Двигатель для межзвёздных перелётов

[snickers]

Нужно учиться строить "вечные" (автономно существующие сотни-тысячи лет) космические транспортники.

Зачем? Вариант "неуловимый Джо"? ))

Максимум - что-то пульнуть в облако оорта или гравитационную линзу.

Я уже не раз говорил - нынешние технологии не пригодны для межзвездного перелета... искать надо в направление кипения вакуума, изменения метрики пространства, темной энергии... может там и найдем что то.. а может и нет... в любом случае СС и ее ресурсов хватит не на один миллион лет).

[sharp]

Зачем? Вариант "неуловимый Джо"? ))

Вариант "тише едешь - дальше будешь"

[MenFrame]

При этом реактор может шпарить десятки-сотни лет

Если забыть про высокотемпературную коррозию, радиационную деградацию,...

[elind]

Нет. Мощность реактора, если уж удалось обеспечить критическую массу, ограничена лишь возможностями теплоотвода (которые зависят от его конструкции, но не от делящегося изотопа).

С учетом теплоемкости парообазования не совсем понимаю, как теплоотвод может быть лимитирующим фактором.
Скажем, берем кипящий ВВЭР:


Теплота парообразования воды - 2,2 МДж/кг, уд.теплоемкость 4,3 кДж/кг/С. Положим, ежесекундно вскипает десятая часть воды, присутствующей в контуре. Тогда можно обеспечить мощность порядка сотен кВт на килограмм теплоносителя. Определенный вес занимают конструкции, но в любом случае он меньше чем масса воды.

Однако урановый ТВЭЛ на 100 кВт не получится уложить в 1 кг, и именно это ограничивает массу всего реактора...

Вот у вас на картинке вода из конденсатора уходит в некую «наружу», что реализуемо только на земле, в космосе же вместо этой «наружи» будут радиаторы, которые будут весить больше даже обычного реактора. Нет смысла возиться с экзотикой для большого реактора.

Другая проблема - осколки разлетаются в произвольном направлении, вам же требуется их все перенаправить в сопло. На это потребуется затратить энергию, сравнимую с энергией осколков. Откуда вы собираетесь ее брать?

Вот смотрю я на магнитное поле циклотрона, которое тяжёлые ионы ГэВных энергий разворачивает... и даже не знаю что и возразить.

[sharp]

Вот у вас на картинке вода из конденсатора уходит в некую «наружу», что реализуемо только на земле, в космосе же вместо этой «наружи» будут радиаторы, которые будут весить больше даже обычного реактора. Нет смысла возиться с экзотикой для большого реактора.

Выше дал ссылку на пост Семенова, в котором для реалистичного радиатора дается оценка, что масса радиаторов в 10 раз меньше массы реактора... То бишь, было бы интересно оптимизировать реактор по массе хотя бы на порядок.

[Проходящий Кот]

А если взрывать термоядерные заряды в сфере(которую легко ремонтировать) - каркас из балок, плетённых из углеродных нанотрубок, с натянутыми на него или приклеенными к нему плёнками, отражающими всё излучение кроме гаммы и рентгена на устройства, преобразующие его в электричество. Сфера д.б. достаточно большая, чтобы излучение и плазма не вызывали её деструкции, чтобы поток энергии приходящий на внутреннюю поверхность составлял от 1-10кВт/м².
Как избежать оседания вещества на внутреннюю поверхность? Заряженные частицы можно улавливать, если создать на ней зоны-ловушки, несущие положительный или отрицательный заряд. А вот, что делать с оседающими нейтральными атомами или молекулами?

Это космическая КВС.

[snickers]

Вариант "тише едешь - дальше будешь"

Ага от того места куда едешь 

[crazy_terraformer]

А если взрывать термоядерные заряды в сфере(которую легко ремонтировать) - каркас из балок, плетённых из углеродных нанотрубок, с натянутыми на него или приклеенными к нему плёнками, отражающими всё излучение кроме гаммы и рентгена на устройства, преобразующие его в электричество. Сфера д.б. достаточно большая, чтобы излучение и плазма не вызывали её деструкции, чтобы поток энергии приходящий на внутреннюю поверхность составлял от 1-10кВт/м².
Как избежать оседания вещества на внутреннюю поверхность? Заряженные частицы можно улавливать, если создать на ней зоны-ловушки, несущие положительный или отрицательный заряд. А вот, что делать с оседающими нейтральными атомами или молекулами?

Это космическая КВС.

Ага, только без натрия. Хотелось бы и всю гамму с рентгеном захватить, но это невозможно.

[MenFrame]

Я тут подумал. Создание гигансткой фазированной решетки в космосе не должно вызывать большой проблемы. Веть излучатели можно разнести на гигансткие растояния, тем самым давая возможность концентрировать СВЧ-волны на парусе на такие же гиганские растония.

[alex_semenov]

Я тут подумал. Создание гигансткой фазированной решетки в космосе не должно вызывать большой проблемы. Веть излучатели можно разнести на гигансткие растояния, тем самым давая возможность концентрировать СВЧ-волны на парусе на такие же гиганские растония.

Не получится.
Мешает "проклятье разряженных антенных решеток".
Пускай у вас синтезированная апертура (это то же самое что и фазированная решетка) из N отдельных антенн.



Пускай суммарная площадь всех зеркал будет Sn.
Пускай эти зеркала расположены на площади Sd>Sn. Тогда доля энергии, которую вы можете сконцентрировать в фокусе составит Sn/Sd.
То есть чем сильней вы разрядите антенный массив, тем ПРОПОРЦИОНАЛЬНО меньше энергии окажется в фокусе.
Почему?
У разряженного массива из N антенн получается множество фокусов (N фокусов). Да, центральный фокус будет самым ярким. Но если площадь массива в два раза больше чем площадь зеркал, то центральный фокус получит лишь половину энергии. Остальная распределиться по боковым фокусам (чем дальше фокус от центрального, тем он меньше получит).
И только после того как вы сомкнете все зеркала в плотный массив без просветов, вы получите один четкий яркий фокус куда соберется 100% энергии.

[crazy_terraformer]

А можно оценить это как-то численно для расстояния от 100 до 500 а.е.? Какое будет оптимальное отношение площади приёмника и суммарной площади передатчика?

[MenFrame]

У разряженного массива из N антенн получается множество фокусов (N фокусов).

Это веть верно только для всенаправленных антенн? По идее чем единичная антенна узконаправлена, то тем больше растояние можно сделать в решетке антен без появления новых фокусов.

[alex_semenov]

Формула дифракционного предела:



Диаметр апертуры пропорционален длине волны излучения лямбда и фокусному расстоянию L и обратно прорционален диаметру пятна d (паруса).
При этом пятно - это так называемый первый ноль Эйри



Пятно в центре 83.8% энергии.  91.0% - "второй ноль" и 93.8% - третье кольцо.

Это веть верно только для всенаправленных антенн? По идее чем единичная антенна узконаправлена, то тем больше растояние можно сделать в решетке антен без появления новых фокусов.

Нет. Речь идет именно о синтезированной апертуре где все антенны направленны в одно место, синтезируют один центральный фокус.
О проклятье написал Роберт Форвард в своей работе 1984-го года:

"Roundtrip Interstellar Travel Using Laser-Pushed Lightsails"

Уловки тут невозможны. Не вы первый додумались до этой хитрости. Я сам ее придумал много лет назад и лелеил до тех пор пока не прочитал работу Форварда. Сам Форвард тоже, видимо, лелеил эту идею (а он идею лазерного паруса вынашивал с 1963-г года!) пока не уперся в это проклятье.
Увы и ах!

[sharp]

Нет. Речь идет именно о синтезированной апертуре где все антенны направленны в одно место, синтезируют один центральный фокус.

Откуда тогда N фокусов?

[alex_semenov]

Нет. Речь идет именно о синтезированной апертуре где все антенны направленны в одно место, синтезируют один центральный фокус.

Откуда тогда N фокусов?

Это результат интерференции.
Как (и почему) вообще возникает фокус в обычной линзе, зонной пластинке или от синтезированной апертуры?
За счет сдвига фаз излучения от разных точек. Но если между ИЗЛУЧАЮЩИМИ точками есть пробелы:



то помимо нарисованного здесь центрального фокуса, возникает и масса боковых, хотя и не таких ярких как в центре. Просто подумайте над картинкой.
Зонная пластинка (не путать с паралинзой или линзой Френеля! Эти объекты так же обладают непрерывной апертурой.) тоже дискретный (разряженный) формирователь волновой картины.



И у нее тоже формируется несколько фокусов, но все они на оси линзы. Логика везде - одна.

Это веть верно только для всенаправленных антенн? По идее чем единичная антенна узконаправлена, то тем больше растояние можно сделать в решетке антен без появления новых фокусов.

Диаметр отдельной антенны на порядки меньше диаметра массива. А это значит, что разницы с всенаправленным "диполем" (при построении волнового фокуса) практически нет.

[crazy_terraformer]

При нечётком фокусировании центральное пятно распадётся и будет какая-то интерференционная "решётка" - типа ряби от капель дождя на лужах?

[MenFrame]

Диаметр отдельной антенны на порядки меньше диаметра массива. А это значит, что разницы с всенаправленным "диполем" (при построении волнового фокуса) практически нет.

Получается, узконаправленность отдельного элемента вообще не имеет значения? Это кажется мне странным.

[crazy_terraformer]

Всё равно даже с потерями энергии массив разнесённый в пространстве будет лучше одной передающей антенны, так как у неё ближе ограничение по массе и мощности, а массив может расти и расти.

[SpaceEngineer]

Господа, а не путаете ли вы ФАР и радиоинтерферометр? К последнего с заполнением UV плоскости вообще беда.

[Александр Овчар]

Это результат интерференции.

Здравствуйте.
Вопрос может глуп, а поместить в фокус что то типа собирающей линзы, зеркала. 2-и каскад фокусировки и может быть и еще. Это может быть более чем сложная система, с автоматической регулировкой фаз, например., с точностью до отдельного фотона, если надо. Ну как то так..