Двигатель для межзвёздных перелётов

[Андрей из Питера]

Нужна другая концепция перемещения вообще

И какая-же?

[Проходящий Кот]

Гравицапа некоторым не дает спать спокойно....

[hexagon]

И какая-же?

Я уже говорил что нужны порталы но пока это выглядит как фантастика.
Понимаете, это в физическом мире есть расстояния когда вот этот объект далеко а вот этот близко  и мы все очарованы огромными расстояними между объектами и думаем как бы побыстрее туда переместиться а на самом деле расстояний не существует и до любой самой далекой планеты можно добраться так же быстро как совершить один шаг вперед но чтобы это открыть науке нужно сильно постараться.

Если кто может, напишите пожалуйста формулу при которой расстояние не учитывается при полете как будто есть поле мгновенно перемещающее куда нужно.

[bob]

ЕМНИП,ежели у генератора Ван де Граафа диаметр электрода будет хороший,ну сантиметров ...дцать,при напруге в один мульт вольт можно достичь заряда в один Кулон.

Гы. А Вы гипероптимист:
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%B7%D0%B0%D1%80%D1%8F%D0%B4
"Заряд в один кулон очень велик. Если бы два носителя заряда (q1 = q2 = 1 Кл) расположили в вакууме на расстоянии 1 м, то они взаимодействовали бы с силой 9·109 H, то есть с силой, с которой гравитация Земли притягивала бы предмет с массой порядка 1 миллиона тонн."
Вот Вам и дцать санитиметров. Вот так машинка ван дер Граафа...
Кстати, современный технологический предел для ван дер граафов - всего 7 мегавольт:
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80_%D0%92%D0%B0%D0%BD_%D0%B4%D0%B5_%D0%93%D1%80%D0%B0%D0%B0%D1%84%D0%B0
Вообще, большинство работало на 50-80 киловольт. Какие-нибудь пикокулоны или фемтокулоны они выдают.
Кроме того, для работы ван дер граафов нужна Земля. Нижний контакт должен быть заземлён. В космосе это невозможно.

[alex_semenov]

Нужна другая концепция перемещения вообще

И какая-же?

Гравицапа некоторым не дает спать спокойно...

Не гоняйте детей. Дети- наше будущее! Детям просто тоже интересно что эти пузатые взрослые дяди тут запускают такое красочное и жу-жащее. Я как сейчас помню тот восторг, который вызывали всякие соревнования по кордовым моделям в городском доме юного техника.

Но вращать 10 000 км… (а примерно такой мидель должен быть у паруса для тяжелого звездолета-колонии).

А разве мы обсуждаем космические атоллы?В вашей исходной работе парус 500х500 метров.ув.AlexAV добавил туда экзотики из актиноидов и тройную параболическую сеточку в 3-4 км диаметром.

Ужас!
И вы, Кремальера, не держите нить нашей высоконаучной беседы с AlexAV!

Мы тут сразу обсуждаем несколько РАЗНЫХ систем, которые используют близкие физические принципы в совершенно разных случаях (и совсем не обязательно кораблю быть атоллом что бы нуждаться в "заборнике" диаметром с Землю. Достаточно иметь 10 000 тонн массы). В частности, особенности электростатических эффектов в плазме космоса. Поэтому мы перепрыгиваем с темы на тему, полагая, что все понимают, что есть что.

Парашют - это просто заряженная сетка или магнитный диполь, помещенный в набегающий поток разряженной межзвездной плазмы. Он всплыл потому, что осуществление этого привода (тормоза) позволяет повысить скорость перелета (при данной тяговой системе) примерно в 2 раза (чуть меньше, разумеется). 
Это - одна линия идей. И здесь появляются 1000 и 10 000 км размеры. Ибо плазма космоса разряжена.

Вторая линия - это концепция электростатического зеркала для паруса деления, выдвинутая AlexAV. Это уже чистый двигатель. Новаторский, можно сказать. Такое устройство будет куда меньше по размерам. Правильно. В исходной бАмаге, 500 на 500 метров-парус и вся конструкция - 3 - 4 км  И  задача зеркала - повысить УИ данной системы.
Кстати. Обратите внимание. Теперь у этого паруса осколки деления могут (и должны!) вылетать с обеих сторон (в отличии от того что в бумаге). Никакой подложки у слоя делящегося материала теперь нет. Скорей всего просто несущая силовая сетка-каркас.



Сам парус в системе зеркала импульс уже получать не должен. Верней суммарный импульс на парусе =0. Импульс получает зеркало AlexAV подобное фотонному. Единственно отличие - тут в фокусе не точечный источник, а пластина, что несколько портит "оптику".
Еще интересный нюанс данной конструкции.
Частицы которые полетят из "паруса" по оси (строго влево на рисунке), отразившись от зеркала полетят  опять на "парус". Но сам "парус", как я понял, достаточно тонкий чтобы пропустить через себя часть таких осколков деления.

Кстати а скока можно будет выжать из этого ситечка для чая?В оригинальной работе которую вы привели(без ситечка) верхняя оптимистическая оценка-0,1С.Нижняя 0,03С.

Я не знаю пока. Но вообще говоря, зная что скрость осколков деления ~ 0.05c, то примерно такая же скорость была бы возможна и здесь (для любой ракеты идеальный случай - скорость равна скорости истечения). Но тут нужно же потери счтать. Плохая коллимация например обрежет эти 0.05с в 4 раза. С чем и борьба. Но самое главное. УДЕЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ звездолета. Она на самом деле главный лимитирующий фактор. Я тут вам уже сто раз давал график перелета в зависимости от удельной мощности (впервые выстроенный AlexAV):



Тут не важно какая система привода у вас. Этот график - универсальный, если ваша ракета лимитирована удельной мощностью (а все системы с бортовым источником энергии кроме "Орион"  - такие).

Изотопный источник энергии имеет калорийность (Дж/кг) да и мощность (Вт/кг) несовместимую с межзвездным перелетом (за разумное время).

А тут Нокс правильно подметил.Один грамм Cm-242 каждую секунду выделяет 1,2•10х13 альфа-частиц  и 120Вт тепла ,т.е за год он вывалит 480кВт, и причем делает это равномерно.

Не знаю. Мы когда изучали чудо-шарик (4000 вт/кг) с изотопным реактором то вроде поставили крест на всех видах изотопов. Бессмысленно возвращаться. Ну не хватает им для звезд ни  энергии,  ни мощности, как ты их ни крути !

[alex_semenov]

AlexAV!
Несколько вопросов о вашем чудестном зеракле. Поделитесь секретами конструкции. Она меня таки заинтересовала всерьез. 
Насколько я понимаю, потенциал на основном электрическом зеркале-сетке, +20 МВ (20 000 000 В!), мы  вычисляем тупо-просто:



q - заряд осколка (кстати, считается заряд голым? q=eZ, где e-заряд электрона? Насколько я понимаю, после деления осколок  летит совершенно голым, полностью ионизированным, без каких-либо электронов на всех орбитах?) 
m - масса осколка.
v - скорость осколков (0.05с). Если есть разброс в скорости, то берется некий максимум (скажем +3 сигма от нормального распределения).

А вот почему экранирующие сетки оказались у вас по 10 КВ? Почему не 5? Не 100?
Какой тут критерий выбора напряжения?

И еще. Вы сказали, что такое зеркало хорошо для разряженной плазмы. Мол, магнитное поле хорошо  для управления плотной плазмой, а статическое поле - для разряженной. А где проходит граница между плотной и разряженной в данном случае?
Чем она определяется?
Я так понял плазма  n >= 10^16 см-3  это уже плотная (ибо подобная концентрация уже в магнитных системах удержания). Насколько плотной может быть плазма, обрушивающаяся на подобное вашему зеркало (пускай оно будет меньше и тяжелей)?

Если совсем конкретно и в лоб, без лукавства (в чем мой интерес к вашей идее) можно ли применить такой же отражатель (только, разумеется меньше диаметром и  много массивней) для УПРУГОГО отражения плазмы на взрыволете типа "Орион"?

[SY]

1)По поводу 1Мт/т : в более мощных зарядах скорее это отношение ближе к 2-3 Мт/т
К тому же нет надобности во внешнем корпусе из безопасных материалов, он может быть сделан непосредственно из U238, что еще больше поднимет мощность на единицу массу.

2)Если излучение будет уносить 80-90%% энергии, то ее поглощение тоже даст хоть какой-то импульс, который не будет зависеть от спектра, а только от мощности, т.е. если зеркало будет представлять из себя термос, то рано или поздно вся световая/тепловая энергия уйдет в нужную сторону, как у фотонного двигателя, хоть и с низким кпд.

3)У электростатической сетки возможно "запирание" внутри иона, который будет там скакать как мячик, разряжая сетку и увеличивая токи утечки.

4)Высокое напряжение между электродами может дать рождение электронно-позитронных пар.

5)Возможно ли, что захваченный сеткой ион высветит свой импульс в виде ЕМ излучения, которое уйдет сквозь сетку без существенного торможения парашюта?

[SY]

А вот почему экранирующие сетки оказались у вас по 10 КВ? Почему не 5? Не 100?

Хороший вопрос! Про распределение заряда на сетках и КК, сумма должна быть нулевой!

[SY]

Для парашюта можно использовать однослойную сетку - с помощью электронной(что проще, или ионной) пушки придать всей поверхности КК высокий потенциал, который будет притягивать(или отталкивать) от себя окружающие частицы.

[ВР]

это в физическом мире есть расстояния когда вот этот объект далеко а вот этот близко  и мы все очарованы огромными расстояними между объектами и думаем как бы побыстрее туда переместиться а на самом деле расстояний не существует и до любой самой далекой планеты можно добраться так же быстро как совершить один шаг вперед но чтобы это открыть науке нужно сильно постараться.

Какой кошмар. Осмысленность текста сбежала вместе с пунктуацией. Не иначе.

[bob]

Про распределение заряда на сетках и КК, сумма должна быть нулевой!

Для парашюта можно использовать однослойную сетку - с помощью электронной(что проще, или ионной) пушки придать всей поверхности КК высокий потенциал, который будет притягивать(или отталкивать) от себя окружающие частицы.

Ещё про заряд. Помимо того, что в космосе есть трудности с созданием больших зарядов (см. выше про ван дер Граафа и пр.), и помимо того, что корабль должен быть снабжён источником энергии, такой же энергии, что и поток внешнего заряженного вещества, который он использует, чтобы поддерживать постоянно нейтрализуемый заряд, вспомните ещё и трудности насчёт геометрии.
Народ здесь очень бодро рисует параболические многослойные сетки, предполагая, что их можно рассматривать в приближении плоского конденсатора. Но это же не так. Если сетка сложной формы сплошная, то весь заряд очень быстро, практически мгновенно соберётся в узком пятне, где ему будет удобно, оставив остальную сетку не заряженной.  Мало того, что сетка окажется неработоспособна, её ещё пережжёт лавиной токов, собирающихся со всей большой поверхности. Чтобы этого избежать, сетку следует набирать из миниатюрных пластин конденсаторов, надёжно заизолированных друг от друга, и заряжаемых по отдельности.

[SY]

Если сетка сплошная, то весь заряд очень практически мгновенно соберётся в узком пятне, где ему будет удобно, оставив остальную сетку не заряженной.

Это верно! Будет процесс с положительной обратной связью - меньше расстояние - тем выше напряженность поля и тем больше деформация сетки, и далее по кругу. Нужно будет много изоляторов, с которыми тоже сложно в вакууме.

[alex_semenov]

1)По поводу 1Мт/т : в более мощных зарядах скорее это отношение ближе к 2-3 Мт/т
К тому же нет надобности во внешнем корпусе из безопасных материалов, он может быть сделан непосредственно из U238, что еще больше поднимет мощность на единицу массу.

Что касается "Ориона" то  1 мт/т считается  тут нами из расчета что изначально заряд быт 5 мт/т, но 4 мегатонны (80%) ушли в безполезный рентген. Плазме достались 20% и получается 1мт/т плазмы. Предельная калорийность бомбы (именно что без корпуса и всяких там стабилизаторов) папой Тейлором определена как 6 кт/кг. Вот всяком случае такая цифра ходит в интернетах как надежный предел для схемы У-Т. Главный ограничитель - масса толкателя. Если ее и можно сделать меньше - то это большая прибольшая военная тайна...

Зря мы лезем еще и в "Орион"...
Чудится мне, если мы тут начнем во всех деталях еще обсуждать и "Орион", то у "нашей молодежи" в голове совсем каша получится. Хотя применимость зеркала AlexAV именно к толкающей плите "Ориона" мне очень интересна! Но именно пока только эта сторона системы "Орион".

2)Если излучение будет уносить 80-90%% энергии, то ее поглощение тоже даст хоть какой-то импульс, который не будет зависеть от спектра, а только от мощности, т.е. если зеркало будет представлять из себя термос, то рано или поздно вся световая/тепловая энергия уйдет в нужную сторону, как у фотонного двигателя, хоть и с низким кпд.

Я как-то считал импульс светового излучения и был поражен тем, что он заметен, хотя и непрактично мал. Кстати, энерголимитированный "медный колокол" Дайсона (который 20 км в диаметре) как раз и должен был помимо импульса плазмы принимать и импульс вспышки тоже.  Скорей всего неупруго (весь рентген поглащался медью, а потом тепло излучалось со всех сторон и давало суммарный импульс 0).

Добавил чуть позже.
Посчитал. Для 1 мт/т бомбы добавочный импульс рентгена (к импульсу плазмы) при разделе энергии 80/20 составит 1%. Для 5 мт/т бомбы импульс света добавит ~2%

5)Возможно ли, что захваченный сеткой ион высветит свой импульс в виде ЕМ излучения, которое уйдет сквозь сетку без существенного торможения парашюта?

Если речь идет о парашюте, то это не так и важно.
Да, желательно что бы набегающие ионы отскакивали от поверхности парашюта упруго. Это был бы идеал и дало бы Cx ~ 2 (коэффициент лобового сопротивления). Но даже если ионы просто тупо остановятся у сетки, будут пойманы (слив энергию до 0 тем или иным способом), это дало бы Cx~ 1, что тоже не плохо, учитывая, что у магнитного парашюта обтекающая плазма по мнению Р. Ибатуллина может иметь  Сх ~ 0,01, что, согласитесь действительно очень скромно. ( в случае электростатического парашюта это было бы равносильно тому, что ион пролетел сквозь сетку только слегка, на 1% потеряв свою скорость).

Для парашюта можно использовать однослойную сетку - с помощью электронной(что проще, или ионной) пушки придать всей поверхности КК высокий потенциал, который будет притягивать(или отталкивать) от себя окружающие частицы.

Насколько я понял тройная сетка - это всего лишь улучшение одинарной сетки. Это такая "маскировка" огромного заряда первой от окружающей ее плазмы. Одинарная сетка сильно бы привлекала к себе ее "внимание".
В случае зеркала двигателя, заряд предназначен не для плазмы космоса, а для осколков, летящих из фокуса. А в  случае парашюта такая маскировка просто не нужна. Сетка как раз и предназначена чтобы собирать ту самую космическую плазму от которой мы маскируемся в первом случае.
Поправляйте если я не прав.

[Инопланетянин]

Кстати, надо бы прикинуть для какого точечного заряда Q скорость убегания будет равна скорости света (это, видимо, и будет предельный заряд в логике классической механики, разумеется).

Для бесконечного. На самом деле для преодоления гравитации или эл. поля важна не скорость убегания, а энергия. Пока скорость убегания далека от релятивистской этой разницей можно пренебречь. Но ведь по мере разгона материального тела до околосветовой скорости будет расти затраченная энергия на каждый следующий см/с. И частица, не достигнув скорости света будет уходить от заряда с этой всё большей и большей энергией.

[alex_semenov]

Для бесконечного. На самом деле для преодоления гравитации или эл. поля важна не скорость убегания, а энергия. Пока скорость убегания далека от релятивистской этой разницей можно пренебречь. Но ведь по мере разгона материального тела до околосветовой скорости будет расти затраченная энергия на каждый следующий см/с. И частица, не достигнув скорости света будет уходить от заряда с этой всё большей и большей энергией.

Да! Совершенно верно! Тормознул я тут... Действительно речь ведь о гравитационном (электическом) потенциале! А скорость убегания - это уже производная.

[Old Enginner]

Заряд в один кулон очень велик

Какой нафиг велик?
1 кулон (Шарль который, а не на женской шее) - всего навсего 1А за 1 сек. Мышкины сопли. Запуская своей авто - 100...500 кулонов влет (для автобуса еще на порядок больше).
Я этот кулон (и много) могу спокойно в кармане носить - ионистор называется.

[Old Enginner]

Если сетка сложной формы сплошная, то весь заряд очень быстро, практически мгновенно соберётся в узком пятне,

Это с какой-такого физического закона, заряд протяженного проводника ("длинной линии" по ТОЭ) соберется "в узком пятне", Вы - в порядке?

[bob]

Это с какой-такого физического закона, заряд протяженного проводника ("длинной линии" по ТОЭ) соберется "в узком пятне", Вы - в порядке?

Заряд проводника не соберётся. Но здесь у наших проектантов трёхслойный сетчатый параболический кондёр, где сетки заряжены с переменным знаком. Свернётся вся эта конструкция в трубочку. А если её сделать прочной, то заряд перераспределится не лучшим для них образом.

[Инопланетянин]

Законцовки что будут делать?

И что они будут делать? Спокойно крепиться к корпусу аппарата, или я что-то не понимаю? А без дебаевского радиуса с законцовками всё в порядке?

[bob]

1А за 1 сек. Мышкины сопли.

В виде тока - да, сопли, поскольку проводник в целом нейтрален. А в виде заряда конденсатора им можно горы двигать. Напомню цитату: "Заряд в один кулон очень велик. Если бы два носителя заряда (q1 = q2 = 1 Кл) расположили в вакууме на расстоянии 1 м, то они взаимодействовали бы с силой 9·109 H, то есть с силой, с которой гравитация Земли притягивала бы предмет с массой порядка 1 миллиона тонн."