Двигатель для межзвёздных перелётов

[alex_semenov]

идея полета к зввездам без возвращения.

Без возвращения на том же звездолёте? Потому что, если они там в новой системе обустроятся, то они смогут отправить ещё одну экспедицию «без возврата» обратно.

Да, разумеется. Но что бы обосноваться вы должны либо отправить очень много людей (скажем, колонию в 10 000 человек, а лучше  весь миллион). Целый город, целую цивилизацию. Либо отправить относительно компактный фон-Нейман с ИИ. Но тогда вам нужно открыть машинные саморепликаторы и собственно ИИ. Это уже другая цивилизация.
Разумеется, (с натяжкой) можно помыслить некий промежуточный вариант. Скажем компактная колония в 100-1000 чел. но сильно кибернетизированную. ПО-сути, люди тут будут выступать как "интеллектуальное ядро"  мощного, но безмозглого машинного саморепликатора-муравейника, способного воспроизвестись на голых камнях новой звездной системы. Но наверняка это будут уже не совсем люди. Это, скорей, будут генно-модифицированные кибер-симбиоты. Ибо никогда гора не идет к Магомету. В общем, тут мы уходим далеко от темы межзвездного привода.

В любом случае полет "без возврата" надо мыслить  как полет без запаса топлива (энергии) для возвращения. При этом, скажем, есть такой заманчивый вариант все же вернуться без  обосновываясь в новой системе. Достаточно просто там заправиться (везя с собой оборудования для заправки). Скажем, идеальным для этого был бы дейтерий. Дейтерий есть везде, где есть вода. А вода есть практически везде. При этом вам не обязательно иметь для него  баки. Дейтерий прекрасно замораживается в лед. Совсем без некой несущей структуры тут не обойтись. Но ее масса к массе дейтериевого льда может оказаться, скажем,  1/1000. В общем в пределах погрешности оценки.

Последняя версия (и самая неожиданная) полета без возвращения. У Форварда в романе "Мир Роща" научная экспедиция в 20 человек отправляется на Барнарду без возврата НАВСЕГДА. Эти люди отказались от детей (их стерилизовали) и они сознательно приняли решение  умереть в  системе Барнарда (когда наступит их биологическое время). Они навсегда себя замуровали в цилиндр 40 на 40м (там даже не было искусственной тяжести!) в компанию из всего 20 человек.
Мотивы?
Они не так безумны. Все 20- ученые. Они выиграли бонус- увидеть новый мир своими глазами. 20 из миллиардов людей. Какая разница где прожить жизнь? Главное - прожить ее насыщено! Здесь надо уметь делать осознанный обмен. Некоторые люди и здесь на Земле, часто себя "замуровывают" в некую идею, всецело сосредотачивают себя на достижении узкой цели, лишая себя очень многого, без чего большинство просто не мыслят своей жизни. Скажем, всю жизнь ищут некую библиотеку, "Атрантиду", доказательство некой теоремы, пытаются разгадать некую научную тайну. И чувствуют себя ГОРАЗДО БОГАЧЕ И ЛУЧШЕ подавляющего большинства "незамурованных", живущих как все, ради себя, семьи и т.д.
В общем,  надо четко понимать, что цивилизация может отправить "в один конце" своих отдельных  смертных представителей  для получения оттуда ценной информации по радиолучу. И никого насиловать не придется. Напротив. Отбоя не будет от желающих. В  полете только в один конце без возврата (и даже без основания колонии) нет ничего неразумного и бесчеловечного, если людям обеспечить приемлемые условия для доживания у цели остатков своей жизни. 

Если вы мечтаете о полете к звездам в оба конца (при этом за одну жизнь) - это верный признак что вы дитя, дилетант, наивный ребенок (пускай вам уже 60!). Вы не понимающий что вам 14 разрядов вниз но 28 разряда - вверх. Вы не понимаете, какая безжалостно подлая   су*а  Вселенная. И вы не готовые мудро ее за эту ссуч***ость простить, ибо не понимаете всем своим нутром, что это не ссуч***ость, а то самое "зло" из которого только и можно делать "добро",  вы не прочувствовали что от добра, добра действительно не бывает. В общем, вы нихрена не понимаете в этой жизни!
Вы - все еще "гипердрайвщик", то есть халявщик. Вам бы жрать, жрать, жрать… а зачем? Вы даже не задумывались над этим! Ибо вы - животное и вам и так хорошо. 

Последнее замечание (в тему). Если вы посылаете робота-исследователя (не обязательно фон-неймана) то возвращать назад его тоже не к чему. То есть, поводов для полета без возвращения более чем поводов возвращаться.

[alex_semenov]

Вопрос удельной мощности, который норовит вскипятить даже сталь в самых хорошо охлаждаемых концах звездолёта при попытке достичь скорости хотя бы в 1% от скорости света уже у вас не стоит? Как так вышло?

Так проблема удельной мощности решена давным-давно... Радиаторы. А без них у нас вообще бы ничего не летало бы. Другой разговор - они должны быть большими.

Проблема удельной мощности не может решаться. Она может отодвигаться. Тем или иным ухищрением.
В последний раз мы считали тут очень продвинутые радиаторы для быстрого ионника (и очень крутой, горячий реактор). Мы очень старались, если учесть что у вас на сайте есть статья про "Тау" где американские спецы выставили предел энерговооруженности для ионника 140 вт/кг.  У меня (у нас, ибо работали над идеей тут многие, в основном как критики, но это важная часть!) не получилось дотянуть удельную мощность корабля и до вожделенных 2000 вт/кг. Я остановился на 1000 вт/кг (и 1400 лет полета к А. Центавре). Это на известных уже (просто продвинутых) технологиях. То есть, "синица в руках".

[alex_semenov]

Проблема решена более-менее приемлимо для химических ракет и взрывобомболётов. Но только для достижения скоростей хотя бы в 0.1% С это уже всё непригодно. Радиаторы - это не решение, а скорее техническое следствие проблемы удельной мощности.

Да. В ЖРД это решается обильным проточным охлождением (сверхрасходом массы). Во взрыволете это решается, по-сути по схеме Багрова-Смирнова - внешним сгоранием. Радиаторы - это само собой. Но даже самые крутые радиаторы мало что дают сами по себе. Радиаторы нужны что бы дожать крохи. Но прежде всего нужны еще ухищрения.
В любом случае все уловки сводятся к увеличению масштаба системы. В любом случае звездолет с высокой удельной мощностью должен иметь консистенцию (габарит/массе) мыльного пузыря. Иначе - никак. Это непреодолимо как скорость света.

[alex_semenov]

Про радиаторы трудно говорить "вообще". Их просто надо рассчитывать на конкретную ситуацию.
Хотя впрочем, почитать соображения "вообще" любопытно.

Вот тут Поговорить о радиаторах вообще мне почти удалось.


Хотя там рассматривался конкретный пример.

И я привычно не понимаю, зачем кому-то понадобилась "удельная мощность". При расчете полета, конечно, можно ее посчитать, но сама она не используется, если не ставить задачу внедрить ее искусственно.

Удельная мощность - КЛЮЧЕВОЙ ИНТЕГРАЛЬНЫЙ параметр, напрямую связанный с временем перелета. Это элементарно в приложении к некому идеализированному (ВСЕ ВРЕМЯ равномерно ускоряющемуся, а потом замедляющемуся звездолету):



Удельная мощность НЕ МОЖЕТ БЫТЬ МЕНЬШЕ w если вы хотите добраться до цели не более чем за время Т. В случае ракеты ситуация сложней. И она изменяется  в худшую сторону (первоначально расчет сделал AlexV):



Обратите внимание. Все это сделано для самого МЕДЛЕННОГО  варианта разгона на заданной траектории (до А. Центавра). То есть любые другие траектории потребуют БОЛЬШИХ удельных мощностей.  НЕ меньших! В итоге время перелета ОБЪЕКТИВНО  зависит от удельной мощности. Я не понимаю чего тут непонятного и о чем тут спорить? Это же элементарно и совершенно очевидно!

[alex_semenov]

Действительно уже скребем по сусекам?

Именно этим я сейчас и занимаюсь. Не ради поиска новых идей, а ради системы.
Сейчас в моем списке ок.150 статей (русскоязычных), после фильтрации и сортировки - м.б. 50 останется...

Но что в смысле обобщения?
Смотрите.
Любую СОДЕРЖАТЕЛЬНУЮ работу (очень условно) можно отнести к одному из трех видов (хотя часто они могут пересекаться):

1. Общетеоретическая. Устанавливающая рамки и границы. Сюда же входят (с большой натяжкой) и обзоры-перечислеия уже имеющихся идей (чем баловались и вы). Таких статей на русском - больше всего и они как правило друг друга повторяют. До оскомины.
При этом не вся общая теория   МП (оказыватся!) была в этом потоке "теории" раскрыта. Отнюдь! Все повторяли (на разные лады и порой талантливо, как в статье Гиндилиса) давно известное и пережеванное (со времен Зенгера). Но мне  лично тут уже пришлось ненароком открыл несколько теоретических обобщений, достаточно очевидно-простых (см. выше). У теоретиков мозги до этого не дошли (они были слишком сосредоточены на релятивизме).

2. Идейная статья. В ней обычно предлагается  некая оригинальная идея решения ранее нерешенной УЗКОЙ проблемы. Лучший пример - статья Бассарда о прямоточке (отказ от фотонной ракеты и ракеты с запасом вообе можно считать решением некой узкой проблемы). Да и идея Зенгера с фотонной ракетой - это тоже сначала было просто идея (узкие выводы которой все бездумно обобщили на случаи, на которые обобщать их нелзя было. См. "Ошибка Братьев Стругацких с Хиусом"). И вот эта последняя статья про лазерный фотонный двигатель - тоже чисто идейная ( в худшем своем смысле). Предлагается решение, показывается как это будет здорово, как решается  некая старая проблема. Но при этом не решаются остальные проблемы (а может даже наоборот, усугубляются до нерешаемости). Хороший пример идейной статьи  - та же концепция бублика Багрова-Смирнова. Да, зеркало с внешним сгоранием они придумали (показали что могут получить высокую удельную мощность). Но они не решили прочие проблемы (напротив, усугубили)! Как не прискорбно но их бублик - не целостный концепт. До концепта они не дошли. Очень хорошая статья (на грани концепта) - статья Дайсона "Межзвездный транспорт". Идея, вырисовывающаяся в концепт.  Прекрасная идейная статья тоже на грани концепта - Суперстарлайт Форварда или те же парусники Мэтлоффа. Это по-сути уже идеи-концепты.

3. Концепт. Чистый концеп. Он не обязательно реалистичный. Может быть и псевдореалистичный. Скорей всего такой и будет. Он не обязательно содержит некую идею-изюминку. Но главное в концепте - это попытка представить целостную, внутренне непротиворечивую конструкцию, систему идей, взаимоувязанную  конструкцию. В концепте главное - целостность, объемность. Этакая реалистичность. И если концепт рассыпается, то только из-за слишком оптимистичных узлов в него вставленных.
Типичный пример концепта, разумеется, британский "Дедал".
Это пик. Все остальные были куда менее прорисованные. В концепте "Лонгшет", например, масса "дырок" и главная - фактически никак не проработанный двигатель.

Так вот. В СССР сколько было концептов?
Хотя бы НАМЕКА на такой?
Ни Багров-Смирнов, ни Маров  под него не сильно подходят. Это  идеи. Очень аморфный (псевдореалистичный) концепт был только у Бурдакова (ТМ его живописала в свое время). Только Бурдаков пытался собрать целостный образ звездолета. И не важно что собирал он из пардон, дерьма. Но по-настоящему сколько-нибудь конкурентного концепта звездолета в СССР никогда, видимо, не было  создано. Увы! И вот это расстраивает больше всего. (Я так и не нашел Священного Грааля!)
Даже ваш "Десант" так и остался схемами на миллиметровке и расчетами в тетрадке. Это была попытка собрать концепт. Но вы его так и не собрали.

[alex_semenov]

, настроения капитана... Из этих параметров можно и удельную мощность вывести, и время полета будет от нее зависеть. Но зачем это нужно?

Для того что бы СРАЗУ отсеивать бесперспективные идеи. Если настроение у капитана должно быть солнечным, а вы нам предлагаете хмурого - ваша идея не годится!

[alex_semenov]

До концепта они не дошли. Очень хорошая статья (на грани концепта) - статья Дайсона "Межзвездный транспорт". Идея, вырисовывающаяся в концепт. 

Кстати в расчетах Дайсона в этой статье есть ошибка.
Странная.
Смотрите.
http://go2starss.narod.ru/pub/E020_FDMT.html

Таблица 2. Абляционный космический корабль.
Масса корабля (пустого) 10^5 тонн.
Масса бомб (топлива) в 3 раза больше (массовое число 3)
Конечная скорость v = 10 000 км/с.

По формуле Циолковского скорость истечения (удельный импульс):



Получаем 7 200 км/с
Предполагаем (условно) что вся энергия термоядерного взрыва превращается в энергии реактивной струи (это конечно идеализация). Тогда калорийность бомб E/m=u^2  = 5,20342E+13 Дж/кг
Переводим это в килотонны тринитротолуола (1 кт=4,18E+12 Дж). Получаем 12.44 кт/кг.
А теперь вспоминаем, что в консервативном варианте Дайсон исходил из 1 кт/кг, в 12,5 раз меньшей. Откуда такой скачек?
Более того. Дайсон НЕ МОГ НЕ ЗНАТЬ что Тейлор задолго до 1969-го года определил (и это в США было публично известно) что предельная калорийность термоядерного заряда может быть 6 кт/кг. То сесть Дайсон в своем лучшем варианте звездолета сознательно или случайно заложил явно нереалистичную оценку.

Я вот думаю, может это был своего рода вызов? По схеме рассказа "Уровень шума"?

[alex_semenov]

А если научиться так направленно нейтрино излучать, то аналог антигравитационного движка получится. Почти. Ведь струя почти ничем не реагирует.

Еще раз перечитайте то, что вы процитировали. Там есть ответ на ваше недоумение. Прям целое предложение: "А импульс отдачи от выделавшегося гамма-кванта ... "  И что значит "почти ни с чем"? Что за категория "почти"?

[alex_semenov]

Может откроем специализированную тему "мы долетели колонизировать что дальше"?

Не думаю что стоит плодить темы...

[alex_semenov]

Фокусы почти волшебство.

AlexV уже "все разьяснил". Это, господа, квантовая электродинамика! Волшебство и есть (читайте Фейнмана "КЭД- странная теория света и вещества")! Сплошная мистика!!! Там и скорость выше света, кстати, присутствует!

[alex_semenov]

Предполагаем (условно) что вся энергия термоядерного взрыва превращается в энергии реактивной струи (это конечно идеализация). Тогда калорийность бомб E/m=u^2  = 5,20342E+13 Дж/кгПереводим это в килотонны тринитротолуола (1 кт=4,18E+12 Дж). Получаем 12.44 кт/кг.

Кстати, забыл поделить на 2. И получаем 6.22. Это почти тейлоровский предел...  Значить уже не такая серьезная ошибка.

[alex_semenov]

Alex лучше бы сказал, возможен ли подобный фокус с антипротонами?

Лучше бы. Но зачем? Их распад и так на 2/3 из заряженных частиц. А для них никаких уже чудес не надо. Магнитное горло и все дела! Давно уже все 100 раз обсуждалось. Вот вам учебник: http://www.brendans-island.com/blogsource/20100402ff-documents/03-1942.pdf

[alex_semenov]

У Бурдакова только идея, да та - Бассарда. Ключевых для этой идеи цифр просто нет.

Нет. До Бассарда был Зенгер (Почитайте его "Механика фотонной ракеты"). Именно Зенгер как раз и  предложил прямоточный фотонный звездолет. Бассард только "усовершенствовал" фотонный прямоточки Зенгера (с непонятным механизмом превращения собранной материи в свет), в нечто более конкретное, предложив жечь и отбрасывать водород. Хотя, если честно, хрен редьки не слаще. Водород как не горел так и не горит. Он в лучшем случае ме-е-е-е-дленно тлеет. И только.
Бурдаков же, по сути, вернулся к схеме Зенгера (фотонный прямоточный) и даже ее кое-как конкретизировал: подвесил в фокусе рельсы из антижелеза.
Зеркало электронное опять же присобачил… Уже подвиг!
Нет, что ни говори - концепт у него выходил!

А когда его еще и в красках нарисовали…




Что ни говори - на безрыбье - и рак -рыба.

Если бы у нас хватило сил собрать Десант - получился бы вариант Дедала. То, чем сейчас в проекте Икар занимаются.

Но вы же, гады (пардон!), так и не собрались!
Я уже говорил вам в сердцах:  вы сделали мою прыщавую юность несчастной, серой и безрадостной!!!

Сейчас вряд ли появятся новые идеи двигателя, а вот идея эффектной сборки - это вполне может получиться.

Да, вряд ли…  Хотя… Мало ли? 

Что до роли СССР (и пост СССР) - ему оставалось, остается и будет оставаться только осмысление того, что делается на Западе.

Ну это вы зря. Про СССР. Все-таки в СССР с 1957 по 1974-й был свой РЕНЕССАНС (а может быть и с… не побоимся этого слова… с 1933-го). Это (что в 60-х был ренесанс) можно понять просто листая журналы "Природа", "Знание-сила", "Техника-молодежи", "Химия и жизнь". Конечно, мы были ЯВНО СЛАБЕЕ их. Мы всегда были в роли догоняющих. Но у нас была своя маленькая гордость… И Н-1, например, была очень своеобразным КОНЦЕПТОМ. И если бы не решения партии и правительства, она бы не просто полетела, а оказалась бы лучшей ракетой всех времен и народов. Уверен! Просто после поражения в холодной войне победителю надо было (и я его "нужду" понимаю!) чтобы мы эту свою маленькую гордость навсегда забыли… И до сих пор надо, а вы льете воду на его мельницу...  Но это уже другая тема.

[alex_semenov]

Ну, тогда еще эпичнее: запускается ядро с кучей умных микророботов и генетическим материалом.

Зачем еще эпичней? Какой КАЙФ?

А еще лучше - как у Ф.Хойла в "Андромеде".

Вот, вот! "Все украдено до нас!" (с)

[alex_semenov]

http://interstellar-flight.ru/01/du.htm

Хорошая схема. Пойдет на первую страницу статьи в энциклопедию о межзвездных полетах. Полностью отражает современные представления о проблеме.

Кстати, не полностью.
Пары кубиков не хватает.

Во-первых.  Не хватает гравиталета. ТМ 1970 03



Если в схеме есть гравитационный маневр (системы Сурдина) то почему гравиталета нет?

Кстати, системы на эффекте Оберта (глиссера, рожденного на этом форуме) тоже тут нет. Все это можно было бы объединить в один кубик. Но тогда не гравитационный маневр (это совершенно определенный вид маневра) а приводы на гравитационных эффектах. Сюда входит и гравилет и маневр с эффектом Оберта. Но все это очень разные системы.

Во-вторых. Паруса. Заканчиваются парусом с  макрочастицами. То есть магсаил на потоке материи. Тут недавно вспоминали пример. Махонькие паруса разгоняются лазером, а на подлете паруса испаряются и…. А паруса на потоке микрочастиц? Тот же незаслуженно нами забытый концепт Миронова (кстати концепт же!!! почти!)

http://lnfm1.sai.msu.ru/SETI/koi/bulletin/20/articles/3.html



Нет можно все это считать единым, но опять же там принципиально разые проблемы возникают.  Я бы отдельно выделил парус на потоке материи и микрочастиц, раз микроволны и лазерный свет разделены (хотя тут различий куда меньше, по сути одна и та же система).

Еще. Изотопный парус. Его куда? Или он совсем не годится?

Почему импульсные только ядерные? А термоядерные импульсные?

В общем, схему надо совершенствовать! 

Зы... А еще, как мне кажется, в ней пропущен один кубик, но я пока про него промолчу... Нет расчета - нет идеи.

[alex_semenov]

Кстати, раз в схеме есть кротовые норы, то почему нет звездолета на энергии черной дыры?

[alex_semenov]

Хотя сейчас более актуальна проблема золотого миллиарда в населении Земли.А межзвёздные перелёты кажутся утопией.

ЦИТАТА:

- У меня вопрос, - она надменно взглянула на Витьку. - Сколько бизонов насчитывалось в Америке, когда туда прибыли первые европейцы?
- Бизонов? - удивлённо переспросил Витька.
- Можешь не отвечать, Середа, ты этого не знаешь. Америку населяли миллионы бизонов. Где они?
- Вымерли? - неуверенно спросил Витька.
- Они уничтожены людьми. Где лошадь Пржевальского? Где стеллерова корова?!!
- Кутейщикова! - возмутился Паша Козелков. - Причём тут твоя корова и лошадь Пржевальского. У нас космический сбор. Понимаешь, Кутейщикова?!
- Я скоро четырнадцать лет Кутейщикова, - огрызнулась Варька. - Люди должны сохранить на Земле исчезающие виды животных. Было бы куда лучше, если бы Середа, подумал бы об этом, вместо того, чтобы тратить время на изобретение каких-то дурацких релятивистских двигателей.



 

[alex_semenov]

А у него не решена проюлема питания.Может  акреционный диск? Но как тогда не допустить потока вещества, что идет из них, в сторону движения. Магнитный тормоз имени Багрова?

Да, конечно. Но речь шла о всех мыслимых системах привода и о схеме Ивана Моисеева (не более). При этом у всех  систем в его схеме оказывается разная степень правдоподобности. Нам бы научится ее исчислять дабы уловить порядок и  в этом.

[alex_semenov]

У всех систем в его схеме нулевая(или близкая к ней) полезность. И это самое главное. Я через это проходил. И сама схема на новые идеи не наводит. Я же говорил- в энциклопедию.

А он (Иван) и говорит (и этой схемой в том числе): все возможные схемы уже давно найдены. Надо не новые изобретать (мол все равно все уже давно изобретено), а старые доводить до ума.

На последок (мол, это - интересно, если не знали). Возвращаясь к  скудному опыту советской межзвездной истории… Коль мы вспомнили "Москва-Кассиопея" (не знаю как вы, но мое увлечение звездолетами началось именно с этой киносказки). Помните чертежи в докладе Середы?
Внимание на экран:



Справа -  якобы схема двигателя "Зари". Если поймать отдельные кадры и попытаться понять что же там нарисовано (прочитать подписи), то видно что это не совсем галиматься, а наверняка некая… прямоточка… в духе Бурдакова. Но детали поймать тяжело... Интересно, кто все это выдумывал? Откуда все это взялось у гуманитариев режисеров?
И вот еще одно подтверждение догадки о прямоточке.
Режиссерский сценарий:

Далее, после ученых, будут три большие черные доски на колесных пюпитрах, все исписанные алгебраическими формулами. И голос:
— Я представляю к защите фанпроект полета к звезде Альфа Кассиопеи на космическом корабле «Залп», что означает — звездолет аннигиляционный лазерный прямоточный.

"Заря" изначально называлась "Залп" и была прямоточкой и раз анигиляционная, то явно в духе Бурдакова.
Почему Викторов (режиссер) переиграл эти детали? Не знаю. Но прямотока "Залп" в фильме смотрелась куда лучше чем какая-то совсем игрушечная "Заря"!

В первоначальном сценарии (кстати) не было и этих затасканных рассуждений про жучка в трубке, который прогрызает норы. Это, видимо, уже экспромт на площадке (говорят что роль  этого эксперта тут играл он же сам, то есть настоящий научный консультант).

[alex_semenov]

Кстати, о "новых" идеях.
Стыдно признаться, но я только на прошлой неделе допетрил что странная идея "кинетического двигателя Подвысоцкого", который последние пол года всплывает где непопадя (пиарит ее кто то? зачем?!), это оказывается прямая калька с моего давнего умозрительного эксперимента!



Я поражен как много копий сломано уже вокруг него!

Но самое смешное в том, что ГЛАВНУЮ МЫСЛЬ по поводу этого "двигателя" (не смотря на то, что Панов, например уже провел массу расчетов) никто (судя по всему) так и не высказал (она должна была бы звучать в начале каждой статьи об этом "курьезе").