко получить

Поэтому корабли-миры только дрейфуют со скоростями порядка С/10000 и никуда не летят. Их массы - порядка миллиарда тонн и выше. Вижу, кое-кто помнит про диаграмму "Курилова-Семёнова"

[alex_semenov]

Ну оптимизировать приходится сразу по нескольким параметрам. И по времени и по энергии… и может быть еще черт знает по чему…

Давайте-ка я свой склероз проверю.
T=f(M0, Мпн, Mду, m, w, n, kисп)
m - расход массы, n - число ступеней, kисп - коэффициент использования Mду в m.
Минимум T существует, но аналитического выражения для него я не нашел, Маткад - тоже. Надо численно.
Если оптимизировать по нескольким параметром надо вводить условные коэффициенты весомости - типа 1 год полета эквивалентен 100 000 тонн стартовой массы, 1000 тонн Мду и т.п.
Веселое развлечение, надо отметить.

Почему-то сразу не понравилась в списке многоступенчатость…
Она нужна?
Многоступенчатость - это прем, оказавшийся ценным ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО в приложении к очень узкой задаче - запуск с Земли грузов на ЖРД двигателях.
Скорость истечения 3-4 км/с. А необходимая скорость корабля 8-12 км/с. В итоге число Ц. получается 8- 13  (для орбиты) и 19-53 (межпланетная трасса). Разумеется, при таком Z  разбиение системы на ступени стало НЕИЗБЕЖНЫМ решением.

Но в нашем случае (полета к звездам) ситуация чуть иная. Мы (изначально) считаем что можем подбирать и u (скорость истечения)  и v (скорость перелета) относительно произвольно (при этом критерием этого подбора становится экономия энергии ибо затрачиваемая энергия при таком полета становится сопостовима с энергетикой всей цивилизации). Поэтому z у нас может быть в районе энергетического оптимума 1-4. И тут нам уже не нужна многоступенчатость.
Кстати, другой нюанс  в том, что старт звездолета можно организовать из космоса и при очень низких тепературах (когда топливо становится кристаллическим), ускорения его будут в лучшем случае деястые-сотые земного и значит жесткость конструкции (и баков) для такого корабля не требуется подобная как у выходящих из гравиямы ракет-носителей. То есть звездолет может позволить себе одну ступень и при очень больших z (если уж на то пойдет).
Единственная ситуация, когда многоступенчатость могла бы нас заинтересовать - это ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ступенчатость. Когда на разных ступенях используется разные системы привода. Типичный пример - прямоточка. Если бы она была возможна, тогда можно говорить о предварительно разгоняющей ступени и отделяемой от нее второй прямоточной.
Так, кстати и предполагалось для фантастической прямоточки Бурдакова.

[alex_semenov]

Ничто не мешает, корабли-миры никто не отменял. Но несколько тысяч лет даже к Альфе Кентавра - скорость в сотни км/с, которую не так легко получить

Поэтому корабли-миры только дрейфуют со скоростями порядка С/10000 и никуда не летят. Их массы - порядка миллиарда тонн и выше. Вижу, кое-кто помнит про диаграмму "Курилова-Семёнова"

Да, AlexOrex, корабль-мир, мини-планета с полноценно замкнутой биосферой, с горами и лесами… (скажем выеденный изнутри астероид ) если и есть смысл создавать, то запускать его уже даже на 1000 км/с - НЕВОЗМОЖНО.
Максимум 100 км/с (скажем, полученная  использованием маневра Оберта). А скорей всего их судьба дрейф с ПЕКУЛЯРНОЙ скоростью чуть выше третьей космической, полученная с помощью гравманевра возле планет-гигантов.
Тогда фантазия  Bill Wright нам показывает ионные двигатели не которые разгоняют корабль-мир, а всего лишь корректируют траекторию астероида для старта к звездам гравманевром:



Но если вы летите со скоростью, скажем 30-50 км/с (со скоростью "пионеров" и "вояджеров"), то до А-Центавра такой корабль-мир долетит за 45- 27 тысяч лет. То есть полет не тысячи лет а десятки тысяч лет!!!
А до цели, скажем, удаленной на 25 св.лет такой корабль-мир будет лететь порядка 150 000 лет (на скорости 50 км/с). Если же вы выстрелите астероид Обертом от Солнца со скоростью в 100-150 км/с (допустим вам удалось это, но надо считать возможно ли такое в принципе) то путь к некому обитаемому миру на 25 св.лет займет у вас 75- 50 тысяч лет.
В любом случае, если вы хотите ТАК лететь к новому раю (а кто вам запретит? ) то сразу настраивайтесь на ДЕСЯТКИ тысяч лет полета.
Тысяча лет - это корабль-колония (где все килограммы оптимизируются).
Десятки тысяч лет - это уже корабль мир. Хотите так? Ради бога!!!

[Андрей Курилов]

А вот такая ещё мысль.
Берём, например, кометное семейство Кройца. Кометы характеризуются большой частотой - велик выбор по размеру и времени перигелия при практически одинаковых орбитальных параметрах (за исключением a и е)

Кометы этого семейства замечательны своим свойством солнцескрёбства. Т.е. их перигелии, как правило в районе 800-900 мегаметров от центра Солнца и скорость в перигелии составляет около 500 км/с. Чтобы получить из этого корабль-мир, летящий туда, куда нам нужно со скоростью в межзвёздном пространстве хотя бы С/10000 (30 км/с) потребуется в перигелии придать комете дополнительную скорость, которая рассчитывается по формуле эффекта Оберта или, ещё более универсально, по формуле гиперболической траектории:

У меня получилось таким образом дельта-вэ в 900 м/с. Думаю этого легко достичь, если просто направить испарение газов кометы в нужное русло. Например, покрыть половину кометного ядра отражающей фольгой. Можно повзрывать поблизости ещё и серию из нескольких термоядерных зарядов, чтобы кратковременно усилить абляцию кометного вещества с нужной для разгона стороны.

Зато на выходе мы имеем готовое убежище для перелёта десятков тысяч лбов в течение десятков тысяч лет.

[Иван Моисеев]

Почему-то сразу не понравилась в списке многоступенчатость…
Она нужна?

Время полета сокращает.

Но в нашем случае (полета к звездам) ситуация чуть иная. Мы (изначально) считаем что можем подбирать и u (скорость истечения)  и v (скорость перелета) относительно произвольно (при этом критерием этого подбора становится экономия энергии ибо затрачиваемая энергия при таком полета становится сопостовима с энергетикой всей цивилизации).

w (скорость истечения) от 10^6 до 10^7. v - получается следствие тех конструктивных параметров, которые я указал выше.
Про энергетику цивилизации - см. http://ivan-moiseyev.livejournal.com/58893.html

[Андрей Курилов]

Если путь использования комет-солнцескрёбов оказывается наиболее реалистичным, то десантирование инозвёздных захватчиков в СС будет выглядеть как гиперболическая комета, которая должна пройти очень близко от Солнца и после этого вдруг становится эллиптической. Такое вот интересное следствие получается.

[VimanaPro]

<... Думаю этого легко достичь, если просто направить испарение газов кометы в нужное русло. Например, покрыть половину кометного ядра отражающей фольгой.
<...>
Зато на выходе мы имеем готовое убежище для перелёта десятков тысяч лбов в течение десятков тысяч лет.

Не сочтите за наезд, но в Вашем сообщении странным образом "сошлись вместе" отражающий "щит" из фольги и десять тысяч лбов. Сразу вспомнилось

(кликните для показа/скрытия)

http://ru.wikiquote.org/wiki/%D0%9D%D0%B0%D1%81%D1%80%D0%B5%D0%B4%D0%B4%D0%B8%D0%BD_%D0%B2_%D0%91%D1%83%D1%85%D0%B0%D1%80%D0%B5

Тот, кто носит медный щит, тот имеет медный лоб! Поцелуй под хвост моего ишака!

[Иван Моисеев]

Если путь использования комет-солнцескрёбов оказывается наиболее реалистичным, то десантирование инозвёздных захватчиков в СС будет выглядеть как гиперболическая комета, которая должна пройти очень близко от Солнца и после этого вдруг становится эллиптической. Такое вот интересное следствие получается.

Это предварительное следствие. О окончательное - надо гречку закупать.

[Андрей Курилов]

Это предварительное следствие. О окончательное - надо гречку закупать.

Если текущий курс гречки по отношению к нефти достаточно выгоден...

[alex_semenov]

У меня получилось таким образом дельта-вэ в 900 м/с. Думаю этого легко достичь, если просто направить испарение газов кометы в нужное русло. Например, покрыть половину кометного ядра отражающей фольгой. Можно повзрывать поблизости ещё и серию из нескольких термоядерных зарядов, чтобы кратковременно усилить абляцию кометного вещества с нужной для разгона стороны.Зато на выходе мы имеем готовое убежище для перелёта десятков тысяч лбов в течение десятков тысяч лет.

Да, это интересное направление исследования (по-моему никто эту тему еще не считал).
Сразу вспоминается Рама Кларка.



Еще идея (сюда).
Если найдется способ таки запулять (используя естественные гравитационные силы) астероид или комету со скоростью 100-150 км/с к цели, то возникнет вопрос - а как тормозить?
Так вот. Возможно, тормозить ВЕСЬ астероид и не надо. Достаточно иметь (или построить при подлете)  флотилию кораблей-шлюпок для высадки в новом мире. Те же самые взрыволеты, которые через обратный эффект Оберта погасят свою скорость в 150 км/с и сядут (скажем 100 отдельных кораблей-взрыволетов с экипажем в 1000  человек на каждом) на облюбованную планету в новой системе.

Такой прием часто использую фантасты как аварийную эвакуацию с гибнущего межзвездного корабля. У того же Хайнлайна так  его герои смылись с гибнущего "Авангарда". Но если "Авангард" летел с сантисветовой скоростью, то вряд ли шлюпка тут могла помочь героям высадиться на планету (они просто не могли погасить чудовищную скорость материнского корабля). Но в данном случае "спасательные шлюпки" покидающие относительно медленно летящий астероид-мир ради большего мира  поблизости - вполне технически возможный маневр.
Теперь, когда рядом есть больший обитаемый мир (я не стану тут отговаривать, мол, тот мир может быть для нас куда опасней голого космоса) старый астероид можно бросить как отслуживший свое.
Возможно Рама Кларка - была именно таким покинутым миром (я не читал романы-продолжения дальше второго)?