Двигатель для межзвёздных перелётов

[Константин ВАРБ]

Давно надо ПРОСЕЯТЬ нашу звездную систему (Галактику) на предмет естественно-природных способов путешествия между звездами.

Уж если мы собираемся путешествовать на галактическом клипере, на расстояния в сотни и тысячи парсек, то вероятнее разумнее рассматривать как основной источник энергии и ресурсов туманности и облака, а не гравитационные колодцы звёзд и их системы, разве за таким редким исключением  как звёзды ускоренные ядрами галактик до околосветовых скоростей.

[Инопланетянин]

как основной источник энергии и ресурсов туманности и облака, а не гравитационные колодцы звёзд и их системы

Но как вы собираетесь извлекать энергию из туманностей и облаков? Нет, если поблизости есть квазар, который их поглощает и испускает джеты, то можно. Но в этом случае источником энергии считается всё же именно квазар.

[Константин ВАРБ]

как основной источник энергии и ресурсов туманности и облака, а не гравитационные колодцы звёзд и их системы

Но как вы собираетесь извлекать энергию из туманностей и облаков? Нет, если поблизости есть квазар, который их поглощает и испускает джеты, то можно. Но в этом случае источником энергии считается всё же именно квазар.

Мы же собираемся использовать активный парус!
Следовательно, мы можем не только принимать потоки молекул и плазмы, но и улавливать их! Опять же меняя направление своего движения по желанию используя как момент движения самого облака, так и проходящих через него звёзд.
Тем более что в настоящее время наша система сама находится в подобном облаке. 

[VimanaPro]

Вы же прекрасно знаете, что ни один технарь с баблом под устройство с ускорением вдолгую - 10g денег не даст, а упоминание об ускорении в 250 000g вызовет непреодолимое желание окончить беседу

Не ну в принципе я возьмусь сконструячить центрифугу которая устойчиво даст на плече 250 тыс.жэ. Не такая уж и убойная цифирь, и один лям жэ делали, и на газовой подушке вертеться она будет столетия (пока электричество не кончится), только зачем все это нужно?

Не толкущему Гончеву от не толкущего VimanaPro.

Информирую: не о центрифуге речь, а о галактоплане с раскрытым зонтиком из хирального пикогеля

[Константин ВАРБ]

Информирую: не о центрифуге речь, а о галактоплане с раскрытым зонтиком из хирального пикогеля

Возможно я чего-то недопонял, но сейчас вроде бы обсуждается не тетрамегатонный корабль, а относительно равномерный тонкий лист нанофанеры квадратнокилометровых размеров весом в считанные килограммы?
Как раз впервые нечто реальное, при нормальной доводке, разумеется.
То есть такие корабли мы могли бы запускать уже в этом веке ко всем близлежащим звёздам, за цену вполне сопоставимую с обычным медиоразвлечением. 

[alex_semenov]

Не получается...

[alex_semenov]

Не получается...

Что не получается?

Я полагал, что плотность звезд в окрестности Солнца (начинаем отсюда, считая что это плотность "пояса жизни" Галактики) буде ДОСТАТОЧНОЙ для того что бы… Гм... Как же объяснить это "что бы"?

Вот смотрите.
Реальная плотность звезд в нашей окрестности 0,12 на кубический парсек.

http://www.bibliotekar.ru/astronomia/162.htm

В пересчете на кубические световые годы это 0,003459 штук/(св.год)^3
То есть, в кубе 10 на 10 на 10 св. лет будет в среднем 3,5 звезды
В кубе со стороной 15 св. лет - 11.7
30св. лет - 93,4 почти 100.
И так далее.
Теперь смотрим таблицу 4.4 здесь: http://www.xenology.info/Xeno/4.4.htm

Подавляющая часть звезд 66% - красные карлики со светимостью 0,04-007.
Ясно, что от таких звезд разогнаться даже самым крутым парусом не сильно получится.

Порядка  13%  - желто-оранжевые звезды. Они тоже тусклее солнца (L=0.4-0.1). Итого звезд тусклее солнца порядка 80%

8% Звезд нашего типа. Их светимость в пределе Солнца. Для надежности исключим еще 5% звезд (как явно тусклые) и оплучается что звезд ярче (или равных по яркости) Солнцу остается порядка 5%.
Это те звезды, с которых можно пробовать запускать парусники. Наше Солнце - одно из таких. Не самое лучшее.
Лучших (смотрим таблицу):

Во-первых красных гигантов. Их порядка 1%. Их светимость  ~ 40-400. Усредним до 100.

Кроме того. Существуют супергинанты со светимостью от 4 000 до 25 000. Но их очень-очень мало. Их порядка 0.01% и вряд ли на них стоит ориентироватья.

Зато есть  белые звезды порядка 1% со светимостью 15-65.
И есть бело-голубые  L=600 -15 000. Этих - порядка 0.1%

Совсем заманчивые звезды класса O5 (L=100 000) мы тоже не будем учитывать ибо их вообще, видимо с гулькин нос.

Обобщая. Что мы можем сказать?
Грубо введем четыре типа звезд.

0-й тип - 90% звезд вообще нам не интересны как разгонщики парусников
1- й тип ~10% (пессимистично ~1%) это звезды типа нашего солнца со светимостью 1-10
2-й тип ~1%. Это светила со светимосстью порядка 100
3-й тип ~0,1% Это светила со светимость порядка 1000

Если помните, от звезд 1-го типа зонд Малова-Метлоффа стартовал со скоростью 0.012с
Теперь по нашей формуле



 для этого же паруса:

L=10   V=0.021c   - и такую скорость можно получит у 5 % всех звезд (если быть оптимистом).
L=100  V=0.038c  -  у 1% всех звезд
L=1000 V=0,067c  - у 0,1% всех звезд

Ну а теперь возвращаемся к плотностьи звезд. Из нее можно оценить МАКСИМАЛЬНОЕ расстояние между теми или иными типами звезд.

Число звезд N связано с плотностью p и максимальным расстоянием между ними d=2R  так:



Отсюда максимальная дистанция:



Теперь считаем вот что.
Если нужных нам типов  звезд 5%, то среди  2/0.05 = 40 звезд найдется ПАРОЧКА таких звезд В СРЕДНЕМ. И дистанция между ними не может быть большей чем:

2*(3*40/4/пи()/0,003459)^(1/3) = 42 св. года.

За сколько самый крутой зонд (0.021с) ее преодолевает? 42/0,021= 2004 года…

Возьмем более крутые зведы. Красные гиганты. Их у нас порядка 1%. То есть среди 200 звезд найдется пара красных гигантов. Какая максимальная дистанция между ними?
72 св. года.
От них (допустим, хотя тут есть нюанс) можно разогнаться до 0.032 с. Как долго мы будем между ними лететь? 1894 лет.

Хорошо… Допустим мы строим сеть по самым ярким звездам. Которых 0.1%. ПАРА такие звезды должны встречаться в среднем среди 2000 звезд. Какое максимальное расстояние между такими суперисточниками? 155 св. лет. И если парусник можно запустить от них на 0.067, то перелет займет 2314 год.

2004, 1893, 2314 лет… Как видим время даже не уменьшается (не говоря уже об его абсолютном значении).

Я ожидал первоначально, что если до А-Центавры зонд на 0.012с доберется за 350 лет, то может быть за счет более ярких звезд можно будет перелетать в среднем за меньшее время? Скажем лет за 200-250… Но я, моя интуиция ошиблась на порядок.
Увы!
А-Центавра, расстояние до нее - это явная ФЛУКТУАЦИЯ.
Кстати.
Если БЫ плотность звезд была бы в 10 раз больше (есть места и в 100 раз больше) то типичное время перелета уменьшится… во сколько? Примерно в 2 раза. То есть до 1000 лет.
В общем, НЕ СУДЬБА…

А вообще красивая идея была...
Хотя...
Может я где-то нахомутал в расчетах? И не все так плохо?
На самом деле я очень сильно огрублял оценки светимости В ХУДШУЮ сторону, особенно для очень редких звезд. Заметили?

[Проходящий Кот]

Для ИИ нормально, для обитаемых не очень.

[Андрей Курилов]

Число звезд N связано с плотностью p и максимальным расстоянием между ними d=2R  так:

Придирусь. Объём, занимаемый звёздами не делится на равные сферы.
http://en.wikipedia.org/wiki/Random_close_pack
На самом деле этот объём примерно в 2 раза больше.
Поэтому более точно будет так:

Хотя сильно это погоды не меняет.

[alex_semenov]

Для ИИ нормально, для обитаемых не очень.

По сути, я как раз и хотел назвать этот проект "Кап-Пэкс". Помните фильм?
Там главный герой говорил, улыбаясь, что он путешествует по лучу света без всякого насилия над природой.



Парусник Малова-Мэтлоффа стартует в начале с ускорением порядка 600 g. Выдержит ли конструкция? (Какой уровень технологий должен быть?) - это вопрос. Но то, что живые существа не выдержат старт - это однозначно.
Плюс размазанность ТЕЛА по поверхности паруса. Это может быть только некий микро-нано-трансформер. Разумеется только ИИ. И разумеется фон-нейман. То есть саморепликатор. То есть, согласно III-му закону Кларка:

ТЕХНОЛОГИЯ НЕ ОТЛИЧИМАЯ ОТ МАГИИ.

По-сути, речь шала о ВМЕНЯЕМОЙ (а не придуманной Лазаревичем) системе распространения  вашего любимого "Технокосма". И задача у такой экспансии может быть только одна - растянуть по галактике коммуникационную сеть. Ваш Технокосм. Собрать (для начала) и обобщить как можно больше полезной информации о Вселенной.

Посмотрите, идея Лазаревича (ненасилие над природой, естественность распространения) тут ведь по-сути тоже сохраняется. Но скорость фронта распространения оказывается ГОРАЗДО БЫСТРЕЕ. Ведь она почти приближается к 0.1с (по самым ярким звездам). Ненасильственно (никаких выхлопов, следов распространения) с почти 1/10 света…
Очень получается ИЗЯЩНО…
Согласны?
Очень по-японски…

[alex_semenov]

Поэтому более точно будет так:Хотя сильно это погоды не меняет.

Гм... не понял сходу в чем тут подвох... Но поищу знакомые буквы по вашей ссылке. Вы наверняка правы. Спасибо!

Сильно эта двойка под корнем кубическим ситуацию действительно не измени. А вот то что я меряю максимальную (а не среднюю) дистанцию - это надо учитывать. То есть не 2000 лет, а примерно 1000 лет перелета В СРЕДНЕМ (хотя и это среднее надо считать опять таки точней!). Но в любом случае, выкрутить тут МЕНЬШЕЕ время перелета за счет самых ярких звезд НЕ ПОЛУЧИТСЯ.
А вот что получается - добиться БОЛЬШЕЙ скорости фронта ударной волны разума по галактике.
Ведь скорость будет определяться максимальной скоростью самого быстрого парусника. А та у зелено-белых звезд получается за 0.1с даже до 0.2с!

[alex_semenov]

Информирую: не о центрифуге речь, а о галактоплане с раскрытым зонтиком из хирального пикогеля

Возможно я чего-то недопонял, но сейчас вроде бы обсуждается не тетрамегатонный корабль, а относительно равномерный тонкий лист нанофанеры квадратнокилометровых размеров весом в считанные килограммы?

Именно так.
У Малова и Мэтлофа 63 кг.. Порядка 100. Ну тонна. Не более.
 

Как раз впервые нечто реальное, при нормальной доводке, разумеется.

Но я боюсь, такая "доводка" потребует куда больше ума чем те самые ненавистные "тератонны".

Ведь VimanaPro (какой бы он шельмец ни был) прав!
Разумеется речь тут не о 25 000g  но и 600-700g  для действительно ПИКОГЕЛЯ!
Смтрите:



При само-ускорении порядка 4 м/с2 (полный парус делите на 2, то есть 2 м/с2) на 1 а.е. при какой толщине "проволоки" получается? Порядка 1 нм!!!
При этом парус, кстати, действительно будет пропускать почти весь свет!
Воистину нечто совершенно невесомо-эфимерное!
И это должно ТЯНУТЬ всю конструкцию (пускай фрактальную сеть вплетенную в "пикогель") при старте с ускорением 600g?
Да, тут нет тераджоулей ДОБЫТОЙ в поте лица энергии. Все "нашару".
Но как мы знаем, "на шару" как правило оказывается куда дороже чем…

То есть такие корабли мы могли бы запускать уже в этом веке ко всем близлежащим звёздам, за цену вполне сопоставимую с обычным медиоразвлечением. 

Тут у меня есть очень глубокие возражения.
Допустим.
Допустим нам сильно повезло и мы научились получать пикогель из бериллия (алюминий тут явно не годится) дешево и сердито.



В духе проекта Дрекслера (знакомы? У меня уже несколько лет лежит недоделанный перевод его статьи 1977-го года).
Допустим мы спроектируем ПРИВОД от и до.
Запускаем капсулу-щит к солнцу и чиркая его на 0.01 а.е.  мы выстрелим зондом в 100 кг к А-Центавре на 0.012с. 360 лет полета… И?
Кто (что) летит?
Робот?
Какой?
ИИ?
А он есть?
Если же примитивный робота с интеллектом жука (то что мы сейчас умеем), то какая задача?
Пролететь и все сфотографировать, отослав видио назад?
Ну померять магнитные поля…
И все?
Ведь мы на большее и не способны СЕЙЧАС.
Что получается?
Привод, допустим есть. Но толку от него?
Что бы затормозить у цели, нужен не просто робот. Нужен по-крайней мере робот-трансформер. Который бы перестроил вплетенный в пикогель фрактал своего тела в сверхпроводниковое кольцо. Тогда возможно торможение сначала о среду, потом о встречный ветер, ну а потом можно дожать Обертом у самой звезды за счет тангенциального магнитного кольца… Есть идеи…
Но опять таки.
Допустим добились и этого.
Робот вышел на орбиту звзды. А дальше? Чем орбита лучше пролета? Только если можно сбросить зонд-разведчик на поверхность интересной планеты. Где есть жизнь.
Но раз у нас трансформер, то почему потом петлю нельзя превратить в зонд?
Допустим можно.
Но опять таки, а МОЗГИ? На поверхности роботу потребуется настоящий РАЗУМ. Мы умеем его ПРОГРАММИРОВАТЬ?
Нет?
Мы даже не хотим пока такой программировать. Ибо СЦЫМ потерять трон царей природы. Не то что не умеем, но и не хотим!
То есть.
Смысла запускать здесь и сейчас, даже если "все звезды лягут" (то есть технологические проблемы все будут играть с нами в поддавки) - НЕТ.

То что зонд нам покажет с пролетной траектории мы сможем увидеть и в очень мощный интерферомерт, скажем, построенный на поверхности Цереры.
Запуск ради запуска?
Флаговтык?
А зачем?
Мало уже навтыкали?
До сих пор не поумнели?

То есть. Да, разумеется, на первый взгляд все выглядит несколько реалистичней чем бомболет на миллион тонн.
Но это ОБМАНЧИВАЯ реалистичность.

[shuricos]

Не получается...

А если есть система из двух "солнц" (как Альфа Центавра А и В), то цивилизация, живущая там, могла бы действовать по принципу "лучше день потерять, потом за 5 минут долететь". Корабль можно было бы запустить по эллиптической траектории между двумя звёздами и на каждом переходе разгоняться парусом. Известно, что давление света зависит от отражающей способности поверхности. Если одна сторона паруса чёрная, а другая отражающая, то такой парус мог бы двигаться между двумя близко расположенными звёздами, разгоняясь на каждом "проходе":
- сначала движется от А к В и обращён зеркальной поверхностью к А, а чёрной - к В,
- потом под действием гравитации звезды В зонд разворачивается и летит от В к А; теперь он зеркальной поверхностью обращён к В, а черной - к А.

Думаю, что так можно разгоняться до существенных скоростей даже с применением имеющихся сейчас технологий, без суперкомпьютеров с искусственным интеллектом, имеющих толщину человеческого волоса.
Кстати, и двойных звёзд сейчас, насколько я понимаю, обнаружено больше, чем "одиночек" типа нашего Солнца.

[Инопланетянин]

Кроме того. Существуют супергинанты со светимостью от 4 000 до 25 000. Но их очень-очень мало. Их порядка 0.01% и вряд ли на них стоит ориентироватья.

Стоит. Очень даже стоит. Добравшись до такого гиганта, можно устроить рассылку во все его окрестности.

2004, 1893, 2314 лет… Как видим время даже не уменьшается (не говоря уже об его абсолютном значении).

Я ожидал первоначально, что если до А-Центавры зонд на 0.012с доберется за 350 лет, то может быть за счет более ярких звезд можно будет перелетать в среднем за меньшее время? Скажем лет за 200-250… Но я, моя интуиция ошиблась на порядок.

Вы учитываете только время полёта до следующего разгонного объекта. А надо учитывать время полёта до жилых звёзд.
Я для себя решил, что при сценарии расселения с использованием разгонных объектов (кстати, предлагаю название) надо до них медленно добираться, а потом разлетаться вкруговую и в частности добираться до следующего разгонного объекта, используя предыдущий.
Сравните время полёта до РО от обычной звезды вроде Солнца и время полёта от другого РО при одинаковом расстоянии.

Но опять таки, а МОЗГИ? На поверхности роботу потребуется настоящий РАЗУМ. Мы умеем его ПРОГРАММИРОВАТЬ?
Нет?

Если речь идёт о цифровом разуме, то его можно передать этому роботу по прибытии. Это, кстати, хорошо тем, что если робот налетит, скажем на метеорит разум не будет уничтожен. А так добрался робот до цели, затормозил (это и тупой сделает), а там он вышлет сигнал и отрастит пустой мозг для приёма личности. И вообще, тут уж строится сеть для передачи множества разумов.
При таком подходе красные карлики игнорировать нельзя. Они для разгона, естественно, не подходят, но замечательно годятся для жизни. Триллионы лет гарантированы.

Мы даже не хотим пока такой программировать. Ибо СЦЫМ потерять трон царей природы. Не то что не умеем, но и не хотим!

Я бы задумался о передаче человека как есть по радио. Но если только ИИ, то когда такая система распространения станет технически реальной сцать могут и перестать. Но это уже лирика плавно переходящая в политику.

[shuricos]

Корабль можно было бы запустить по эллиптической траектории между двумя звёздами и на каждом переходе разгоняться парусом.

Прикинул - не, не будет такая система работать: предельная скорость разгона ограничена расстоянием, на которое зонд может себе позволить приблизиться к наименьшей из звёзд пары. Точнее, разгон ограничен второй космической скоростью для данной звезды на данном расстоянии от неё.

Но если мы летим к далёкой звезде, между которой и нами есть несколько других звёзд, то можно возле каждой следующей звезды получать дополнительное приращение скорости. Лишь бы пролётной звезде хватило гравитации изменить траекторию для полёта к следующей звезде.

[Retired]

Информирую: не о центрифуге речь, а о галактоплане с раскрытым зонтиком из хирального пикогеля

Да все я прекрасно понимаю
За исключением этого "хирального иоктогеля" 
Автор там выше (нумбер 4651) предложил тачать парус из "фольги" алюминия толщинотой 2 нанометра. То есть 2000 пикометров. Берем энциклопудию и узнаем, что диаметр атома алюминия = 286 пиктометров, итого толщинота парусинки = 7 (прописью семь) атомов. Уважаю! 

[alex_semenov]

Да все я прекрасно понимаю За исключением этого "хирального иоктогеля"  Автор там выше (нумбер 4651) предложил тачать парус из "фольги" алюминия толщинотой 2 нанометра. То есть 2000 пикометров. Берем энциклопудию и узнаем, что диаметр атома алюминия = 286 пиктометров, итого толщинота парусинки = 7 (прописью семь) атомов. Уважаю!

Второй закон Кларка (мой любимый):
Что бы понять границы возможного надо отважится на невозможное.

Речь идет даже не о листе (лист - это "пройденный этап"!), а о СЕТКЕ. Наноструктуре (в несколько км2 по размерам, кстати!)

Wire Radius - это радиус провода из которого соткана сетка. 1 нм- радиус.
А вот параметр  s/r (который 100, 50 и 10… видите?) это отношение этого радиуса r к s - ШАГУ сетки.
Сетка мелкая (меньше длины волны видимого света) и предполагается (только предполагается, ибо эксперементальных данных просто нет ибо нет таких сеток еще!) что они будут обладать такой вот отражающей способностью и поэтому на 1. а.е от солнца ускорятся с таким вот ускорением… Это без нагрузки. Самоускорение.

Если на 1.а.е. самоускорение будет 4-2 м/с2, а полезная нагрузка, всякая несущая структура (которая составит 1/3-1/2 массы) снизит ее до 2-1 м/с2 (0,2-0.1g) то в точке старта, которая примерно 0.01 a.e. усконение будет каким? Дистанция в 100 раз меньше - ускорение в 100^2 = 10 000 раз больше. То есть 20 000 - 10 000 м/с2 или 2000-1000g!
Немыслимо?
А вот пиндосы люди мыслят же! Графики строят…

В чем польза подобного труда?
В том, что зонд Малова-Мэтлофа, который на 0.01 а.е. ускоряется "всего то" 700g как выглядит? Верхом реализма!!!

Это значит что на 1 а.е. он имеет ускорение в 10 000 раз меньше. То есть 0.07g или 0.7 м/с2

[alex_semenov]

рикинул - не, не будет такая система работать: предельная скорость разгона ограничена расстоянием, на которое зонд может себе позволить приблизиться к наименьшей из звёзд пары. Точнее, разгон ограничен второй космической скоростью для данной звезды на данном расстоянии от неё.Но если мы летим к далёкой звезде, между которой и нами есть несколько других звёзд, то можно возле каждой следующей звезды получать дополнительное приращение скорости. Лишь бы пролётной звезде хватило гравитации изменить траекторию для полёта к следующей звезде.

Да я думаю что толку от множественных проходов будет мало. Вы обратили внимание, что для старта НЕОБХОДИМ "окультер", то есть МАССИВНЫЙ теневой щит. Именно что массивный. Потому что на 0.01 а.е. давление света такое сильное, что оно ТОРМОЗИТ "даже камни" и дабы этот эффект нивелировать и нужна заметная масса раз в 10-1000 больше (чем больше тем лучше).



Без такого элемента нет смысла и пытаться разогнаться таким образом. Поэтому попытка будет только одна. Увы!

Разница давлений на разных сторонах паруса (учитывая что парус практически прозрачный)- это вообще слезы. Ничего они не дадут. Думаю. В общем то что мы имеем - это предел мечтаний. Улучшить идею уже нельзя. Все что можно было в ней улучшить - улучшили до нас!

[VimanaPro]

При этом парус, кстати, действительно будет пропускать почти весь свет!

Поэтому в сообщении VimanaPro и было написано

Не толкущему Гончеву от не толкущего VimanaPro.

Информирую: не о центрифуге речь, а о галактоплане с раскрытым зонтиком из хирального пикогеля

Кабы так всё было просто - люминий али берилий 
Нет, любезный, всё намного-намного сложнее, это метаматериал. Да и зачем он Вам ? Всё равно хиральный пикогель не для парусника, а для межпланетной гравицапы нужен (v=0.1c). Физики-химики (или химики-физики) только к сороковым годам обещают технологию пико-ассемблирования.
имхо: но пофлудить на тему парусов Вы можете уже здесь и сейчас, мне как-то глубоко индифферентно

[alex_semenov]

Нет, любезный, всё намного-намного сложнее, это метаматериал.

8-)
Да что вы говорите, уважаемый?!
А я и не знаю то!

но пофлудить на тему парусов Вы можете уже здесь и сейчас, мне как-то глубоко индифферентно

Тем более это обидно, что  вам ПОФЛУДИТЬ про алькубери и тому подобный "хЕральный пикогель" тут как-то не получается…
Дискриминация налицо!!!
Обидная!!!
Как я вас понимаю!


Кстати, не я поднял тут и сейчас тему про солнечные парусники, стартующие от солнца.  Народ ее откопал и тупо спорил "на пальцах". Я внес КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ оценки. Только и всего! То еть вывел разговор на ЗДРАВЫЙ фундамент. Я эти "сложности" знал еще пару лет назад (посмотрите когда сделаны переводы!) и оценивал всю нереалистичность или реалистичность вопроса вполне здраво...