Двигатель для межзвёздных перелётов

[cybertron]

Есть методы обойтись без давления и температуры:

https://oko-planet.su/science/scienceday/213889-termoyadernaya-reakciya-s-uchastiem-bora-pokazala-neozhidanno-obnadezhivayuschiy-rezultat.html

Более свежая инфо на английском - https://newsroom.unsw.edu.au/news/science-tech/laser-boron-fusion-now-%E2%80%98leading-contender%E2%80%99-energy

Вместо обычного магнитного удержания - используют два лазера. Одним лазером превращают мишень из бора в плазму. А вторым лазером создают поток протонов бьющие в атомы бора. Протон+Борон реакция еще лучше чем Дейтейрий+Гелий3. Там вообще нейтронов не будет.

Австралийска фирма HB11 Energy работает над этим методом

[Technecy]

Есть методы обойтись без давления и температуры:

https://oko-planet.su/science/scienceday/213889-termoyadernaya-reakciya-s-uchastiem-bora-pokazala-neozhidanno-obnadezhivayuschiy-rezultat.html

Более свежая инфо на английском - https://newsroom.unsw.edu.au/news/science-tech/laser-boron-fusion-now-%E2%80%98leading-contender%E2%80%99-energy

Вместо обычного магнитного удержания - используют два лазера. Одним лазером превращают мишень из бора в плазму. А вторым лазером создают поток протонов бьющие в атомы бора. Протон+Борон реакция еще лучше чем Дейтейрий+Гелий3. Там вообще нейтронов не будет.

Австралийска фирма HB11 Energy работает над этим методом

ЧОт фигня какая-то. Слишком оптимистично что бы быть совсем уж правдой.
И
Что у неё с энергобалансом?

[Mercury127]

во1х нейтроны все ранво будт по побочным каналам.
во2х, какая разница, если все равно энергия будет уходить в основном в рентген?
это на Земли его можно поглотить мегатоннами свинца и бетона, и перевести в тепло, чтоб кипятить мегатонны воды.
на дрынолете такой лафы нет...

[Андрей Астрофизический]

на дрынолете такой лафы нет...

Ну если через сколько-то веков окажется что можно только так, а по другому никак, то можно и свинец с водой в достаточном количестве на орбиту завезти. Это не непреодолимое препятствие.

[sharp]

на дрынолете такой лафы нет...

Ну если через сколько-то веков окажется что можно только так, а по другому никак, то можно и свинец с водой в достаточном количестве на орбиту завезти. Это не непреодолимое препятствие.

Дрынолет тогда получится сильно тормознутым и далеко не улетит.

[Technecy]

В статье пишут про полное отсутствие нейтронов. ПРавда о каком синтезе вообще можно вести речь, если в результате процесса из бора получается гелий. Пофигу что через углерод. Это таки распад, а не синтез.
Даже если получившийся гелий и сможет толкать ракету вперёд, без энергобаланса >1 это всё равно ничего не даёт. А вот об этом в статье- ни слова.

[Valerij56]

Что происходит у промеждузвездного дрыгателя вам виднее, но у нормального термоядерного двигателя именно рабочее тело и есть основной радиатор. У него, безусловно, должно быть много второстепенных агрегатов со своими радиаторами, но главным является именно рабочее тело, которое превращается в реакторе в плазму за счёт тепла термоядерной реакции, разогревается в таком состоянии и выбрасывается из магнитного сопла.

"Нормальных термоядерных двигателей" пока не существует, соответственно говорить об их КПД - как толочь воду в ступе.

Не совсем так. Параметры, температура и давление плазмы, вполне достаточные для работы "нормального термоядерного двигателя" уже лет десять назад достигнуты в так называемых "пробкотронах" (не токамаках, а, скорее, классических магнитных бутылках. Просто пробкоторон этот строится на Земле, и потому очень небольшой в размерах, порядка 25 метров, а активная часть, где сталкиваются встречные пучки плазмы вообще считанные метры. Одна из самых дорогих его систем - система вакуумирования, а самая тяжёлая - корпус, который этот самый вакуум сохраняет. На практике подтверждена необходимая для его работы частота явлений термоядерного синтеза, то есть прототип термоядерного двигателя давно существует и работает.
   
Для того, чтобы сделать реальный двигатель, его необходимо вывести в космос, там места много и вакуум бесплатный. Есть пока техническая проблема сделать портативный термоядерный двигатель, а такой, как я описал, мешает создать не физика с технологией, а только экономика.
   

Но уход почти всей энергии в струю фактически равносилен КПД двигателя близкому к 100%, и предполагать такое о несуществующем двигателе - мягко говоря смело.
Использование магнитного поля уже ставит это под сомнение, ведь требуется преобразование тепловой энергии в электрическую, а КПД этого процесса вы вряд ли сделаете больше 50% в космосе (и даже 50 - это сильный оптимизм).

   
Простите, о стопроцентном КПД заговорили вы, я же говорил, что в данном случае плазма сама себе радиатор. Такой двигатель будет довольно активно "светить" в стороны, так активно, что часть этой энергии нужно будет перехватывать и использовать для питания систем двигателя. Будут у него и вспомогательные радиаторы систем электропитания и охлаждения конструкции, в том числе управляющих магнитов, но преобразования энергии между источником энергии и реактивной струёй не будет.
   

[дерево]

во1х нейтроны все ранво будт по побочным каналам.

В смеси P-B¹¹ в отличие от D-He³ ощутимых (даже слабо) побочных каналов нет.

Что у неё с энергобалансом?

Энергобаланс самой реакции положительный ~0,73 МэВ/нуклон. Но требуются давление в ~20...23 и температура в ~15 раз больше, чем для реакции D-T при равном энерговыделении. Соответственно ТЯС будет давать мощность в сотни раз меньше, чем тратится на удержание плазмы, в реакторе с характеристиками подобным строящемуся ITER. И даже в подобном проектируемому DEMO PS энерговыделение будет на порядок меньше энергозатрат, а нужен порядок в другую сторону.

Есть методы обойтись без давления и температуры

Там также есть температура и давление, они лишь создаются другим способом.

[sharp]

На практике подтверждена необходимая для его работы частота явлений термоядерного синтеза, то есть прототип термоядерного двигателя давно существует и работает.

Если это так, должны быть работы, в которых показаны расчетные ТТХ двигателей. Где же они?

Простите, о стопроцентном КПД заговорили вы, я же говорил, что в данном случае плазма сама себе радиатор.

"Плазма сама себе радиатор" может быть только в одном случае - если подавляющая доля вырабатываемой тепловой энергии покидает корабль вместе с плазмой, а это и есть КПД близкий к 100%. На самом деле даже в химических двигателях струя лишь частично уносит тепловую энергию, функцию радиатора приходится исполнять так же конструкциям двигателя. Чего уж говорить о плазменном двигателе со сверхвысоким УИ.

Будут у него и вспомогательные радиаторы систем электропитания и охлаждения конструкции, в том числе управляющих магнитов, но преобразования энергии между источником энергии и реактивной струёй не будет.

Пардон, откуда магниты возьмут электроэнергию для своей работы, если нет преобразования энергии?

[Проходящий Кот]

Из тумбочки , естественно

[Valerij56]

Да, а к середине двадцатого века Лондон покроет сплошной слой навоза.

ну хватит уже переписывать этот заезжанный мем... Рим ещё 2 тыс лет назад имел конечно не так много как Лондон теперь народу, но сопоставимое количество, а ещё есть Пекин с его гиганским историческим центром - не обойти вообще никак, и обнесён он был стенами от которых остался теперь лишь ров с водой... так что никто в здравом уме про навоз не мог сказать,

   
Однако, сказал,  и в самом что ни на есть,здравом уме. Плотность населения Лондона второй половины девятнадцатого века намного больше плотности населения древнего Рима и Пекина.Важна именно плотность населения, а не его численность. На территории рима, наприме, были не только городские кварталы, но и фермы с виноградниками.
   

а вот то, что замены ископаемым конценитрованным источникам энергии не видно - это прямое следствие законов физики, ну и геологии быть может.

   
Я возражаю не против этого постулата, а против утверждения, что ископаемые источники энергии заканчиваются. Есть реакторы-размножители, позволяющие производить плутоний из стабильных изотопов урана, например. Так что до термоядерной реакции доживём. А тем более до термоядерного двигателя для космического корабля - он на порядки проще реактора для электростанции.
   

Земля и так перегревается, надо уменьшать количество тепла, достигающего её поверхность

равновесная температура Земли что-то около 255К. что вы собрались уменьшать? Землю-снежёк захотелось?

   
Земля достаточно сложная система, так что одним понятием равновесной температуры для описания её климата не обойтись.
   

Я просто уверен, что люди будут распоряжаться очень большими энергетическими ресурсами, в том числе на основе термоядерной энергии

боюсь спрость об истоках этой уверенности. открыли Четвёртое Начало Термодинамики? (бонус - позволяющие обходить первые два - во как!)

   
А чем вам первые два не нравятся? Я не утверждаю, что люди будут широко использовать эту энергию на Земле.
   

Я не уверен, что люди захотят делать на Марсе атмосферу как у Земли.

а мы умеем дышать какой-то другой? ну или - тут же модно говорить о постлюдях (которые звёзды зажигают) - с кислородом там как будет?

   
Ну, это вы заговорили о "постлюдях". Люди будут вполне комфортно жить в просторных искусственных сооружениях, с контролируемой средой. В терраформинг и в сильное массовое генное модифицирование людей я не верю, но иногда оно будет применяться.
   

Корабли принято измерять в водоизмещениях

ну так давайте сравним. самый крупный парусный и деревянный военный корабль - Сантиссима тринидад, водоизмещением 1900 тонн, самый крупный военный корабль вообще - это какой-то из теперешних авиносцев, что-то около 90 тыс тонн если правильно помню, но то авианосец, он воюют не сам, а несомыми самолётами, из тех что сами сражаются - линкор Ямато, 73 тыс тонн, то есть чуть более, чем в сорок раз больше.

Ну-ну, ещё скажите "на абордаж не берут"...

[Valerij56]

на основе термоядерной энергии

И как успехи в этом направлении? На чём уверенность строится?

   
На практических успехах. Я месяца полтора в профильной теме писал о нескольких вариантах термоядерных двигателей, над которыми сейчас работают в НАСА. Там уже выходят на работающие прототипы.
   

но мы пока не очень представляем, что именно люди будут делать с этой энергией.

Пока наоборот - непонятно, где брать подешевле. Экономика, знаете ли...

   
Классическая разница между женским и мужским типом личности. Женщина ищет, где купить дешевле, мужчина - как заработать больше...
   

[Technecy]

Женщина ищет, где купить дешевле,

Ну щаз.

откуда магниты возьмут электроэнергию для своей работы, если нет преобразования энергии?

Видимо предполагается преобразовывать энергию потерь в искричиства. И искричиствами питать магниты и всё остальное.

над которыми сейчас работают в НАСА. Там уже выходят на работающие прототипы.

Свежо предание, да верится с трудом.
На работающие термоядерные прототипы выходят уже лет х-сят. Как на победу коммунизма. И с тем же результатом.

[sharp]

Видимо предполагается преобразовывать энергию потерь в искричиства. И искричиствами питать магниты и всё остальное.

Ага, эта мысль уже минимум парой участников была предложена на последних двух страницах. Но, паразитное тепло является низкопотенциальным, а потому термодинамика смотрит на такие идеи с грустью и недоумением.

[Valerij56]

На практике подтверждена необходимая для его работы частота явлений термоядерного синтеза, то есть прототип термоядерного двигателя давно существует и работает.

Если это так, должны быть работы, в которых показаны расчетные ТТХ двигателей. Где же они?

   
Для этоголюди должны работать именно над термоядерным двигателем - они и работают в НАСА. У вас память девичья, мы с вами об этом говорили вот здесь и позже: Двигатель для межзвёздных перелётов
   
А прототип двигателя, о котором я писал здесь вот он:
   

   
Слабо набрать в Яндексе волшебные слова "пробкотрон Будкера"? просто в Новосибирске делают реактор с прицелом на эксплуатацию на электростанциях не Земле, да и с деньгами у них не богато. Термоядерный реактивный двигатель намного проще.
   

Простите, о стопроцентном КПД заговорили вы, я же говорил, что в данном случае плазма сама себе радиатор.

"Плазма сама себе радиатор" может быть только в одном случае - если подавляющая доля вырабатываемой тепловой энергии покидает корабль вместе с плазмой, а это и есть КПД близкий к 100%. На самом деле даже в химических двигателях струя лишь частично уносит тепловую энергию, функцию радиатора приходится исполнять так же конструкциям двигателя. Чего уж говорить о плазменном двигателе со сверхвысоким УИ.

Опять вы заговорили о сверхвысоком КПД. Никто этого не обещал - приличная часть излучения плазмы направлена перпендикулярно тяге двигателя во все стороны. И только часть энергии уносится реактивной струёй. откуда здесь взялся сверхвысокий КПД? Просто двигатель очень большой, плотность излучения не так велика, и современные материалы её спокойно держат.

Будут у него и вспомогательные радиаторы систем электропитания и охлаждения конструкции, в том числе управляющих магнитов, но преобразования энергии между источником энергии и реактивной струёй не будет.

Пардон, откуда магниты возьмут электроэнергию для своей работы, если нет преобразования энергии?

Преобразование энергии для питания магнитов есть, источником этой энергии как раз и служит часть перпендикулярного направлению тяги излучения плазмы, а вот для нагрева плазмы после запуска реактора преобразователя нет. Магниты только направляют и формируют пучок, им не нужно много энергии, плазма сама себя греет.
   
Так ведь и любой двигатель запускается импульсом энергии от постороннего источника. Смысл очень прост - условия для термоядерной реакции в пробкотроне вполне достижимы, выход энергии зависит от плотности пучка и объёма активного участка, где встречаются два пучка, поэтому маленький пробкотрон тратит энергии больше, чем вырабатывает, а большой (длинный) будет работать даже при низкой плотности плазмы. низкая плотность плазмы - малая плотность энергии, а значит не нужны волшебные материалы..

[Valerij56]

Видимо предполагается преобразовывать энергию потерь в искричиства. И искричиствами питать магниты и всё остальное.

Ага, эта мысль уже минимум парой участников была предложена на последних двух страницах. Но, паразитное тепло является низкопотенциальным, а потому термодинамика смотрит на такие идеи с грустью и недоумением.

   
Паразитное излучение плазменного шнура с плотностью излучения больше солнечной постоянной на порядки для вас низкопотенциальное? Круто, ничего не скажешь.

[Nucleosome]

Плотность населения Лондона второй половины девятнадцатого века намного больше плотности населения древнего Рима и Пекина.

судя по тому, что в Риме строили 5 и 6 этажные здания для плебса с плотностью там было всё в порядке, в Пекине в целом тоже...

Есть реакторы-размножители, позволяющие производить плутоний из стабильных изотопов урана, например. Так что до термоядерной реакции доживём.

реакторы размножители это хорошо, только стабильных изотопов у урана не существует. 238 конечно распадается долго, но не так, как самые стабильные изотопы висмута например. ну и связи с термоядом у этих реаторов нет никаких вообще.

А тем более до термоядерного двигателя для космического корабля - он на порядки проще реактора для электростанции.

это почему? там где у нас всё жёстко с отводом тепла, радиацией и т. д.?

Люди будут вполне комфортно жить в просторных искусственных сооружениях, с контролируемой средой.

ЕРОИ базовой энергии столь не любимый мечтателями раздела для поддерживния современного типа цивилизации - от 3 до 5, а когда у нас надо для жизнеобеспечения абсолютно всё, вплоть до воздуха, то считай все 10 - 15 наверняка. при этом, единственный реальный источник энергии на Марсе - уран, а если всё-таки довести наработку топлива из 238 до дестяков циклов (пока этого никто не делал и там чем дальше цикл, тем больше проблемм в виде загрязнений), то на Земле единственный практически бесконечным (но совсем не бездонным) его источник - вода мировый океанов, куда его выносят реки, размывая литосферу, на Марсе, понятно, такого источника нет и быть не может и урана вообще мало на что всё указывает. так что вряд ли там даже полновесный бридер поможет делу.

Ну-ну, ещё скажите "на абордаж не берут"...

в принципе - можно взять. а вообще я не понял к чему вы это - хотелось разницы побольше, да вот линкоры разных эпох не согласны с вашим пожеланием?

В космосе фарватеров нет, и такие ограничения не будут играть роли.

да вообще тут сравнение не в тему - ограничивает ещё и уязвимость к штормам, и потом - размер корабля ведь на самоцель, а просто способ съэкономить горючие и команду. проблема в том, что космокорабли в размерах не особо выросли за всю их историю, ну и таких принципиальных изменений как замена дерева на сталь и парусов на топливо не было.

Слишком оптимистично что бы быть совсем уж правдой.

да там температура нужна запредельная вообще. как там вообще что-то получить... ну это:

Там уже выходят на работающие прототипы.

уже где-то в альтернативной реальности

[Valerij56]

Плотность населения Лондона второй половины девятнадцатого века намного больше плотности населения древнего Рима и Пекина.

судя по тому, что в Риме строили 5 и 6 этажные здания для плебса с плотностью там было всё в порядке, в Пекине в целом тоже...

   
Да, но много ли было тех зданий? Я ещё раз повторю - в Риме были фермы и виноградники, так что плотно селиться там не могли. И не селились.

Есть реакторы-размножители, позволяющие производить плутоний из стабильных изотопов урана, например. Так что до термоядерной реакции доживём.

реакторы размножители это хорошо, только стабильных изотопов у урана не существует. 238 конечно распадается долго, но не так, как самые стабильные изотопы висмута например. ну и связи с термоядом у этих реаторов нет никаких вообще.

   
Для производства ядерного топлива это просто неразрешимая проблема, не правда ли?
   

А тем более до термоядерного двигателя для космического корабля - он на порядки проще реактора для электростанции.

это почему? там где у нас всё жёстко с отводом тепла, радиацией и т. д.?

   
Да, именно там.
   

Люди будут вполне комфортно жить в просторных искусственных сооружениях, с контролируемой средой.

ЕРОИ базовой энергии столь не любимый мечтателями раздела для поддерживния современного типа цивилизации - от 3 до 5, а когда у нас надо для жизнеобеспечения абсолютно всё, вплоть до воздуха, то считай все 10 - 15 наверняка. при этом, единственный реальный источник энергии на Марсе - уран, а если всё-таки довести наработку топлива из 238 до дестяков циклов (пока этого никто не делал и там чем дальше цикл, тем больше проблемм в виде загрязнений), то на Земле единственный практически бесконечным (но совсем не бездонным) его источник - вода мировый океанов, куда его выносят реки, размывая литосферу, на Марсе, понятно, такого источника нет и быть не может и урана вообще мало на что всё указывает. так что вряд ли там даже полновесный бридер поможет делу.

   
Вы забыли о термояде. Бывает.
   

Ну-ну, ещё скажите "на абордаж не берут"...

в принципе - можно взять. а вообще я не понял к чему вы это - хотелось разницы побольше, да вот линкоры разных эпох не согласны с вашим пожеланием?

   
Ну а почему тогда не сравнить бочонок нефти с супертанкером? Пчему вы решили сравнивать именно на примере линейных кораблей, которые чёрт знает когда вплотную приблизились к своему пределу?
   

В космосе фарватеров нет, и такие ограничения не будут играть роли.

да вообще тут сравнение не в тему - ограничивает ещё и уязвимость к штормам, и потом - размер корабля ведь на самоцель, а просто способ съэкономить горючие и команду. проблема в том, что космокорабли в размерах не особо выросли за всю их историю, ну и таких принципиальных изменений как замена дерева на сталь и парусов на топливо не было.

   
Конечно, не выросли - размеров Востока и Джемини до спейс Шатла и Бурана.
   

Слишком оптимистично что бы быть совсем уж правдой.

да там температура нужна запредельная вообще. как там вообще что-то получить... ну это:

Там уже выходят на работающие прототипы.

уже где-то в альтернативной реальности

Вы хотя бы по ссылке сходили? А то ведь опять "не читал, но осуждаю".

[Technecy]

NIAC 2018 Phase I and Phase II Selections
https://www.nasa.gov/directorates/spacetech/niac/2018_Phase_I_Phase_II
 
https://www.nasa.gov/directorates/spacetech/niac/2018_Phase_I_Phase_II/PulsedFission-Fusion_Propulsion_Concept
 Pulsed Fission-Fusion (PuFF) Propulsion Concept
https://www.nasa.gov/directorates/spacetech/niac/2018_Phase_I_Phase_II/PROCSIMA
 PROCSIMA: Diffractionless Beamed Propulsion for Breakthrough Interstellar Missions
https://www.nasa.gov/directorates/spacetech/niac/2018_Phase_I_Phase_II/Breakthrough_Propulsion_Architecture_for_Interstellar_Precursor_Missions
 A Breakthrough Propulsion Architecture for Interstellar Precursor Missions

И вы вот эти "весёлые картинки" выдаёте за "выходят на прототип"!?

поэтому маленький пробкотрон тратит энергии больше, чем вырабатывает, а большой (длинный) будет работать даже при низкой плотности плазмы.

А почему ДВС работает одинаково, хоть большого размера, хоть маленького?
ПОчему водяная мельница тоже работает не зависимо от размера?
Птицы летают и маленькие и большие...
Да потому что это всё принципиально - может работать. Но аргументы типа "не работает потому что размером не вышел" или "с деньгами у них не густо"... Добавьте сюда ещё  "власти скрывают", "нефтяной заговор" и "за границей уже давно это есть"(последнее вы, кстати, попытались уже сделать) и вообще картина маслом получается.  "Х-файлы" и "сверхсекретные разработки" с Рен-Тв о которых известно лишь не всем.
 

, плазма сама себя греет.
   

Волшебная однако штука, эта ваша плазма. И сама себя греет, и сама себе радиатор для охлаждения установки. Мммм. Прелесть просто.

[Polnoch Ксю]

Простите, о стопроцентном КПД заговорили вы, я же говорил, что в данном случае плазма сама себе радиатор.

Даже на ISS есть радиаторы - солнечные панели слишком греются
Так что реактивные звездолёты,ИМХО, будут обязательно с "крыльями"(радиаторов), что, впрочем, не поможет им летать быстрее, а скорее наоборот. Я вот что думаю, а что, если как-то исхитрится, и использовать потом радиаторы как рабочее тело последней ступени, как Цандер собирался делать с корпусом ракеты? Может, можно их сделать из чего-то, у чего молекулярная масса маленькая, но при этом всё равно греть их очень горячо?