Двигатель для межзвёздных перелётов

[Андрей Астрофизический]

То есть все что хоть гипотетически выше скорости света уже не есть по сути двигатель а есть машина времени).

Формально так оно и есть.

[alex_semenov]

С Новым Годом!
Варп-спид, Рудольф!!!!
 

[snickers]

Формально так оно и есть.

Почему формально? При приближении V -> С  Время замедляется. Вполне логично представить, что  превішение скорости света приведет к изменению вектора течения времени.  Простая формула равномерного ускорения a = v/t. t- это время и для досветовых скоростей имеет знак +.  Почему нельзя превысить скорость света? при V = С,  t = 0. То есть получим a = v/0. То есть фактически ноль. более того при сверхсвете если его каким то способом все же достичь (например электрон разогнанный в вакууме до почти скорости света влетает в воду где скорость света почти в два раза меньше) t будет иметь знак МИНУС. Тогда получим a = v/(-t) и а будет отрицательно. То есть электрон попавший со скоростью света в вакууме в бак с водой на какой то незначительный промежуток времени но не равный нулю попадет в поток обратного времени... и отрицательного ускорения.. но для ускорения нужно приложить энергию.. а при торможение энергия выделяется. Что прекрасно доказывает эффект Вавилова — Черенкова..
Вот электрон попал в воду..

а вот более наглядно ...
сверхзвуковой самолет эффект ударной волны ..

 по факту очень схоже что эффекты сверхсветового электрона, что сверхзвукового самолета..
..
Поэтому какие бы мы термоядрено/аннигиляционные папелацы не придумывали превысить скорость света не сможем так как - в простой формуле ускорения время  t = 0.  ДЛя того, что бы как то превысить скорость света нам надо изменить t и сделать его отличное от нуля .
Как это сделать?? Хз ... есть эффект гравитационного замедления времени. Но нам то  t надо ускорить..
Единственное, что приходит на ум это эффект Казимира.. создание сверхчистого вакуума. Там С не превышает С но само значение С > чем 300 тыс км сек. То есть что то типа электрона и бочки с водой. В лабораторной среде этот эффект воспроизвели но как его замутит для звездолета?
.......................
PS В общем все просто и сложно.. для сверхсветовой скорости нам надо "всего лишь" как то увеличить скорость времени на борту корабля, что бы компенсировать его замедление..a = v/(-t)  в правой части формулы надо что бы  всегда был +t, а не -t или t=0.

[MenFrame]

Вполне логично представить, что  превішение скорости света приведет к изменению вектора течения времени. 

Там все что угодно можно представлять, так как это находиться уже за пределами современной физики.

То есть электрон попавший со скоростью света в вакууме в бак с водой на какой то незначительный промежуток времени но не равный нулю попадет в поток обратного времени...

Если это было бы так, то это уже было эксперементально подтверждено. Поскольку ваше отрицательное время бы влияло на время жизни короткоживущих частиц. Пока что не каких отклонений не замечено.

[a_babich]

сверхзвуковой самолет эффект ударной волны ..
 по факту очень схоже что эффекты сверхсветового электрона, что сверхзвукового самолета..
..

Ударная волна и сверхзвук тут не при чем.
Наблюдается и на дозвуке и без ударной волны
Эффект Прандтля — Глоерта

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D1%84%D1%84%D0%B5%D0%BA%D1%82_%D0%9F%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%B4%D1%82%D0%BB%D1%8F_%E2%80%94_%D0%93%D0%BB%D0%BE%D0%B5%D1%80%D1%82%D0%B0

[Mercury127]

для сверхсветовых дрынолетов есть отдельная тема.
а в этой хотя бы до 0,01 с добраться.

кстати, как лучше писать?

0,01 с
1% с
1 ℅
с01
С.01

 

[snickers]

Там все что угодно можно представлять, так как это находиться уже за пределами современной физики.

Хотите сказать ваших знаний физики.. так вернее будет.

Если это было бы так, то это уже было эксперементально подтверждено.

Подвержено причем экспериментально...
Излучение черенкова - вавилова.. тому пример небольшое видео на тему ...
http://www.youtube.com/watch?v=TIoHbdprgV4# 

для сверхсветовых дрынолетов есть отдельная тема.

эта тема называется - двигатель для межзвездных перелетов.  На каком это основании вы решили тему ограничить рамками ->

хотя бы до 0,01 с добраться.

...
Все приведенное мной выше имеет либо экспериментальное подтверждение - эффекты Казимира, излучение Черенкова, или есть законами физики - та же формула равномерного ускорения например.. или  релятивистское замедление времени..

[MenFrame]

Хотите сказать ваших знаний физики.. так вернее будет.

Мои знания здесь мало отличаются от физики в целом. Есть куча теорий, которые невозможно проверить.

Подвержено причем экспериментально...

Тогда дайте ссылку на научную работу об экспериментальном подтверждении обращении времени вспять.

[alex_semenov]

а в этой хотя бы до 0,01 с добраться.

3000 км/с? А в чем проблема?
Обычный ионник + рекактор - вполне достижимая скорость.
Другое дело - за какое время такая скорость будет получена?
Чистая полезная энергия на килограмм пустой ракеты в конце разгона:  3 000 000 *3 000 000 /2 =4,5E+12 Дж/кг
Если разгонять корабль год (31536000 с) то нужна ПОЛЕЗНАЯ мощность ~ 150 кВт/кг (разделите энергию на время).
Если разгонять 100 лет то получаем полезную мощность 1,5 кВ на килограмм пустой ионной ракеты.
Это все равно много но уже вполне мыслимо.
Достигнутая сейчас удельная мощность для проектируемых атомных ионных тягачей в космосе ~ 200 вт/кг (а больше и не сильно нужно)
Но вообще говоря можно попробовать инженерными увертками попробовать выкрутить для такой системы до 2-3 кВт/кг (мы видели проект на 4 кВт/кг, правда изотопный, но идею можно развить). Это вполне себе реально (хотя срок службы в сотни лет сильно напрягает).
То есть 100-200  летний разгон (и столько же торможение) вполне себе вписывается в полет на 0.01с на 5-6 св.лет за 500-1000 лет.
То есть тысячелетний перелет к ближайшим звездам вполне себе мыслим на имеющихся у нас технологиях.
Даже не так. На ОЧЕВИДНЫХ технологиях.
Только чуть более развитых. Если бы возникла задача - добраться до ближайшей звезды за 1000 лет, тот же "Курчатник" мог бы (думаю) вменяемый эскизный проект собрать на имеющейся у них базе. Но человечество не может ставить себе такие задачи на этапе БУРНОГО НТР.  Мы - на пике роста открытий. Сам бог велел людям планеты верить во всякую хрень типа двигателя Алькубъери. Позади 300 лет (условно) бурной научно-технической революции. Экспоненциально-бурной. Сейчас - перегиб. И если это логистическая кривая (а что это может быть еще?) то впереди еще 300 (условно) лет замедляющегося но все еще прогресса (отрезвления). Некоторые считают что мы уже все выгребли (никаких 300 лет, 30 лет - и все!). Но возьмем оптимистично. 300 лет. Через 300 лет мы таки поймем что таки все (пока что это понимают только денницы самых умных). Никаких чудес действительно не будет. И значит единственный способ - чапать до ближайшей звезды 1000 лет.  Только тогда проекты подобные Штерновским "Ковчег 47 Либра" станут рассматриваться как базовая концепция.



Я к "самым умным" не отношусь. Поэтому я все еще рассчитывают что 0.01с - это нижний но не верхний предел. Я все еще надеюсь, что есть лазейки разогнать ракеты до 0.1с и лететь не 1000 а 100 лет. Почему "просто" ионнику это не осилить? Потому что 10-и кратный рост пиковой скорости перелета потребует кубического роста (то есть в 1000 раз!) удельной мощности для звездолета. То есть не киловатты на кг (которые еще надо выкрутить!), а мегаватты на килограмм массы звездолета (что уже ну никак не получить для любых реакторов). И в этом - главная загвоздка для ионника. Сам же классический ионник вполне может дать 5000 -15 000 км/с истечения и при разумных скоростях перелета проблема "запирающего заряда" - не проблема. Это проблема для межпланетного ионного двигателя. Для звездоносного же ионника проблема - удельная мощность реактора, вырабатывающего электроэнергию для создания тяги.
Здесь на этой ветке это уже сто раз обсуждалось. Это что называется "сильное обобщение", действительно полезный выход с этой полутысячи страниц.

[MenFrame]

3000 км/с? А в чем проблема?
Обычный ионник + рекактор - вполне достижимая скорость.

Нет, это запредельно оптимистичные показатели для реактора, по массе/мощности и ресурсу работы.

[alex_semenov]

Нет, это запредельно оптимистичные показатели для реактора, по массе/мощности и ресурсу работы.

Это оптимистично но не запредельно.
Мы обсуждали это тут
Чисто инженерно можно добиться и 4 000 вт/кг.



Остается "всего лишь" придумать как перейти от радиоизотопов к обычному урану. Да, тут нужна смекалка и... хорошее знание всей атомной физики. Почему я и отсылаю все это в "Курчатник".
В принципе есть работа, которая как бы намекает на решение проблемы.
https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1408/1408.6225.pdf
Ее тут тоже обсуждали. Но в другом ключе. Мол, как сделать парус более эффективным движИтелем (рассматривалось статическое зеркало от AlexAV). Но если можно будет сделать такой парусный двигатель (свести энергетические концы с концами) то почему не поместить источник нейтронов в центр шарика (побольше чем в старом проекте, разумеется)? Источник сам по себе отберет часть удельной мощности но не думаю что на порядки.
В чем главная изюминка шарика?
В том что радиатор и реактор (это на самом деле генератор Мозли) - одно и то же.
Я говорил, что единственный способ для звездолета бороться за удельную мощность - стать "мыльным пузырем". Перед вами такой вот "мыльный пузырь". А всякие там классические решения (в том числе и у Штерна в его романе) - это действительно ломиться в глухую стену. Там действительно безнадега. Более 200-400 вт/кг вы не получите ну никак. Хотя есть еще надежда на масштабироване системы. То есть увеличьте ее массу и габариты на порядки и возможно на порядки возрастет удельная мощность. Но тогда ваш корабль опять таки по чисто прочностным характеристикам станет "мыльным пузырем". Или там, "тростинкой на ветру"...

[Danila_durnov]

А если использовать энергию черных дыр для двигателя звездолета?

[Mercury127]

Используйте. Разрешаю.

[alex_semenov]

А если использовать энергию черных дыр для двигателя звездолета?

Разрешаю!

*****
Еще один "бюджетный" подход был очень давно если не предложен, то продвиную Мэтлофом.
Опять таки. Обсуждалось здесь.
Надо построить чудо-парус. В смысле тонкий (нанотехнология!) и термически прочный (пресловутый графен?) ибо раскрывать его придется чуть ли не у поверхности Солнца. Световым выстрелом от Солнца его можно разогнать более чем в 0.01с. Вся сложность - развернуть это эфимерное и одновременно огромное изделие за считанные секунды. Я думаю что это должно быть похоже на раскрытие парашюта.



При этом сам парус должен быть нанесен на испаряющуюся силовую подложку. Пока парус раскрывается подлжка принимает неравномерную нагрузку и... своей массой тормозит ускорение от давления света. Но по мере испарения давление возрастает. То есть. Можно таки придумать (думаю) методику нежного и быстрого раскрытия паруса.
При этом потребуется (это обязательно) зонд-окультер (создающий тень) массой на несколько порядков тяжелее чем сам парус (то есть для килограмового паруса достаточно зонда в несколько тонн). Он доставит парус к точке старта. Запустить такой зонд - задачу вполне в духе всех современных задач.
Подвесить на этот парус ничего не получится. Никакие стропы не выдержат. Ускорение при старте будет под 500 g. Поэтому всю полезную нагрузку нужно будет распластать по его поверхности. Но сама поверхность будет огромная. Это и глаз и антенна. В общем для пролетной миссии - самое то.
Вот мои прикидки возможного проекта.



Если 300 грамм мало - можно увеличить до 3 кг. Но тогда диаметр возрастет примерно в 3 раза.
Я предлагал этот проект здесь.
Двигатель для межзвёздных перелётов
Как "наш ответ Чемберлену".

Америкосы ведь планируют запустить к 100-летию высадки на Луну в 2069-м  зонд к А-Центавре.
При этом (как я понял) хотят использовать концепцию Хокинга-Мильнера.
Хрена они успеют!

Даже если и напрягутся, массив лазеров по моим самым оптимистичным подсчетам (если вся физика у них получится) будет стоить триллионы и триллионы долларов. А вот такой вот выстрел от солнца требует "всего лишь" прорыва в "нанотехнологиях" ну и "инженерной смекалки".

Используйте. Разрешаю.

С языка сняли...

[Mercury127]

3000 км/с? А в чем проблема?
Обычный ионник + рекактор - вполне достижимая скорость.

Лично я, после знакомства с вашими и не только выкладками в начале и середине темы, более симпатизирую взрыволетам...
И знаете, почему? Он МОЖЕТ, пусть очень ограниченно, маневрировать. Огибать внезапно обнаруженное препятствие. Лишь бы запас бомб был. Я прикидывла в уме, хоть пока и не считал точно. Но, нмв, для отклонения на 1000 км с использованием маршевого движка как маневрового - достаточно обнаружения препятствия за сутки до встречи, или за неск млрд км.
Задача сложная, но я тогда же в уме прикинул и облегчающие ее моменты, например, накопление ответных радиоимпульсов от цели, позволяющее накопить полезный сигнал сверх уровня шумов... В радиолокации этот метод используется испокон веков.
С ионником же, нмв, это невозможно. А звездолет без маневрирования, те с динамикой кирпича, далеко не улетит, в чем я твердо убежден...

[alex_semenov]

А звездолет без маневрирования, те с динамикой кирпича, далеко не улетит, в чем я твердо убежден...

Насколько мне известно, крупные тела (от столкновения с  которыми надо отклоняться) не представляют сколько-нибудь серьезной проблемы в межзвездном перелете.
Есть широко известная в сети и очень пессимистическая (как мне кажется) статья на эту тему Корзникова.
http://go2starss.narod.ru/pub/E009_RMP.html

Там:

Из полученного распределения можно найти, что концентрация частиц, массы которых больше 0.1 г в среднем равна r(0.1)=r1 · (10) · 1.1=6.29·10^-24 1/см³, а это значит, что на пути в 1 световой год звездолет встретит на 1 см² поверхности n=rs=5.9·10^-6 таких частиц, что при общей площади S=100 м²=10⁶ см² составит не менее 5 частиц массивнее 0.1 г на все поперечное сечение звездолета. А каждая такая частица при v=0.1c имеет энергию более 4.53·10¹⁰ Дж, что эквивалентно кумулятивному взрыву 11 тонн тротила.

Далее он показывает что отклониться от подобных столкновений нет никакой возможности и поэтому даже не стоит и пытаться...
Но я полагаю что принять 11 тонн ТНТ все же можно...
Правда не так прямо...



Кто не хочет - ищет причины (и Корзников в этом смысле просто гениален, за что я его статью и ценю).
Но кто хочет - ищет средства.

Даже если Корзников не загнул и число столкновений будет настолько велико (хотя я думаю он на порядки плотность подобных пылинок завысил для сгущения красок) решение ЩИТА (принимающего удар таких частиц в лоб) все же есть. И далеко не одно. Простейшее (очевидное) решение - вынести по курсу тонкое препятствие (фольгу) которое просто будет пробиваться пылинкой. Так как препятствие тонкое (толщина подбирается специально) то пылинка пробьет насквозь и выделится только часть энергии, достаточная для испарения частички. А далее с паром будет работать уже другой щит.

Отклоняться же всем кораблем от  таких частиц бессмысленно. Бессмысленно даже пытаться их зафиксировать. У Корзникова все есть.

Еще. На обсуждаемой здесь скорости в 0.01с энергия такой частицы будет в 100 раз меньше. То есть 110 кг ТНТ. "всего лишь".
И кстати. Если проблема пыли настолько велика как ее представляет Корздников, то получается что более крупный звездолет (скажем корабль-колония)
с подобной проблемой справится легче чем малый межзвездный зонд.
О парусах. Для них подобная пыль будет почти незаметна. Она будет проходить сквозь них насквозь. А вот более мелкие частицы (которых может быть больше и их больше) могут оказаться непреодолимым препятствием.
Я видел разные оценки этой проблемы и тут кто в лес кто по дрова. Кто хочет похоронить межзвездные полеты (как Корзников) рисует одно, кто хочет летать - рисует другое. Объективных оценок я не видел. А надежных данных попросту нет (насколько я знаю).

[cybertron]

Вот тут

1 часть

https://www.centauri-dreams.org/2019/01/03/ultrahigh-acceleration-neutral-particle-beam-driven-sails/

2-ая часть

https://www.centauri-dreams.org/2019/01/07/ultrahigh-acceleration-neutral-particle-beamer-concept-costs-and-realities/

расматривают разгон межзвездного зонда пучками нейтральных частиц

Расчитывают возможность запуска зонда в 1 кг, который достигнет Альфа центавра за 70 лет.

Ну конечно ускорение заложенное - 10 в 6 степени же.

Вроде бы по их подсчетам-  если строить ускорители на Земле (на какой-нибудь горе) - то весь проект обойдется в 8.3 миллиарда долларов

(Энергию для разгона предлагается накапливать в аккумуляторах - стоимость аккумулятроров уже включена в стоимость системы.)

[Mercury127]

Отклоняться же всем кораблем от  таких частиц бессмысленно.

я имел в виду "частицы" стометровых и более размеров...

[cybertron]

"частицы" стометровых и более размеров...

Если звездолет встречает 5 частиц весом 0.1 грам на 1 световой год, то сколько он встретит 100 метровых? Шанс встретить такую будет 1 раз в миллион лет. Т.е можно пренебречь.

[Mercury127]

Да, конечно, если цива клепает звездолеты раз в десять лет.
А если раз в 200 лет? Раз в 1000 лет? И каждый стоит квадриллион уе? И трудятся над ним миллионы людей всю эту 1000 лет? И на нем лететь вашим праправнукам?
Здесь уже вероятности не работают. И сравнивать это с вероятностью аварий тех же автомобилей/самолётов нельзя - масштаб не тот...