Двигатель для межзвёздных перелётов

[vika vorobyeva]

Покопалась тут на выходных в теории гравитационных маневров. Написала было длинный пост, но потом обнаружила, что все уже украдено до нас Сурдин тему раскрыл, мне добавить практически нечего.
Если коротко, то гравитационные маневры у обычных звезд диска дают малое приращение скорости (десятки, максимум сотни км/сек). В качестве эффективных халявных природных пращей можно использовать тесные двойные с компактными звездами, там одним гравитационным маневром можно получить 2-3 тыс. км/сек., а в удачных случаях и больше, т.е. скорости порядка 0.01c. В качестве компактных звезд для расползания по Галактике удобнее всего использовать белые карлики: их много (6-10% всех звезд), с ними гораздо меньше проблем в плане жесткой радиации и мощных приливных сил, чем с нейтронными звездами и черными дырами. В этом случае "халявный" перелет между соседними звездами займет 400-1000 лет.
Вообще, складывается впечатление, что какой способ путешествия между звездами ни возьми, нижний предел времени перелета близкок к 500-1000 годам. И с гравитационными пращами картина та же, что и с голубыми гигантами - источников халявного быстрого разгона мало, они наперечет, а неудобных систем, дающих малое приращение скорости, везде полно.

Помимо тесных двойных, скорости компонент в которых могут достигать тысяч км/сек, Сурдин предлагал гравманевры у звезд шаровых скоплений. Типа, летая от звезды к звезде в шаровом скоплении, можно так умно проложить курс, чтобы понемногу набрать скорость чуть ли не в десятки тысяч километров в секунду. Правда, ШС в основном в гало, а не в диске, и расстояния между ними, мягко скажем, не маленькие. Так что выигрыш в скорости тут с запасом съедается проигрышем в расстоянии. Исключение могут составить ШС, сейчас как раз пролетающие сквозь диск.

[VimanaPro]

Вообще, складывается впечатление, что какой способ путешествия между звездами ни возьми, нижний предел времени перелета близкок к 500-1000 годам.

А какой, на Ваш взгляд, способ путешествия между звёздами будет реален (воплощён в "железе") в ближайшие сто-двести лет ?

[vika vorobyeva]

Вообще, складывается впечатление, что какой способ путешествия между звездами ни возьми, нижний предел времени перелета близкок к 500-1000 годам.

А какой, на Ваш взгляд, способ путешествия между звёздами будет реален (воплощён в "железе") в ближайшие сто-двести лет ?

Никакой.

[VimanaPro]

Никакой.

Спасибо.
Постарев, умом с Вами согласен, но детские годы с мечтаниями о космических яхтах, райских садах в кораблях поколений, межзвёздных флотах термоядерных линкоров ... о порталах, варпе и прочем для меня навечно остались чем-то рудиментарно-недосягаемым; таким же, как детское сияющее солнце с изумрудной лужайкой и с цветущими на ней одуванчиками. И вместо всего этого - непрощающий космос.
Грустно

[Иван Моисеев]

"Когда бог создал время, он создал его достаточно".

[OratorFree]

Не знаю было ли это здесь : http://www.projectrho.com/public_html/rocket/
Но если и было, ссылка много места не занимает. 

[shuricos]

Но нас интересуют светила со светимостью куда меньше, в 100-1000 солнц. Таких в галактике найдется порядка 1%.

В качестве "гимнастики ума" можно прикинуть эвакуацию цивилизации из Солнечной системы на этапе превращения Солнца в красного гиганта.
В этот период светимость увеличится до 2,5...5 тыс.раз по сравнению с нынешним Солнцем. Это значит, что даже на уровне Нептуна Солнце будет светить в 5...10 раз сильнее, чем сейчас на уровне Земли, т.е. так же сильно, как сейчас Солнце светит на уровне Меркурия.

Если мы говорим о том, что звездолёт может находиться на расстоянии 0,1 а.е. от нынешнего Солнца, то в условиях, когда светимость Солнца увеличится в 2,5 тыс.раз, аппарату придётся стартовать с расстояния 5 а.е., т.е. примерно от нынешней орбиты Юпитера. Здесь давление солнечного ветра будет в 100 раз сильнее, чем сейчас на орбите Земли, т.е. на 1 кв.км. паруса будет действовать примерно 910 Н силы. При этом давление солнечного света на расстоянии 50 а.е. сравняется с нынешним его давлением на расстоянии 1 а.е.

Сила в 910 Н означает, что аппарат массой 910 кг будет каждую секунду увеличивать свою скорость на 1 м/с. Через час он её увеличит до 3,6 км/с, через сутки - до 86,4 км/с, через год - до 31 536 км/с. Конечно, аппарат не будет так ускоряться весь год, ибо, по мере удаления от Солнца, сила давления солнечного света будет убывать. Но это показывает, насколько существенное ускорение можно придать аппарату у звезды с большой светимостью.

[shuricos]

Я бы взял вот эту формулу:



...
Если V0=0.012c, а дистанция 10 св. лет, то есть T0 = 833 года, то:

L=1  ,  V/V0=1 ,   V=0.012c , T=833 лет
L=5  -  V/V0= 1,5, V=0.018c , T=557 лет
L=10-  V/V0= 1,78 V=0,021c , T= 469 лет
L=100 - V/V0= 3,16, V= 0,038 , T= 264 лет
L=1000  - V/V0= 5,62 V=0,067c , T=148 лет поправка! нахомутал, перенося из таблички

Продолжу - при L = 2500 скорость получается 0,085 с!
До Альфы Центавра (она к тому времени будет не там, но просто в качестве демонстрации сообщу, что) добрались бы за 50 лет с небольшим.

[Alex Control]

По сути нужна скорость 0,1с иначе реализовать просто не имеет смысла. Ну ещё 0,01с можно, если у нас какая-нибудь экзотика вроде корабля, где все члены экипажа живут в компьютере
И разгон до этой скорости должен происходить за недели и месяцы, а не за десятилетия.

[VimanaPro]

В качестве "гимнастики ума" можно прикинуть эвакуацию цивилизации из Солнечной системы на этапе превращения Солнца в красного гиганта.

Сила в 910 Н означает, что аппарат массой 910 кг будет каждую секунду увеличивать свою скорость на 1 м/с.

Значит эвакуация через пару миллиардов лет... а пока в ожидании неизбежного для разминки чайными ложечками наполнять бассейн

[alex_semenov]

Покопалась тут на выходных в теории гравитационных маневров. Написала было длинный пост, но потом обнаружила, что все уже украдено до нас Сурдин тему раскрыл, мне добавить практически нечего.

Зря вы поскромничали. Повторение - мать учения… (и не надо про дураков)
Взгляд под иным ракурсом - всегда интересен.
Во всяком случае дальнейшее написанное вами у меня вызвало удивление:

Если коротко, то гравитационные маневры у обычных звезд диска дают малое приращение скорости (десятки, максимум сотни км/сек). В качестве эффективных халявных природных пращей можно использовать тесные двойные с компактными звездами, там одним гравитационным маневром можно получить 2-3 тыс. км/сек., а в удачных случаях и больше, т.е. скорости порядка 0.01c.

Ну во-первых 0.01с это и есть 3 000 км/с если не ошибаюсь. Но! Главное: как тесные двойные звезды могут дать такой огромный прирост?
Мне механизм совершенно непонятен!
Кстати у Сурдина если и есть про двойные звезды, то вскользь. И у него по-моему куда более скромные цифры. Я что-то упустил?
Почему тесные двойные дают такой прирост?
Как вы это оценили?

В качестве компактных звезд для расползания по Галактике удобнее всего использовать белые карлики: их много (6-10% всех звезд), с ними гораздо меньше проблем в плане жесткой радиации и мощных приливных сил, чем с нейтронными звездами и черными дырами. В этом случае "халявный" перелет между соседними звездами займет 400-1000 лет.

И тем не менее согласитесь, что в данном случае (если вы правы) скорость получается БОЛЕЕ ЧЕМ нахаляву! Сверххалява, так сказать.
Что бы выстрелить парусником нужно иметь супер-нано-паруса (по сути магические паруса). Но для гравманевра НИЧЕГО НЕ НАДО. Как у Райкина. Вот тесная пара звезд и вот ЛЮБОЙ летательный аппарат. И даже не важна его масса. Хоть целая планета!
Улавливаете мысль?
Вообще никаких затрат на привод. Чистая навигация!

[alex_semenov]

"Когда бог создал время, он создал его достаточно".

Согласно Стругацким (ПНВС) так говорят ирландцы.
И это - прекрасный эпиграф для статьи о пекулярной экспансии.
Верно, Вика?

[Slavaslav]

Чтобы бороздить просторы вселенной человечеству давно пора забыть или вычеркнуть из своих набитых голов учёным мусором* парусники, гравитационные поля и остальную бредятину типа двигателей на сверхновом топливе которое на луне есть.
Должна произойти революция фундаментальная. Основы физики станут другими, как дополнение к сегодняшним знаниям появятся другие физические величины, другие вектора, другие законы материи и ещё, ещё, ещё. Только когда человечество научится "разрезать" пространство мы сможем заглянуть в дальний космос.
А пока телескопы ну или при самом лучшем развитии человечества лет через 500-1000 путешествие космического саркофага в один конец до какой нибудь ближайшей звезды с неизвестностью что там и как закончится полёт.

* Учёный мусор - знание накопленное человеком за многие тысячелетия ограничивающее его в узких рамках бытия.

Только осознание бесконечности движет человеком любопытным: Что-то там всё таки есть... Но в современном мире это движение похоже на движение в полной тьме, в неизвестном направлении до первой стены.
Нужен "сумасшедший" который найдёт таки эту точку опоры от которой можно оттолкнуться.

[Кремальера]

Помимо тесных двойных, скорости компонент в которых могут достигать тысяч км/сек, Сурдин предлагал гравманевры у звезд шаровых скоплений.

На этом месте  у меня возникает стойкая ассоциация со старым детским анекдотом :
".. Я ни хрена не пойму, на фига нам такой тюнинг в Воронежском зоопарке?.."(с)
Т.е. как это сурдиновское знание поможет мне добраться до глизейских хомяков?

Что бы выстрелить парусником нужно иметь супер-нано-паруса (по сути магические паруса).

В самой пленке нет там никакой магии.Зубрин и Фрисби на это намекают.Магия в том как эти километры развернуть почти мнгновенно ,если мы прыгаем от Солнца(на что указал и вышепомянутый Мэтлофф).Но если уж япошата-школяры из проекта LightSail берутся за это,то чего пугаться остальным?

[ВадимZero]

Но! Главное: как тесные двойные звезды могут дать такой огромный прирост?
Мне механизм совершенно непонятен!
Кстати у Сурдина если и есть про двойные звезды, то вскользь. И у него по-моему куда более скромные цифры. Я что-то упустил?

Как я понимаю (судя по солнечной системе) максимальный прирост грав-маневром это 40% от второй космической.

Но для гравманевра НИЧЕГО НЕ НАДО. Как у Райкина. Вот тесная пара звезд и вот ЛЮБОЙ летательный аппарат. И даже не важна его масса. Хоть целая планета!

Там нужна защита от излучения звезды, и есть ограничения на размер разгоняемого тела из-за приливного воздействия звезды.

[noxx77]

А близкие коричневые карлики, вроде Лумана-16 для разгона гравиманевром подойдут?
Кстати, вспоминая идею кометолёта-термоглиссера, у двойной звезды можно разогнаться дважды.

[shuricos]

Величинае второй космической скорости при гравманёвре (если применяется только он) не имеет значения. Значение имеет направление и скорость движения тела, чью гравитацию мы хотим использовать.
Если объект движется туда, куда нам надо, то он нас ускорит на величину собственной скорости движения; если он движется в обратном направлении, то он нас замедлит на величину собственной скорости движения. Если он движется под углом, то считается та составляющая его скорости, которая направлена в нужную нам сторону.

Величина второй космической скорости может иметь значение в том случае, если мы подлетаем к звезде, она нас начинает притягивать и мы тогда в ближайшей к этой звезде точке нашего манёвра получим приращение своей скорости на величину  второй космической скорости этой звезды для данного расстояния (чем дальше от звезды, тем ниже вторая космическая скорость). Если мы просто будем удаляться от звезды, то её гравитация будет нас замедлять и в итоге всё данное нам приращение скорости она же и сожрёт; в конце манёвра мы будем иметь ту же скорость, что и в начале. Т.е. мы просто некий участок пути пройдём быстрее, чем если бы этой звезды не было и мы просто летели с постоянной скоростью.

Но самое интересное будет, если мы в ближайшей к звезде точке откроем световой парус. Тогда в конечной точке манёвра мы будем иметь ту же скорость, что и в начале, плюс то приращение, которое даст солнечный парус.

Если мы так пролетим мимо 10 звёзд, каждая из которых даст приращение в 0.01с, то в конце мы будем иметь скорость 0.1с.

[Андрей Курилов]

Величинае второй космической скорости при гравманёвре (если применяется только он) не имеет значения.

Бред дичайший.

[shuricos]

Величинае второй космической скорости при гравманёвре (если применяется только он) не имеет значения.

Бред дичайший.

Да ну? И как же Вы собираетесь увеличить конечную (после гравиманёвра) скорость аппарата, если объект, возле которого совершается такой манёвр, не движется относительно цели полёта аппарата, либо движется с пренебрежимо малой скоростью?
Учите мат(ематическую)часть: http://youtu.be/Vwsp--48OEM
А вот финские школьники "на пальцах" показывают как это работает: http://youtu.be/JnPmL7hbGaI Или у Вас с английским так же плохо, как с небесной механикой?

[Андрей Курилов]

Да ну? И как же Вы собираетесь увеличить конечную (после гравиманёвра) скорость аппарата, если объект, возле которого совершается такой манёвр, не движется относительно цели полёта аппарата, либо движется с пренебрежимо малой скоростью?

Я кажется возражал касательно независимости от 2-й космической. Читай внимательнее.

Учите мат(ематическую)часть: http://youtu.be/Vwsp--48OEM

Не учи отца, кхм, размножаться.

Или у Вас с английским так же плохо, как с небесной механикой?

Поверь, отрок, у меня с английским и небесной механикой много лучше, чем у тебя.