Двигатель для межзвёздных перелётов

[crazy_terraformer]

Устройство состоит из ряда длинных и тонких тросов с высоким положительным зарядом и бортовой электронной пушки, направленной против движения космического корабля. Поток электронов из пушки заряжает тросы, так что положительно заряженный металл отталкивает протоны солнечного ветра и получает импульс. Солнце испускает протоны со скоростями от 400 до 750 км/с — так называемые быстрый и медленный солнечные ветра. Концепцию предложил в 2006 году финский учёный Пекка Янхунен.

Интересно, а притянутые электроны и др. отрицательно заряженные частицы высоких энергий не будут разрушать электронику, как сами, так и своим тормозным излучением.

[Макс1]

Лазерный парус Хокинга по радио уже раскритиковали, сказав, что нет сейчас таких лазеров, у которых луч имеет достаточно малую расходимость с расстоянием.

[BlackMokona]

Они разве не военные лазеры Локхида собирались использовать? А какая там расходимость неизвестно

[alex_semenov]

Бред обыкновенный имеет свойство сменяться бредом полным.

http://ru-universe.livejournal.com/989514.html

http://ru-universe.livejournal.com/988246.html

Ладно, допустим люди НЕ ДОГАДЫВАЮТСЯ  про доплеровскую аберрацию (о которой не знали, не заметили  ни Форвард, ни Ленднис, ни Фрисби ни  и тем более Хоккинг, какой бы он гений в физики гравитации ни был). Доплеровская аберрация - это чисто  наше открытие на этом форуме (хотя начало положено AlexAV еще на "новостях космонавтики", но до конца проблема осознана уже здесь). Допустим, англосаксы НЕ ОПУСКАЮТСЯ до чтения подобных гадюшников как этот.
Они просто еще не усекли всех проблем концепции как мы тут ее разбирая мытьем и катаньем.
Мы - первые (и лучшие в этом вопросе).
Напомню тем кто не знает. Что бы фокусировать когерентный луч на дистанциях сравнимых со световыми годами (а именно такие дистанции нужны для разгона ЛЮБЫХ мыслимых парусов до заметных долей скорости света, хотя бы доли от светового года) мало иметь когерентный источник с чудовищным диаметром апертуры в десятки сотни тысячи километров (линза Френеля - это только версия такой апертуры), нужна просто ЧУДОВИЩНАЯ стабильность этой апертуры.
Ч-У-Д-О-В-И-Щ-Н-А-Я.
Там всплывают порядки сравнимые уже с планковскими длинами.
То есть не будет это работать ТАК ПРОСТО КАК ХОТЕЛОСЬ БЫ Форварду, Лендису, Фрисби и мне!
На это обстоятельство, прокол концепции не обратили внимание никто в мире пока, кроме нас, участников этого форума. То есть только мы знаем НАСКОЛЬКО не реализма данная идея на практике. По-сути мы ее почти похоронили. Если и реализма то "не в этой жизни".
Я это констатирую с прискорбием, ибо много лет истово любил эту концепцию (и до сих пор люблю ибо мы любим что потеряли)

НО!

Даже если забыть про доплеровскую аберрацию, такой человек как Хокинг (понятно Милнер вряд ли способен!) просто обязан понимать то, что четко понимали Форвард, Лэндис, Фрисби и я. Это азбука. Это - азы. Это самое начало (букварь) волновой оптики:

D = 2.44*L*лямбда/d

D - диаметр излучающей апертуры
d- диаметр паруса (пятна  в фокусе)
лямбда - длина волны когерентного излучения
L - фокусное расстояние.

Из формулы видно, что при прочих равных (L, лямбда) чем меньше d (диаметр парусника), тем больше D  - диаметр апертуры излучателя.
диаметр паруса это по сути его масса (2/3 массы парусника сама пленка паруса)

Если вы собираетесь запустить СВЕРХЛЕГКИЙ парус, это означает очень небольшой d. То есть махонькое пятно в фокусе. Так проект Форварда starwisp предполагал парус массой в почтовую марку, граммы массы (было несколько версий на самом деле) диаметр в 1 км (всего!)  и КАК РАСПЛАТА ЗА ЭТО диаметр апертуры D  в 50 000 км!



Да, это был радиопарус с огромным лямбда, но хрен редьки не слаще. Как не крути, но у вас ВСЕГДА выходит апертура в несколько сот км даже в том случае если у вас диаметр паруса составляет порядка тысячи км (и лябмда в инфракрасном спектре)!!! То есть.
Апертура излучателя становится ВМЕНЯЕМОЙ только для очень больших парусников с диаметром паруса в сотни километров (а лучше тысячи) и соответственно с массой в десятки или сотни тысяч тонн (из которых подавляющая часть массы - сам парус).
Окончательно.
Даже если вы решили проблему доплеровской аберрации (на самом деле это доплеровская катастрофа для всей концепции лазерного паруса старины Форварда) то вы должны четко понимать что концепция ПЛОХО МАСШТАБИРУЕТСЯ ВНИЗ от тысячекилометрового паруса.
То есть она более- менее хорошо реализуется при огромных массах паруса. И очень плохо реализуется при малых. Чем меньший парус вы хотите запустить, тем большее АСТРОСООРУЖЕНИЕ должны собрать из излучателя.

То есть идея сделать ма-а-а-а-а-хонький парусничек (чудо нанотехнологии и т.д.) и поэтому снизить энергозатраты и попытаться втиснуться в "границы возможного" моментально РАЗДУВАЕТ вам диаметр апертуры до размеров планеты Земля.
А доплеровская аберрация для такой апертуры вообще делает задачу невозможной.

Неужели люди, объявившие о проекте  НАСТОЛЬКО БЕЗГРАМОТНЫ?
Видимо так и есть.
Увы!
Они даже не поправили компьютерщиков, лепивших ролик про проект.



Видите? Лазерный луч у каждой тарелки острый и тонкий.
Это красиво.
Но это показывает что авторы ролика КРЕТИНЫ не понимающие ничего в оптике.
Абсолютно ничего!
Они даже не задумались: а зачем такому лазеру тарелка?
Действительно, если луч излучается из центра тарелки, то зачем сама тарелка?

Понятно, что все это - какой-то сон разума. Пи-ар проект, за которым кроется что-то иное.

Почему в качестве главного двигателя для этого странного пиар проекта выбран лазерный парус? Видимо, потому что идея таки проросла в головах масс (вода камень точит).  Если долго людям что-то повторять они это усвоят. Взяли самое более-менее подходящее.  Но как всякая идея брошенная в массы - то девка брошенная в полк.

Вообще у меня сильное ощущение, что все эти громкие вложения "в науку" - это на самом деле попытка со стороны "старых элит" раскуркулить "молодые деньги". Это очередное приглашение нуворишам:

"ГРАЖДАНЕ! СДАВАЙТЕ ВАЛЮТУ ДОБРОВОЛЬНО В ОБЩАК! ВСЕ РАВНО ЗАВТРА МЫ ЕЕ У ВАС ОТБЕРЕМ!"

Поэтому нужны такие странные, бросающиеся в глаза (своей дикостью) проекты.
Мол, "незаметно присоединяйтесь к нам, барон, незаметно присоединяйтесь..."

http://www.youtube.com/watch?v=ED7bS9FTbBo

Увы! И дальше такой дикости будет все больше и больше...

[Кремальера]

Они даже не задумались: а зачем такому лазеру тарелка?

Ежу понятно-для красоты!
Относительно аберрации.Они разгонятся собираются около 10 минут.Луч не успеет разойтись.
Узкое место этих заявлений Мильнера и Ко совсем не луч.А то что 100ГВт -ный каскад лазеров они планируют разместить в космосе.А это 4-5 тыс тонн нужно вывести ,в лучшем случае.
Микропарусник имело смысл бы подпихивать с Земли используя микроволновый луч,используя гиротроны,как предлагали джапы в своем проекте.Не пришлось выводить бы килотонны за атмосферу.
Но как я вижу сейчас,(спасибо вам да ув.AlexAV за декабрьское промывание мозгов),лететь надо на 1000-тонном "ситечке" принайтованном к реактору деления с актиноидами.

[-Asket-]

Даже если забыть про доплеровскую аберрацию, такой человек как Хокинг (понятно Милнер вряд ли способен!) просто обязан понимать то, что четко понимали Форвард, Лэндис, Фрисби и я. Это азбука. Это - азы. Это самое начало (букварь) волновой оптики

Ну зачем же всех держать за идиотов сразу.
...Юрий Мильнер в 1985 году окончил физический факультет МГУ по специальности теоретическая физика. После окончания университета работал в Физическом институте Академии наук, в Отделении теоретической физики под руководством будущего Нобелевского лауреата Виталия Гинзбурга.
В 1990 году уехал в США, где поступил в Уортонскую школу бизнеса. Пресса цитировала его слова о том, что к этому шагу его побудило «разочарование в себе как в физике»...
http://ru.wikipedia.org/wiki/Мильнер,_Юрий_Борисович

[noxx77]

Даже если забыть про доплеровскую аберрацию, такой человек как Хокинг (понятно Милнер вряд ли способен!) просто обязан понимать то, что четко понимали Форвард, Лэндис, Фрисби и я. Это азбука. Это - азы. Это самое начало (букварь) волновой оптики

Ну зачем же всех держать за идиотов сразу.
...Юрий Мильнер в 1985 году окончил физический факультет МГУ по специальности теоретическая физика. После окончания университета работал в Физическом институте Академии наук, в Отделении теоретической физики под руководством будущего Нобелевского лауреата Виталия Гинзбурга.
В 1990 году уехал в США, где поступил в Уортонскую школу бизнеса. Пресса цитировала его слова о том, что к этому шагу его побудило «разочарование в себе как в физике»...
http://ru.wikipedia.org/wiki/Мильнер,_Юрий_Борисович

Тонко! 

[noxx77]

Апертура излучателя становится ВМЕНЯЕМОЙ только для очень больших парусников с диаметром паруса в сотни километров (а лучше тысячи) и соответственно с массой в десятки или сотни тысяч тонн (из которых подавляющая часть массы - сам парус).
Окончательно.

Да и хрен бы с ним. У меня в этом случае есть пара соображений чисто экономического характера. Во-первых создание звездолётов и сопровождающей их структуры на данном уровне развития цивилизации, как мы здесь неоднократно выясняли - блажь и в ресурсном плане, и в техническом, и в смысловом. Во вторых, оно в любом случае потребует выхода на просторы СС и становления хотя бы I+
Далее аналогия простая: если сказать кому веке в XVI, что моря будут бороздить трехсотметровые стальные корабли, движимые силой огня, то на нас бы посмотрели косо. Ну да хрен бы с огнём - представим на минутку, что у нас каким-то невероятным образом тепловые двигатели оказались исторически невозможны или неэффективны. Всё равно, возможностей создания больших стальных кораблей с парусами это бы не отменило, хотя и сильно бы замедлило. Главное здесь то, что стоимость и доступность ресурсов сильно зависит от уровня развития производственных сил. Поэтому, в пределах доступной нам физики/химии предлагаю себя не ограничивать. Нужно антивещество в промышленных - пускай. Будет нужен парус размером в миллионы кв км - пущай.
Вообще, здесь чем больше, тем лучше: разгоняем парусник, а потом ядро звездолёта жрёт его, пуская на топливо, РТ и структуру. Если будет решена проблема самовоспроизводящихся принтеров, например, решаемо.
Если от изменения масштаба в плюс общая идея выигрывает, то почему мы должны это откидывать?

[alex_semenov]

Относительно аберрации.Они разгонятся собираются около 10 минут.Луч не успеет разойтись.

Гм... А где вы взяли эту информацию про 10 минут? Я навскидку поискал - нигде не нашел ничего подобного кроме 100 Гвт мощности лазеров, скорости в 20% света,  1 метровый парус массой в пару грамм (и 100 миллионов долларов за это ) ничего более детального не нашел.
10 минут? За 600 секунд 60 000 км/с? То есть ускорение 100 000 м/с2 или 10 000g?
Это ускорение снаряда в танковом стволе.
Луч разойтись не успеет:



чуть больше десятой астрономической единицы или 48 с хвостиком расстояний от Земли до Луны.

При d (диаметре паруса 1 м) диаметр апертуры по дифракционному пределу (для длины волны красного лазера 600 нм):



26 километров....
Многовато (для земного сооружения) но терпимо.
Однако, как парус выдержит 100 Гвт мощности на м2? Это какой чудесной зеркальностью он должен обладать чтобы не испариться?
Кстати. Это легко подсчитать.
Пускай температура паруса 3000 К (возьмем оптимистично). Тогда при черноте абсолютно черного тела (идеал) парус площадью 1 м2 (радиатор 2 м2 так как две стороны) может излучить по Стефану-Больцману мощность W

ватт

Делим 100 гигават на 9 с хвостиком мегават получаем 10 886. То есть 1/10 000 ную энергии парус может поглотить как паразитку. Остальное отразить или пропустить сквозь себя (как бесполезный поток, поэтому этого не должно быть много). И где взять такое чудо-зеркало?
Напомню самый лучшее алюминиевое зеркало глотает не менее 4% падающего на него видимого света.

Конечно есть уловки... Гм...

Кстати. Если так, то я знаю где начинатели проекта  "слямзили" эту "передовую" концепцию.
Смотрите:

http://www.niac.usra.edu/files/studies/final_report/597Kare.pdf

 

Ну зачем же всех держать за идиотов сразу.

Да, действительно. Не красиво.
И тем не менее я удивлен потоком СПОНСОРОВ в межзвездную тематику именно сейчас.
Какая то прям пошесть. Не иначе!
Такое ощущение что бабло сошло с ума. На фоне мирового кризиса это навевает.

[alex_semenov]

Узкое место этих заявлений Мильнера и Ко совсем не луч.А то что 100ГВт -ный каскад лазеров они планируют разместить в космосе.А это 4-5 тыс тонн нужно вывести ,в лучшем случае.

Тоже не понял откуда космос?
На видио что я нашел - массив планируют расположить на Земле. И это разумно.
Кстати, концептуальная узость (провальность) проекта вот в чем.
Насколько я понял все эти нано-парусники - банальный флай-бай. То есть исследование цели с пролетной траектории. Разгон и пролет мимо без торможения (что ухватил-увидел - передал на Землю).
Если так, то это АБСОЛЮТНО БЕСПЕРСПЕКТИВНАЯ трата усилий.
Я уверен: межзвездный флай-бай никогда не будет реализован.
Затраты чудовищные, а пользы от него практически никакой. Все (практически все) что может нам через 20 лет показать флай-бай, можно получить гораздо дешевле и КАЧЕСТВЕННЕЙ (для миллиона иных систем а не одной) мощный космический интерферометр (скажем на Луне). Поэтому вообще  даже заикаться о таких проектах (флай-бай) теперь глупо. Да Starwisp, Дедал были флай-баями. Но это было до появления экзопланетологии и открытия адаптивной оптики в телескопостроении.

[Иван Моисеев]

Я уверен: межзвездный флай-бай никогда не будет реализован.

Я уверен в обратном. Люди слишком нетерпеливы, чтобы ждать пока наберутся ресурсы для полета с торможением.
Предлагаю пари на коньяк. Если первым будет не флай-бай - ставлю.

[ВР]

Я уверен: межзвездный флай-бай никогда не будет реализован.

Я уверен в обратном. Люди слишком нетерпеливы, чтобы ждать пока наберутся ресурсы для полета с торможением.
Предлагаю пари на коньяк. Если первым будет не флай-бай - ставлю.

Покупайте коньяк сейчас - ко времени реализации пари это будет трехсот-пятисотлетний раритет.

[Иван Моисеев]

Покупайте коньяк сейчас - ко времени реализации пари это будет трехсот-пятисотлетний раритет.

Это было бы разумно, если бы я не был уверен в выигрыше.

[alex_semenov]

Гм... А где вы взяли эту информацию про 10 минут?

Гм... подумал. 10 минут можно же высчитать элементарно!
1-5 грамм массы на  20% света это  от 1,8E+12 до 9E+12  Дж чистой кинетической энергии.
При кпд привода в ~ 10% это  от 1,8E+13 до 9E+13  Дж затраченной энергии. При мощности луча в 100 Гвт потребуется от 180 до 900 секунд на разгон. То есть от 3 до 15 минут.

Я уверен в обратном. Люди слишком нетерпеливы, чтобы ждать пока наберутся ресурсы для полета с торможением.
Предлагаю пари на коньяк. Если первым будет не флай-бай - ставлю.

Иван, а вы хитрец!
Если первым буде не флай-бай то мы свами гарантированно не доживем!
Мы и до флай-бая не доживем, если он окажется первым. Но тут есть шансы.
Вы крайне мало рискуете!

Да, это наш старый с вами спор. Я упорно ни во что не ставлю флай-бай. Я считаю это в лучшем случае флаговтыком (что не так уж и плохо по сравнению с жрать, срать, драть ржать). И тем не менее,  если бы от меня зависело на что тратить миллиарды, на "Око Ра" на обратной стороне Луне (широкополосный интерферометров с базой в 1000 км для построения изображений экзопланет) или на межзвездный флай-бай проек, при всей моей любви к прекрасному (звездоплаванью) я бы потратил бы средства все же на телескоп.

Покупайте коньяк сейчас - ко времени реализации пари это будет трехсот-пятисотлетний раритет.

Это было бы разумно, если бы я не был уверен в выигрыше.

В принципе я бы с удовольствием проиграл бы спор. Сама мысль что при моей жизни запустят пускай даже дрянной межзвездный зонд (флай-бай) меня приводит в изумление и восторг. Это означало бы что этот мир все же способен на чудо. Однако надо быть реалистами.
Мы не то что звезды, мы может вообще космонавтику дальше орбиты земли (кроме прикладухи) потерять в ближайшие годы.
Мир неотвратимо втягивается в цивилизационный кризис. Не до звезд ему будет скоро. И боюсь до конца века уж точно не до звезд и планет.

[-Asket-]

Я навскидку поискал - нигде не нашел ничего подобного кроме 100 Гвт мощности лазеров, скорости в 20% света,  1 метровый парус массой в пару грамм (и 100 миллионов долларов за это ) ничего более детального не нашел

Попробуйте скурить это: http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1604/1604.01356.pdf

[Иван Моисеев]

Я навскидку поискал - нигде не нашел ничего подобного кроме 100 Гвт мощности лазеров, скорости в 20% света,  1 метровый парус массой в пару грамм (и 100 миллионов долларов за это ) ничего более детального не нашел

Попробуйте скурить это: http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1604/1604.01356.pdf

Курильщики уже попробовали:
"Двойка по физике Мильнеру с Хокингом"
http://trv-science.ru/2016/04/19/dvojka-po-fizike/

[-Asket-]

Да, это я тоже видел.

[alex_semenov]

Попробуйте скурить это: http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1604/1604.01356.pdf

Спасибо. Полистаю, посмотрю картинки, поищу знакомые буквы...

Курильщики уже попробовали:
"Двойка по физике Мильнеру с Хокингом"
http://trv-science.ru/2016/04/19/dvojka-po-fizike/

Иван и вам спасибо за ссылку.
В сущности, ключевые проблемы концепта я уже и сам уловил. Вообще говоря это мне все напоминает реанимацию Starwispa. Он у Форварда, кстати, появился тоже  на волне кризисов, из "Звездных войн" Буша (политический кризис) и проектов ОСЭС (орбитальных солнечных электростанций) первого поколения, возникших на пике энергетического кризиса 70-х. Форвард в середине 80-х, когда опубликовал этот проект искренне верил что может застать запуск звездолета массой в почтовую марку. Не застал...

[Иван Моисеев]

Вообще говоря это мне все напоминает реанимацию Starwispa.

Именно. Я тоже про это рассказывал, когда телевиденье вместе с радио попросили прокомментировать... Попробуйте объяснить проблематику по телефону или разводя руками в воздухе и без использования второго родного языка... Да с учетом того, что большинство слушателей не знают, что такое ГВт...

[Кремальера]

Кстати. Если так, то я знаю где начинатели проекта  "слямзили" эту "передовую" концепцию.
Смотрите:

http://www.niac.usra.edu/files/studies/final_report/597Kare.pdf

Спасибо интересно.Оставлю на себе на десерт,завтра в порту дочитаю.

http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1604/1604.01356.pdf

Во!Оно самое!..
Что до парусника-хорошо будет что вообще кто-то всерьез возьмется(не то что стартует к Центавру).Если эту пыль начнут перетряхивать ,на свет наверняка  повылазят много интересных вещей.О которых даже ув.Александр Анатольевич не задумывался.Если относительно пользы самого концепта.,то конечно мне больше нравится "ситечко" что пришпандорил в этой теме AlexAV.Оно хотя бы гипотетически может быть пилотируемым.Кроме того.У РФ имеется недюжинный опыт в наработке актиноидов,не хуже чем в Беркли.При желании можно было б приложить свою посконную лапку.