Двигатель для межзвёздных перелётов

[alex_semenov]

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.

Так в том то и дело, что для паруса эта проблема НЕ РЕШЕНА.
Парус очень долго для меня был "любимым дитя". Не смотря на все открывающиеся "мелкие" проблемы (астроинженерные габариты структуры запуска или самого паруса, например) он был наиболее научно реалистичным проектом. Да еще каким!
По сути подарком судьбы!
Однако когда всплывал доплеровская аберрация (в западной литературе про нее до сих пор ни слуху ни духу, насколько мне известно. мимо нее прошли все отцы-основатели.) концепция сильно поблекла, потеряла в реалистичности.

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.

Дело не в ускорении.
Дело в самом факте ОДНОКРАТНОГО отражения света от паруса и дальнейшего его рассеивания во вселенной.
Если бы отраженный от паруса свет отражался на него обратно и опять, и опять (этакий резонатор, где одно из зеркал движется с ускорением) то кпд такого движителя мог бы теоретически быть близким к 1 (но только движителя! потому что есть другие потери в системе как двигателе).
Но при однократном отражении луча кпд привода НЕ ВЫШЕ (на самом деле ниже из-за других эффектов) конечной скорости, выраженной в скорости света.
Если вы разгоняете до 0.1с кпд привода не выше 10%
Если вы разгоянете до 0.01с, кпд привода не выше 1%
И т.д.
То есть на малых скоростях использовать лазерный парус - глупость несусветная (хотя на западе ее повторяют очень серьезные дяди).
Использовать ионолет с лазерным источником энергии - как раз уходить от такой глупости на меньших скоростях (скажем для межпланетных перелетов). Но при условии что все остальные проблемы лазерного паруса решены. А они (на больших расстояниях) далеки пока  от решений.
Поймите.
Астросооружения для тяжеленного (в 50 000 тонн, скажем, в духе Форварда, диаметром в 1000 км) парусника имело бы смысл строить в силу получаемого результата (огромный корабль несется на половине света в любую часть галактики). Но устройство запускающее его действительно должно быть ГРАВИЦАПОЙ! Перестроенный планетоид (малая планета). Тут все соизмеримо. И инженерные затраты и результат. И цивилизация это осуществляющая - соответственно должна быть иной. На голову выше нас. Как говориться подобный проект – "не в этой жизни!"
Но вы что хотите?
"Нацарювать" ма-а-а-а-хонький зондик м-е-е-е-дленно летящий к цели. И все это сделать ИМЕЮЩИМИСЯ у нас инженерными возможностями?
Ничего глупее в этом случае, чем возиться с лазерной передачей энергии нет.
Вот посмотрите проект Мильнера-Хокинга.
Гора рожает мышь.
И ничего больше она родить не сможет. Там пропорции именно такие. От них никак не уйти.
Если вы хотите опереться на имеющиеся возможности и не стремитесь к быстрому перелету (вас устроит 0.01с) то лучше уж тогда поставить на прокачку "Орион" (найти способ его форсировать). Это - наиболее реалистичная для нас технология (термоядерные взрывы – это предельная для нас технология концентрации мощности).
Совершенно иной обнадеживающий (на мой взгляд) вариант (подход) - я описал выше.
Потому что "Орион" - это все-таки огромная минимальная стартовая масса. Совсем вниз он не масштабируется. Орион - это масса пилотируемой экспедиции (колонии). А если вам нужен легкий зонд (но не такой уж и легкий как у Мильнера-Хокинга) то поток материи - самое то.
Однако и это будет очень дорого.
Придется для начала колонизировать хотя бы Луну. Без этого - никак.
Третий подход – ковчег в духе Штерна.
Тише едешь – дальше будешь.
Но там вылезать другие траблы (с тысячами лет пути).
Как не поверни, свой набор проблем вы в любом случае выгребаете.

[Gleb1964]

Дерзайте! Буду рад если докажите мне что я - осел!

У лазерного разгона носителей импульса есть один недостаток всяких парусов. Низкий кпд движетеля на малых скоростях

Да не в первый раз уже говорю Вам - плевать на этот кпд. На малых скоростях самый эффективный обмен импульсом, вот что важно. На более высоких скоростях этот кпд возрастет (плевать на него еще раз), зато передача импульса от фотонов парусу снизиться. А парус - носитель импульса (что то же самое, что кинетической энергии).

Однако когда всплывал доплеровская аберрация (в западной литературе про нее до сих пор ни слуху ни духу, насколько мне известно. мимо нее прошли все отцы-основатели.) концепция сильно поблекла, потеряла в реалистичности.

После некоторых размышлений не вижу проблемы в доплеровской аберрации.

[alex_semenov]

После некоторых размышлений не вижу проблемы в доплеровской аберрации.

Да, я помню вы как-то пытались мне объяснить это. Но я не уловил логику. Можно повторить "на пальцах" "для дебила"?

[Gleb1964]

Дело в самом факте ОДНОКРАТНОГО отражения света от паруса и дальнейшего его рассеивания во вселенной.
Если бы отраженный от паруса свет отражался на него обратно и опять, и опять (этакий резонатор, где одно из зеркал движется с ускорением) то кпд такого движителя мог бы теоретически быть близким к 1 (но только движителя! потому что есть другие потери в системе как двигателе).

Можно было бы предложить нечто, вроде вот такого решения.



Лазерный луч отражается от паруса, рассеиваясь в некотором угле. Этот отраженный луч перехватывается ретрорефлектором (огромных размеров, признаю), и отражается обратно на парус, фокусируясь в точку с некоторым опережением, чтобы компенсировать задержку распространения света. Таким образом, свет используется несколько раз, уменьшая потребности в мощности лазера. Начиная с некоторого расстояния, эффективность рефлектора начнет падать в 4-й степени этого расстояния. Поэтому надо умудриться сделать разгон за короткую дистанцию, пока эффективность рефлектора достаточно высока.

[Gleb1964]

После некоторых размышлений не вижу проблемы в доплеровской аберрации.

Да, я помню вы как-то пытались мне объяснить это. Но я не уловил логику. Можно повторить "на пальцах" "для дебила"?

Ну, и для себя самого, тоже. Всегда есть вероятность допустить ошибку в рассуждениях.

Принцип Гюйгенса — Френеля формулируется следующим образом: Каждый элемент волнового фронта можно рассматривать как центр вторичного возмущения, порождающего вторичные сферические волны, а результирующее световое поле в каждой точке пространства будет определяться интерференцией этих волн.

Неоднородности волнового фронта имеют обыкновение заплывать, размазываться по фронту. Например, любая оптика имеет микрорельеф, вариации высот, наклонов и коэффициентов пропускания/отражения, пыль, загрязнения, наконец. Это создает дефекты волнового фронта, фазовые, амплитудные. Сразу после реальной оптической поверхности волновой фронт весь рябой от малых дефектов, которые вскорости заплывают, а возникшая некогерентная составляющая света наблюдается как рассеяние на поверхности. Поэтому все реальные оптические поверхности видны, если их осветить, например, пучком лазера. Пожалуй, поверхности жидкостей, например воды, будут самыми ровными и малорассеивающими, там неровности исчисляются размерами молекул, а пылинки-загрязнения имеют шанс утонуть. Для лазерной оптики делают поверхности со специальной финишной полировкой, но и они рассеивают.
Дифракционные решетки, наверное самый наглядный пример, - даже после них волновой фронт затягивается и может быть дифракционно-ограниченным в соответствии с поперечными размерами пучка, это факт.
Рассуждая таким же образом применительно с доплеровской аберрации, если рассуждать не в рамках лучевой (гауссовской оптики), а в рамках волновой, то микронеоднородности волнового фронта по длине волны излучения тоже должны вскорости, на некотором удалении, перемешаться, составляющая рассеяния, порожденная этими неоднородностями, должна покинуть пучок, а оставшийся луч будет однородным по волновому фронту по фазе/амплитуде/частоте излучения. Как-то так

[alex_semenov]

Лазерный луч отражается от паруса, рассеиваясь в некотором угле. Этот отраженный луч перехватывается ретрорефлектором (огромных размеров, признаю), и отражается обратно на парус, фокусируясь в точку с некоторым опережением, чтобы компенсировать задержку распространения света. Таким образом, свет используется несколько раз, уменьшая потребности в мощности лазера. Начиная с некоторого расстояния, эффективность рефлектора начнет падать в 4-й степени этого расстояния. Поэтому надо умудриться сделать разгон за короткую дистанцию, пока эффективность рефлектора достаточно высока.

Да, это просто напрашивающееся решение. Проблема "лишь" в том что парус должен быть оптической системой по уровню точности равной излучающей апертуре.
Хотя если разнон происходит быстро... В общем надо эту идею изучать. Я кстати где-то видел в англоязычной сети рассужединя на этот счет....
Вот. Нашелся легко. https://blog.xkcd.com/2008/02/15/the-laser-elevator/

ЦитироватьПринцип Гюйгенса — Френеля формулируется следующим образом: Каждый элемент волнового фронта можно рассматривать как центр вторичного возмущения, порождающего вторичные сферические волны, а результирующее световое поле в каждой точке пространства будет определяться интерференцией этих волн.Неоднородности волнового фронта имеют обыкновение заплывать, размазываться по фронту. Например, любая оптика имеет микрорельеф, вариации высот, наклонов и коэффициентов пропускания/отражения, пыль, загрязнения, наконец. Это создает дефекты волнового фронта, фазовые, амплитудные. Сразу после реальной оптической поверхности волновой фронт весь рябой от малых дефектов, которые вскорости заплывают, а возникшая некогерентная составляющая света наблюдается как рассеяние на поверхности. Поэтому все реальные оптические поверхности видны, если их осветить, например, пучком лазера. Пожалуй, поверхности жидкостей, например воды, будут самыми ровными и малорассеивающими, там неровности исчисляются размерами молекул, а пылинки-загрязнения имеют шанс утонуть. Для лазерной оптики делают поверхности со специальной финишной полировкой, но и они рассеивают.Дифракционные решетки, наверное самый наглядный пример, - даже после них волновой фронт затягивается и может быть дифракционно-ограниченным в соответствии с поперечными размерами пучка, это факт.Рассуждая таким же образом применительно с доплеровской аберрации, если рассуждать не в рамках лучевой (гауссовской оптики), а в рамках волновой, то микронеоднородности волнового фронта по длине волны излучения тоже должны вскорости, на некотором удалении, перемешаться, составляющая рассеяния, порожденная этими неоднородностями, должна покинуть пучок, а оставшийся луч будет однородным по волновому фронту по фазе/амплитуде/частоте излучения. Как-то так

Гм...
То есть сам ВАКУУМ как бы ПОПРАВЛЯЕТ разницу в монохромности фронта не усиливая с расстоянием расхождение, а сглаживая его (усредняя), разумеется беря за это "некоторую плату" (падение мощности)?
Гм... Было бы очень здорово...
Вот если бы где об этом почитать... А то все что я нашел в сети - как раз убедило меня в обратном. Что например интерференционная картина не может сохраняться на больших расстояниях, что она разрушается уже на тысячах километров для самых монохромных СО2 лазеров...
Ведь суть в чем? Какой бы монохромный лазер не был, все равно между фотонами есть в длине волны хоть небольшое но различие (а в нашем случае нам нужна точность порядка 10^-21!!! 15 порядков - фокусное расстояние, 6 порядков длина волны), например за счет того что возбуденные атомы имеют собственную скорость движения в момент индуцированного (пролетающим мимо фотоном)  броуновскую скорость и даже в кристаллической решетке момент излучения молет попасть как на колебание по лучу так и на колебание от луча. Значит уже возникае сдвиг. И это - самая примитивная идея. Наверняка в лазерной технике есть еще масса причин почему монохроматичность излучателя размазывается (хотя бы просто из-за принципа неопределенности).

[Gleb1964]

Проблема "лишь" в том что парус должен быть оптической системой по уровню точности равной излучающей апертуре.

но не в той схеме, что я нарисовал выше - там от паруса требуется только рассеять свет в пределах апертуры ретрорефлектора. Начиная с расстояния, когда свет, рассеянный от паруса, не будет попадать в пределы апертуры, вступит в силу закон 4-й степени падения эффективности от расстояния.
На рисунке выше, который Вы привели, обратите внимание, лазерный луч несет в себе некий импульс (photon momentum), которым в результате обменивается с парусом. Эффективность здесь не в энергетическом кпд, а в обмене импульса. Хотя эти вещи взаимно связаны.

[alex_semenov]

но не в той схеме, что я нарисовал выше - там от паруса требуется только рассеять свет в пределах апертуры ретрорефлектора. Начиная с расстояния, когда свет, рассеянный от паруса, не будет попадать в пределы апертуры, вступит в силу закон 4-й степени падения эффективности от расстояния.На рисунке выше, который Вы привели, обратите внимание, лазерный луч несет в себе некий импульс (photon momentum), которым в результате обменивается с парусом. Эффективность здесь не в энергетическом кпд, а в обмене импульса. Хотя эти вещи взаимно связаны.

Но в этом случае зеркало должно быть ну очень большим!

Хотя если это какой-нибудь природный гравитационный эффект (у черной дыры?), то почему бы и нет? Гм...

[AlexAV]

Следующая проблема - заменить лазерный разгон на ионный (импульсом заряженных частиц).

С ионным разгоном связана следующая сложность. В космосе на самом деле не пусто, пространство там заполнено межпланетной плазмой и магнитными полями. Ионный пучок, даже если компенсировать в нём пространственный заряд, подавив тем самым кулоновскую расходимость, будет взаимодействовать с ними. Причём если собственно влияние столкновений между частицами пучка и среды будет невелико в силу разреженности межпланетной плазмы, то этого совершенно нельзя сказать о коллективных эффектах. Скажем хорошо известны неустойчивости на границе потока плазмы с неподвижной плазмой связанные с раскачкой поверхностных мод. И подобные плазменные неустойчивости могут развалить пучок очень быстро (за время соизмеримое с частотой колебаний соответствующих неустойчивых мод, а это миллисекундные времена, а то и меньше).

[Инопланетянин]

Хотя если разгон происходит быстро

Разгон у систем с внешним источником энергии всегда должен происходить быстро. В гравицапе вы уже выяснили, что для разгона на одном световом году потребуется планковская точность наведения. Так что, думаю, надо разгонять как можно быстрее, пока пепелац далеко не улетел.

[alex_semenov]

Разгон у систем с внешним источником энергии всегда должен происходить быстро. В гравицапе вы уже выяснили, что для разгона на одном световом году потребуется планковская точность наведения. Так что, думаю, надо разгонять как можно быстрее, пока пепелац далеко не улетел.

Быстрый разгон- это ЧУДОВИЩНЫЕ мощности излучателя.
А где их взять?
Ну и чудовиная мощностная нагрузка на сам корабль (те самые мегаватты на кг).
То есть быстрый разгон - очень дорогая плата.

С ионным разгоном связана следующая сложность. В космосе на самом деле не пусто, пространство там заполнено межпланетной плазмой и магнитными полями. Ионный пучок, даже если компенсировать в нём пространственный заряд, подавив тем самым кулоновскую расходимость, будет взаимодействовать с ними. Причём если собственно влияние столкновений между частицами пучка и среды будет невелико в силу разреженности межпланетной плазмы, то этого совершенно нельзя сказать о коллективных эффектах. Скажем хорошо известны неустойчивости на границе потока плазмы с неподвижной плазмой связанные с раскачкой поверхностных мод. И подобные плазменные неустойчивости могут развалить пучок очень быстро (за время соизмеримое с частотой колебаний соответствующих неустойчивых мод, а это миллисекундные времена, а то и меньше).

А вот что касается снарядов, то как раз по их поводу (так как они легкие) как раз и планируется использовать быстрый разгон.
Может быть за счет этого и получится?
миллисекунды это 10^-3 с.
При скорости частиц в 0.05с (к примеру) это... дистанция в 15 км. Гм... Да, маловато. Нужен миллион...
Интересно, а товарищи, разрабатывавшие пучковое оружие для СОИ с подобными эффектами сталкивались?
Я читал что на тысячи километров плотный пучек (для поражения боеголовок) они обещали.
В нашем случае нам хватило бы меньшей плотности на порядок-другой (токовую петлю толкать не боеголовку сжигать). Глядишь и уже в миллион (км) может и в итоге вписались.
Эх! Мечты-мечты!!!
 

[AlexAV]

Рассуждая таким же образом применительно с доплеровской аберрации, если рассуждать не в рамках лучевой (гауссовской оптики), а в рамках волновой, то микронеоднородности волнового фронта по длине волны излучения тоже должны вскорости, на некотором удалении, перемешаться, составляющая рассеяния, порожденная этими неоднородностями, должна покинуть пучок, а оставшийся луч будет однородным по волновому фронту по фазе/амплитуде/частоте излучения.

Что имелось ввиду, когда говорилось о доплеровских аберрациях. Если у нас пучок света отражается от движущегося зеркала, то частота отражённого пучка будет слегка отличаться от частоты падающего на величину:

\[ \Delta \omega = 2 \omega_0 \beta \]

Если зеркало движется поступательно как единое целое, то никакой проблемы в этом нет, т.е. всего лишь отражённый свет имеет чуть-чуть другую длину волны по сравнению с падающим и всё. Однако если посмотреть на поверхность реального зеркала, то по ней всегда будут бегать поверхностные акустические волны, хотя бы просто в следствие тепловых флуктуаций. В результате каждая точка зеркала будет иметь некоторую случайную скорость относительно среднего значения скорости зеркала.  А значит вторичная волна, возникающая при отражение от некоторой точки зеркала будет также иметь некоторую случайную флуктуацию длинны волны. Теперь запишем интеграл Френеля с учётом этого фактора. Получим:

\[
E = -\frac{i}{\lambda}\int_S E(S)\frac{exp(i(k+\delta k)r)}{r}cos(\theta)dS \]

\delta k - как раз флуктуация волнового вектора из-за случайных колебаний поверхности зеркала. Естественно \delta k принимает случайное значение в каждой точке зеркала.

Если

\[ \sqrt {\overline{(\delta k)^2}} r << 2\pi \]

то на наличие этой поправки можно вообще внимание не обращать. А вот если наоборот, то амплитуды поля от разных точек зеркала уже будут складываться не когерентно, изображение будет полностью разрушаться.

Т.е. тут эффект получается достаточно пороговым с расстоянием. Если расстояние до зеркала мало, то он почти ни на что влиять не будет, а вот если очень велико - то начиная с какого расстояния изображение начнёт резко размываться, а затем полностью разрушаться достаточно пороговым образом. Т.е. для большинства оптических устройств это всё не играет никакой роли, но если что-то надо сфокусировать на расстояние в сотню астрономических единиц - вот тут уже на этой основе кажется могут возникнуть проблемы.

[Инопланетянин]

Быстрый разгон- это ЧУДОВИЩНЫЕ мощности излучателя.
А где их взять?

А удалённый разгон это не менее чудовищные мощности, которые неизбежно будут пролетать мимо, плюс прецизионная техника астроинженерных масштабов. Я эту вашу гравицапу до сих пор вспоминаю. Там и луч будет рассеиваться, давая лепестки, и точность планковских масштабов впечатлила. До того, что хотелось просто концентрировать свет Солнца без этой гравицапы
Тут как ни повернись, а в любом случае монументальные механизмы для астроинженеров на одной отдельно взятой планете. Всё-таки, ничего дешевле ракет для космоса не придумали.

[Gleb1964]

но не в той схеме, что я нарисовал выше - там от паруса требуется только рассеять свет в пределах апертуры ретрорефлектора. Начиная с расстояния, когда свет, рассеянный от паруса, не будет попадать в пределы апертуры, вступит в силу закон 4-й степени падения эффективности от расстояния.На рисунке выше, который Вы привели, обратите внимание, лазерный луч несет в себе некий импульс (photon momentum), которым в результате обменивается с парусом. Эффективность здесь не в энергетическом кпд, а в обмене импульса. Хотя эти вещи взаимно связаны.

Но в этом случае зеркало должно быть ну очень большим!

Хотя если это какой-нибудь природный гравитационный эффект (у черной дыры?), то почему бы и нет? Гм...

гравитационная линза не подходит, у нее чем ближе к гравитирующему объекту, тем сильнее отклонение. А у обычной оптики наоборот.
Я потому и избегал называть ретрорефлектор зеркалом, потому как это должно быть не цельное зеркало, а набор апертур, каждая того же характерного размера, что и поперечник лазерного луча. Такой элемент не надо позиционировать, он просто возвращает луч туда, откуда луч пришел. Можно сделать для каждой апертуры небольшое угловое смещение возвращаемого луча, так чтобы фокусировать на опережение цели, с учетом задержки времени распространения.
Ретрорефлектор позволяет снизить требуемую мощность лазера.
Например, элемент вроде такого:

[sharp]

Астросооружения для тяжеленного (в 50 000 тонн, скажем, в духе Форварда, диаметром в 1000 км) парусника имело бы смысл строить в силу получаемого результата (огромный корабль несется на половине света в любую часть галактики). Но устройство запускающее его действительно должно быть ГРАВИЦАПОЙ! Перестроенный планетоид (малая планета). Тут все соизмеримо. И инженерные затраты и результат. И цивилизация это осуществляющая - соответственно должна быть иной. На голову выше нас. Как говориться подобный проект – "не в этой жизни!"
Но вы что хотите?
"Нацарювать" ма-а-а-а-хонький зондик м-е-е-е-дленно летящий к цели. И все это сделать ИМЕЮЩИМИСЯ у нас инженерными возможностями?

Парусник Форварда - это прожект, который не имеет шанса реализоваться в реальности, ИМХО.
У него совершенно дикая плотность энергии - 5 МВт/м2! Конечно, если к такой энергии применить формулу давления ЭМ-излучения, все прекрасно полетит Но на самом деле такая мощность больше подходит для лазерной пушки из каких-нибудь звездных войн. Такая энергия будет стремиться нагреть и испарить любой материал вместо того, чтобы толкать его куда бы то ни было. Паразитка от 5 МВт будет измеряться десятками киловатт даже в самом идеальном случае. А высвечиваться они будут плохо, потому что парус не является АЧТ.

Потом, сам лазер на 40 ТВт полезной мощности - опять же космооперная вундервафля. Если КПД лазера 20%, то вам требуется генерация на 200 ТВт - с десяток земных цивилизаций. И не на Земле, а на Луне, например. Значит, сама цивилизация должна быть в 100 раз мощнее нынешней. А лучше в 1000.

Вот посмотрите проект Мильнера-Хокинга.
Гора рожает мышь.

А у Форварда разве не гора рожает мышь? Вон выше я описал энергетические параметры системы. А теперь смотрим на массовые параметры: 3000 тонн ПН! По отношению к затраченной энергии это мизер.

Если вы хотите опереться на имеющиеся возможности и не стремитесь к быстрому перелету (вас устроит 0.01с) то лучше уж тогда поставить на прокачку "Орион" (найти способ его форсировать). Это - наиболее реалистичная для нас технология (термоядерные взрывы – это предельная для нас технология концентрации мощности).

Ну так никто и не списывал "Орион" со счетов. Если я обсуждаю одну из концепций, это не значит что других для меня уже не существует. Просто нельзя же все уместить в одном посте.

Проблема в том, что "Орион" невозможно доработать, не проводя натурных испытаний с бомбами разной конфигурации. Ни моделирование, ни тем более прикидки на коленке не дадут той же точности, как простой тупой эксперимент с подрывом бомб в вакууме и измерения импульса, который можно теоретически направить на плиту или в магнитный уловитель.
Однако ядерные испытания в космосе запрещены.

Так-то картинка, которая нарисована еще Дайсоном, весьма заманчива.



И по сути она дает определенное поле для маневра. Скажем, отказываемся от предельных режимов, от разгона "с ветерком" за 10 дней. Согласны разгоняться за 50 лет. И скорость истечения вдвое уменьшим. Соответственно, конечная скорость не 10, а 5 тыс.км/с.
Все равно в этом случае укладываемся в 300 лет для пролетного зонда, и в 500 - для разгона-торможения. Что является лучшим показателем из всех реалистичных проектов.

[elind]

Быстрый разгон- это ЧУДОВИЩНЫЕ мощности излучателя.
А где их взять?

Из кинетических накопителей ("супермаховиков") - уже существующие материалы позволяют накопить 1МДж/кг.

Ну и чудовиная мощностная нагрузка на сам корабль (те самые мегаватты на кг).

А разгон магнитного паруса в луче материи не предполагает взаимодействия луча с конструкциями корабля вообще. Всё взаимодействие - через поле, и тепловыделение, следовательно, равно нулю.

[Андрей Курилов]

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.

Тяга не нужна, так как есть торможение об атмосферу звезды. Для большего импульса можно глубже спускаться, где плотность выше.



Sent from my SM-G920F using Tapatalk

[Gleb1964]

\(\delta k\) - как раз флуктуация волнового вектора из-за случайных колебаний поверхности зеркала. Естественно \( \delta k \) принимает случайное значение в каждой точке зеркала.

Если \( \sqrt{\overline{\delta k^{2}} }r\ll 2 \pi \)

то на наличие этой поправки можно вообще внимание не обращать. А вот если наоборот, то амплитуды поля от разных точек зеркала уже будут складываться не когерентно, изображение будет полностью разрушаться.

Т.е. тут эффект получается достаточно пороговым с расстоянием. Если расстояние до зеркала мало, то он почти ни на что влиять не будет, а вот если очень велико - то начиная с какого расстояния изображение начнёт резко размываться, а затем полностью разрушаться достаточно пороговым образом. Т.е. для большинства оптических устройств это всё не играет никакой роли, но если что-то надо сфокусировать на расстояние в сотню астрономических единиц - вот тут уже на этой основе кажется могут возникнуть проблемы.

в принципе, я согласен с Вашими рассуждениями. На определенном расстоянии набирается разность фаз, такая, что вместо стандартной дифракционной картинки должны появиться спеклы, флуктуирующие в зависимости от дальнейшего увеличения расстояния. Плотность потока, в общем случае, должна упасть.
Это, конечно, если обрисованная ранее картина бегающих звуковых волн, имеет место. Какова характерная длина таких волн? Если размер волны много раз больше зеркала, можно считать, что все зоны синфазны. Как я понимаю, длина связана с частотой через скорость. Тут же будет и амплитудная зависимость от частоты. Какие нибудь реальные оценки делались?

[sharp]

Тяга не нужна, так как есть торможение об атмосферу звезды. Для большего импульса можно глубже спускаться, где плотность выше.

И будет у вас межзвездный шашлык.

[alex_semenov]

Из кинетических накопителей ("супермаховиков") - уже существующие материалы позволяют накопить 1МДж/кг.

Нет, понятно. Я много лет назад считал такой маховик (на сотни километров в диаметре).
Но в любом случае.
1 Такой накопитель - дополнительное астросооружение (к уже имеющимся)
2. Мощность излучателей все равно должна быть запредельной. Маховить сэкономит только мощность источника энергии.
В итоге излучатели (которые квт которого будет много дороже квт энергостанции и аккумулятора вместе взятых) будет простаивать (пока аккумулятор заряжается для очередного запуска).
В общем я оценил эту идею и она мне еще много лет назад не понравилась.

Ну и чудовиная мощностная нагрузка на сам корабль (те самые мегаватты на кг).

А разгон магнитного паруса в луче материи не предполагает взаимодействия луча с конструкциями корабля вообще. Всё взаимодействие - через поле, и тепловыделение, следовательно, равно нулю.

Ну тут изначально же спор зашел о лазерном парусе. В случае же магнитной системы - вы правы. В этом была фора. Поэтому, кстати я и рассчитывал как импульсом запускать кольца-снаряды. Так импульсом принимать на основном корабле количество движения от них. Именно расчет был на то что прямого взаимодействия материи с носителем импульса в двигателе нет. Поэтому можно выдать в пике запредельную мощность ( гигаватты на кг например).
Кстаит запускающей магнитные кольца-снаряды системе именно маховики-накопители очень даже понадобятся.