A A A A Автор Тема: Двигатель для межзвёздных перелётов  (Прочитано 1413735 раз)

0 Пользователей и 3 Гостей просматривают эту тему.

Оффлайн sharp

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 488
  • Благодарностей: 223
    • Сообщения от sharp
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #6060 : 30 Мар 2017 [17:01:44] »
Идеально было бы если бы он мог дотормаживать до 300 км/с.
Это было бы круто. Но скорее всего в 2-3 раза больше.

обратный маневр Оберта
Для торможения Оберт подходит гораздо хуже, чем для разгона. Вы же подлетаете к звезде по гиперболической траектории, то есть можете просто не успеть сообщить требуемую дельта-ве прежде чем выйдете из перигелия.
Проблема усугубляется, если целевая звезда - красный карлик.

Оффлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 405
  • Благодарностей: 695
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #6061 : 30 Мар 2017 [17:10:35] »
Идеально было бы если бы он мог дотормаживать до 300 км/с.
Это было бы круто. Но скорее всего в 2-3 раза больше.
О парашютировании о межзвездную среду самое содержательное, кажется здесь:
Магнитный парус/парашют
У Зубрина в самом лучшем случае получалось 0,0056с



Это 1680 км/с
 
Скачайте писульку Роберта. Хотя в конце он вроде нахамутал (как мне кажется) в начале он вывел динамику вроде верно.
Обратите внимание. Купол магнитного парашюта по мере торможения "раскрывается" поэтому динамика не логарифмическая (как получил я для купола постоянного димаетра), а полиноминальная.

Цитата
Для торможения Оберт подходит гораздо хуже, чем для разгона. Вы же подлетаете к звезде по гиперболической траектории, то есть можете просто не успеть сообщить требуемую дельта-ве прежде чем выйдете из перигелия.
Проблема усугубляется, если целевая звезда - красный карлик.
Ой! Марья Ивановна! Мне бы ваши проблемы! (с) Вовочка.  ;)
Об Оберте будем думать если войдем в систему-цель на сотнях км/с. А если это тысячи, то без ДОтормаживающей ДУ межзвездного класса (хоть взрыволет, хоть супер-ионник, хоть какое иное полу-чудо) никак не обойтись.

Но, как мне помнится, тут народ еще на предыдущей странице мечтал о флай-бай. То есть пролете без торможения?
Что? Апетит приходит во время еды?!
 :D
Александр Анатольевич Семёнов. Научный спекулянт, сторонник концепции сильного ИИ по А. Тьюрингу, исторический еслибист, саракшист, идейный космист, религиозный эволюционист, знаниевый фундаменталист, прорицатель мрачного будущего. Эксперт по межзвездным переселениям и ксеноциду. Сетевой графоман-оратор. Весельчак, балагур.

Оффлайн sharp

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 488
  • Благодарностей: 223
    • Сообщения от sharp
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #6062 : 30 Мар 2017 [17:29:09] »
Но, как мне помнится, тут народ еще на предыдущей странице мечтал о флай-бай. То есть пролете без торможения?
Что? Апетит приходит во время еды?!
Там просто порядок цифр прикидывался. Для чистой ракеты разгон-торможение отличается по времени от флай-бая в полтора раза, в среднем.

Оффлайн Проходящий Кот

  • *****
  • Сообщений: 19 351
  • Благодарностей: 426
    • Сообщения от Проходящий Кот
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #6063 : 30 Мар 2017 [18:33:07] »
Подвысоцкого решили вспомнить или проект супер полета до Альфы за 20 тысяч лет?
« Последнее редактирование: 31 Мар 2017 [07:21:07] от Проходящий Кот »

Оффлайн Проходящий Кот

  • *****
  • Сообщений: 19 351
  • Благодарностей: 426
    • Сообщения от Проходящий Кот
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #6064 : 30 Мар 2017 [19:30:48] »
На Новостях Космонавтики его разработали

Оффлайн Инопланетянин

  • *****
  • Сообщений: 11 730
  • Благодарностей: 645
    • Сообщения от Инопланетянин
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #6065 : 30 Мар 2017 [21:54:50] »
Ещё бы с орфографией разобраться. Хотя бы с названием цели. А то сиди и думай что за Аотфа такая.

Оффлайн Андрей Курилов

  • *****
  • Сообщений: 7 404
  • Благодарностей: 171
  • homo homini lupus est
    • Сообщения от Андрей Курилов
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #6066 : 31 Мар 2017 [00:04:19] »
Для торможения Оберт подходит гораздо хуже, чем для разгона. Вы же подлетаете к звезде по гиперболической траектории, то есть можете просто не успеть сообщить требуемую дельта-ве прежде чем выйдете из перигелия.
Её не надо сообщать, её надо отдавать. По сути потребуется лишь хороший абляционный щит с некоторым дополнительным охлаждением для торможения в верхних слоях атмосферы звезды. Поэтому для торможения Оберт даже лучше, чем для разгона.

Оффлайн Проходящий Кот

  • *****
  • Сообщений: 19 351
  • Благодарностей: 426
    • Сообщения от Проходящий Кот
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #6067 : 31 Мар 2017 [07:22:47] »
А попасть в цель и не изжариться?

Оффлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 405
  • Благодарностей: 695
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #6068 : 31 Мар 2017 [08:33:18] »
Её не надо сообщать, её надо отдавать. По сути потребуется лишь хороший абляционный щит с некоторым дополнительным охлаждением для торможения в верхних слоях атмосферы звезды. Поэтому для торможения Оберт даже лучше, чем для разгона.
Насколько я понимаю, эффект Оберта зиждится на том, что "на дне" гравямы включается РАКЕТНЫЙ двигатель и обмен импульом с топливом "вычисляется" "в яме", когда "облегченный" корабль выходит из ямы. То есть для эффекта Оберта нужна именно ракетная тяга (когда импульс свободно двигающейся/падающей в яму массы отдается другой свободно двигающейся/падающей в яму массе). А торможение о солнечную корону (красиво! смело!) - это не ракетное торможение. Поэтому тут Оберт не сработает, как мне кажется.
« Последнее редактирование: 31 Мар 2017 [08:40:18] от alex_semenov »
Александр Анатольевич Семёнов. Научный спекулянт, сторонник концепции сильного ИИ по А. Тьюрингу, исторический еслибист, саракшист, идейный космист, религиозный эволюционист, знаниевый фундаменталист, прорицатель мрачного будущего. Эксперт по межзвездным переселениям и ксеноциду. Сетевой графоман-оратор. Весельчак, балагур.

Оффлайн ВадимZero

  • *****
  • Сообщений: 8 690
  • Благодарностей: 94
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от ВадимZero
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #6069 : 31 Мар 2017 [08:58:38] »
А торможение о солнечную корону (красиво! смело!) - это не ракетное торможение. Поэтому тут Оберт не сработает, как мне кажется.
Кажется, креститься надо....
Чтобы остаться в пределах притяжения тела, нужно снизить скорость на величину меньшую чем вторая космическая у этого тела. Не важно каким способом вы это сделаете.
« Последнее редактирование: 31 Мар 2017 [09:04:09] от ВадимZero »

Оффлайн Проходящий Кот

  • *****
  • Сообщений: 19 351
  • Благодарностей: 426
    • Сообщения от Проходящий Кот
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #6070 : 31 Мар 2017 [09:01:51] »
И чем это поможет обратному эффекту Оберта?

Оффлайн sharp

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 488
  • Благодарностей: 223
    • Сообщения от sharp
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #6071 : 31 Мар 2017 [09:10:50] »
Её не надо сообщать, её надо отдавать. По сути потребуется лишь хороший абляционный щит с некоторым дополнительным охлаждением для торможения в верхних слоях атмосферы звезды. Поэтому для торможения Оберт даже лучше, чем для разгона.
Для солнцеподобной звезды еще можно попытаться. Но для красного карлика - однозначно нет, из-за его малых размеров. Радиус Проксимы, к примеру, на порядок меньше солнечного при той же второй космической. То есть, околозвездная траектория на порядок короче, и нужна на порядок бОльшая тяга. А такую роскошь взять негде.

Собственно, КК и для разгона малопригодны.

Оффлайн sharp

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 488
  • Благодарностей: 223
    • Сообщения от sharp
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #6072 : 31 Мар 2017 [09:17:38] »
И чем это поможет обратному эффекту Оберта?
Элементарно Ватсон. Вот допустим, на границе звездной системы ваша скорость 300 км/с. А 2-я космическая вблизи звезды равна 600 км/с.
Какова будет скорость в перигелии? 600+300 = 900? :) Конечно, нет.
(600^2 + 300^2)^0,5 = 670.

Вуаля - вместо 300 км/с нужно погасить всего 70. Правда, вы это должны успеть сделать в перигелии. Но в перигелии как раз максимален поток излучения от звезды - его и нужно использовать по полной.

Оффлайн sharp

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 488
  • Благодарностей: 223
    • Сообщения от sharp
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #6073 : 31 Мар 2017 [10:14:46] »
Да, у меня была красивая идея разместить двигатели по самой поверхности ректены и даже саму ректену превратить в своего рода распределенный двигатель. Было бы изящно. Но я эту идею забросил.
Есть желание доказать что зря?
Ну, в общем, смотрите. Не нужно никаких мегаватт на килограмм. Все параметры можно уложить в рамки продленного настоящего. То есть, ощутимо лучше, чем сейчас, но все же не фантастично.

Во-первых, что касается теплоотвода. Самое лежащее на поверхности решение - это сделать фотопанели одновременно радиаторами. В этом случае сразу обе стороны панели будут отводить тепло, и только одна - принимать на себя излучение.
Пусть КПД = 0,4. Тогда при потоке 50 кВт/м2, полезная мощность составит 20 кВт/м2, а отводить придется 30 кВт/м2, что достигается при температуре 720 К.

Примем вес панели за 5 кг/м2. Да, это весьма круто для панели с такими характеристиками. Но - не запредельно. Преобразователь-излучатель всего лишь на 10 кВт/кг входящей мощности, а не на мегаватты. Движущихся частей, реакторов и вот этого всего - нет.
Далее, двигатели. Понятно, что вся выработанная электроэнергия передается им. Примем среднюю массу за 10 кг на м2 панелей. 0,5 кг/кВт для ионника - для нынешних ионников это тоже круто. Но опять же не на грани фантастики. Не граммы на киловатт.
Полезная нагрузка и конструкции - пусть будет 5 кг/м2.

Итого, имеем массу 20 кг/м2. И удельную мощность - 1 кВт/кг.

Пусть УИ = 1800 км/с, а массовое число 4. Тогда за 205 лет корабль разгонится до 2900 км/с, пройдя за это время 1 св.год (считаем, что это предельное расстояние для фокусировки луча). Время до Проксимы - 515 лет.

Сравните с классическим парусом, которому подают ту же мощность. Понятно, что ускорение паруса зависит от нагрузки. Однако, чтобы парус разогнался за то же время до той же скорости, его полезная нагрузка на м2 должна быть в 20 раз меньше! Ионнику мы дали груз - 5 кг/м2. Парусу можем дать - 250 грамм/м2.
То есть, для доставки той же массы груза парус съест в 20 раз больше энергии!

Интересно, что разница чуть сокращается с ростом мощности. При расчете на 200 кВт/м2 парус проигрывает "всего лишь" в 6 раз. Но бОльшую мощность рассматривать не имеет смысла.
« Последнее редактирование: 31 Мар 2017 [10:25:32] от sharp »

Оффлайн ВадимZero

  • *****
  • Сообщений: 8 690
  • Благодарностей: 94
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от ВадимZero
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #6074 : 31 Мар 2017 [10:23:31] »
что достигается при температуре 720 К.
Только у фотопанелей очень узкий интервал температур, при котором КПД приемлемый. В современных концентраторных системах фотоэлементы обязательно охлаждаются водой.

Оффлайн sharp

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 488
  • Благодарностей: 223
    • Сообщения от sharp
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #6075 : 31 Мар 2017 [10:28:48] »
Только у фотопанелей очень узкий интервал температур, при котором КПД приемлемый. В современных концентраторных системах фотоэлементы обязательно охлаждаются водой.
Ну так я же пишу не о технологиях которые уже есть. На одной чаше весов у вас - повышение эффективности фотопанелей. На другой - суперпрочные материалы нанометровой толщины и суперпрочный невесомый такелаж. И то и другое требует значительного прогресса в материаловедении (во втором случае требуется бОльший прогресс, кмк).

Но конечный результат в первом случае значительно лучше, чем во втором.

Оффлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 405
  • Благодарностей: 695
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #6076 : 31 Мар 2017 [10:38:31] »
То есть, для доставки той же массы груза парус съест в 15 раз больше энергии!
Ничего удивительного для меня в этом нет. Я все время говорю. Лазерный парус - это для БЫСТРЫХ звездолетов. На малых скоростях такая система толкьо греет вселенную. КПД двиЖетеля стремится к 0.
Итого, имеем массу 20 кг/м2. И удельную мощность - 1 кВт/кг.
И как вы представляете себе ФОКУСИРУЮЩУЮ систему при таких массо-габаритных параметрах приемника?
Пускай ваш ионный зонд имеет массу 100 тонн.
Значит поверхность фотоэлементов 5000 м2. А диаметр пятна 79.8 м
Пускай лазерный излучатель излучает на 1 мкм (длина волны 0,000001м)
Тогда из формулы дифракционного прелела излучающая апертура при фокусном расстоянии в 1 св. год у вас обязана быть ... 290 000 км в диаметре.
И все это ради чего?
У вас ведь, я так понял, пролетная траектория?
Самое неприятное.
Для данного типа привода продолжает работать ГЛАВНАЯ ЗАСАДА лазерного паруса - доплеровская аберрация.
Как сохранить интерференционную картину в пятне на дистанции 1 св. год?
Нужна сверхстабильная  "оптика". Гипер-пупер-стабильная.
Немыслимо стабильная.
По-сути это единственное (последнее!) реальное препятствие на пути построения скоростного (в пол света) фотонного звездолета. Все остальные сложности - инженерные и для высокоразвитой цивилизации (не для нашей разумеется) преодолимы. Возможно преодолима и доплеровская аберрация. Однако скоростной фотонный звездолет (парусник) - инструмент сверхцивилизаций.
Мы ищем для себя что-то попроще.
:)
Александр Анатольевич Семёнов. Научный спекулянт, сторонник концепции сильного ИИ по А. Тьюрингу, исторический еслибист, саракшист, идейный космист, религиозный эволюционист, знаниевый фундаменталист, прорицатель мрачного будущего. Эксперт по межзвездным переселениям и ксеноциду. Сетевой графоман-оратор. Весельчак, балагур.

Оффлайн sharp

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 488
  • Благодарностей: 223
    • Сообщения от sharp
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #6077 : 31 Мар 2017 [10:56:37] »
И как вы представляете себе ФОКУСИРУЮЩУЮ систему при таких массо-габаритных параметрах приемника?
Ну так проблема эта - одна и та же, что для парусника, что для ионника на луче. Разве нет? Решается, так понимаю, большими размерами фокусирующей линзы. Если удалось найти решение для паруса, добивающее на 1 св. год, то же самое решение используется и для ионника.

Ничего удивительного для меня в этом нет. Я все время говорю. Лазерный парус - это для БЫСТРЫХ звездолетов. На малых скоростях такая система толкьо греет вселенную. КПД двиЖетеля стремится к 0.
Ну собственно, если ускорение небольшое (миллиметры/с2), то фокусировка потребуется на десятки св.лет.
А если делать короткий разгон, то требуются еще более невероятные параметры парусины.

Оффлайн ВадимZero

  • *****
  • Сообщений: 8 690
  • Благодарностей: 94
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от ВадимZero
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #6078 : 31 Мар 2017 [11:12:04] »
На одной чаше весов у вас - повышение эффективности фотопанелей.
Эффективность панелей в монохроме 80-70%. Вопрос в другом...Есть ли хоть какие ни буть физические предпосылки для того чтобы мечтать о панелях которые дают 40% кпд, при рабочей температуре в 720 кельвинов.

Оффлайн ВадимZero

  • *****
  • Сообщений: 8 690
  • Благодарностей: 94
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от ВадимZero
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #6079 : 31 Мар 2017 [11:27:48] »
Просто магнитный ускоритель (типа пушки Гаусса ) тут не катит так как все равно получается слишком длинный трек разгона для снаряда,  миллионы километров. Ну сами посчитайте. Скаже 10 000 g  до скорости 0.05 с  (например, всего). Получается более миллиона километров.
Где то, в темах бродил файл о достижениях в разгоне маленьких пылинок ускорителями. Вот от него и стоит отталкиваться...Возможно там g намного больше чем наше воображение рисует.
Обратите внимание. Купол магнитного парашюта по мере торможения "раскрывается" поэтому динамика не логарифмическая (как получил я для купола постоянного димаетра), а полиноминальная.
Мы в свое время экстраполировали результаты Зубрина по логорифму, и получили  цифры не очень хорошие но приемлиемые.