Двигатель для межзвёздных перелётов

[alex_semenov]

т.е. нужно просто сделать бомбу чуть горячее? не 110, а скажем, 220 млн К?

Если совсем просто, то в общем то да.
Но это та простота, которая хуже воровства.

О святой простоте.
Когда почти год назад я увидел эту формулу:



я в ней уловил сходу одно: T₁ - в третей степени (мне понятно почему, наше знакомство с Elind здесь и началось по-сути с этого при разговоре о КВС-гравицапе).  Свет идет сквозь толщу преграды крутым фронтом (этим и отличается нелинейный лучевой теплоперенос от линейного, насколько я могу судить) и время  прохода фронта через преграду толщиной l грубо получается:

 
А мои влажные юношеские ожидания выше, утверждают что время разгона этой самой преграды давлением запертого света:



Надеяться на чудо (что энергия света большей частью уйдет в импульс материи) можно только, если t₂ < t₁. И желательно в разы! И если (если! но не факт!) все остальные параметры в расчетах "статичны" (слабо зависят от температуры фотонного газа), то получается что подняв температуру газа в n раз, мы и улучшим для себя соотношение времени в n раз. Но даст ли это пользу - зависит от абсолютных значений сравниваемых параметров.
В этом была надежда и неопределенность (она же сохранилась).

Но!
И вот тут уже о простоте худе воровства.
Во-первых это противоречит уже двум имеющимся у меня простым моделям. Прошлогодней от Elind и еще более древней от AlexAV. Насколько  я могу судить, там получается все наоборот. Выше температура (у Elind - плотность) - выше потери.
Но (возможно я и не прав, каюсь заранее) все эти модели - сферический конь в вакууме.
Достаточно грубы.
Куда лучше, чем у меня (я и рядом не стоял), но тоже не достаточно адекватны.
Так, например, (я во всяком случае считал так) температура T₁ высчитывается как "средняя по больнице". Берем УСРЕДНЕННУЮ энергию всего изделия, делим на среднюю плотность заряда и размазываем это как плотность энергии фотонного газа по всему объему.
Даже если бы вся масса бомбы у нас была сосредоточена на переферии, а фотонный газ гулял (можно сказать) в абсолютно пустой середине мы бы должны были иметь  уже совсем другую модель, скажем, теплопереноса.

То есть "поднять температуру и все"  - не получится. 

Нечего там поднимать. Температура там в разных местах - разная. И есть места, где температуры более чем достаточно. То есть, если такой механизм и есть, то он должен уже работать в реальных водородных бомбах.
Но почему не работает?
Можно придумать массу причин. Например все мои фантазии - фигня если у вас половина энергии из урановой оболочки. То есть "грязная" бомба.
Главный аргумент против моих мечтаний - взрывы (правда очень допотопных водородных бомб, скорей всего грязных) в космосе в 1950-1960-х наглядно показали что разлетающейся плазме достается церковная десятина (в лучшем случае, некоторые умники на Авиабазе пытались и ее отобрать чуть ли не до нуля!). Остальное уходит в свет. Где чудо?
Я НАДЕЮСЬ, что все дело именно в конструкции бомбы. Вы же видели типичную конструкцию обычного боевого заряда?

Вот представьте (хотя это пример неудачный, тут грязный усилитель который все испортит! Но допустим уран в оболочке мы тут заменили на вольфрам). Вторая ступень. В ней "лидочка" D  уже выгорела и дала пол миллиарда Кельвин в полой сфере F (хотя там есть еще  одна сфаре E, но не суть. Учтите - это еще и сильно сжато!) Вот оболочка F начала разлетаться с нужной нам скоростью 7 тыс/км. Чудо случилось. Помечтаем. Что дальше? А дальше эта волна упорядоченной материи налетит на материал в световом канале, на внешнюю оболочку, на шар плазмы от  более "холодного" первичного модуля... Представили? Начинается гидродинамика и "стиральная машинка". И вся упорядоченная энергия (плотность ее - чудовищна!)  опять (микросекунды) сливается в хаос. То есть в ... свет. Рентген.
Если и был у нас эффект, то что было - то сплыло.
Как учил В. И. Ленин?
Энергию (власть) мало взять. Ее дальше надо унести (удержать). А для этого нужна бомба специальным образом устроенная.
Я во всяком случае надеюсь, что это все-таки уже как-то научились делать, когда разглядываю картинку из статьи Тейлора (уверен 40% - это крайне консервативная оценка. В таких статься дают явно заниженные данные):

в СН, кстати, оная температура составляет от 1 (перед смертью) до (момент вспышки) 10 млрд К...

Тут еще нужно смотреть где эта температура? В центре или на поверхности?
Вы знаете сколько фотон из центра Солнца путешествует на поверхность?
Миллион лет.
Но согласен. Там и размеры "чуть" иные. Размер имеет значение. Но и материя там полегче, кстати. Z там у разлетающейся плазмы не бог весть какой (первая половина таблицы Менделеева), да и плотность (если не ошибаюсь) чуть другая чем в бомб... Подобие тут очень общее. Это надо тоже иметь в виду и сильно не раскатывать губу.

Да, идея скорей всего - ерундовая. Надо быть маньяком (возможно даже профаном?) чтобы тут на что-то надеяться. Из тысячи маньяков, вцепившимися в свой навязчивый бред только одному повезло вцепиться в что-то стоящее. Но если все маньяки прозреют, "поумнеют", то у нас как у человечества дело - труба. Так что ... "Делай что должен и будет что будет!" (с) 

[Valerij56]

В сравнении с 4000-ным в"Орионом" эти СООРУЖЕНИЯ просто гиганты! Согласны?

   
Соглашусь. Только вот я ещё не разу не слышал о том, что кто-то собирался использовать эти сстемы как двигатели.
   

Не то что полететь (даже в вакууме) это не сможет... Это вообще не того параметра системы.
Невесомость - невесомость. Но такой параметр как киловатт/кг даже там - фактор. И поверьте (я тут - гуру). Для межзвездной - фактор первостепенный. Вызывающей-ограничивающий. Хотя вы - о межпланетке. Тут все проще...

   
Гуру - это хорошо. Но для того, чтобы не стать бывшим гуру, надо изучать не только проекты далёкого прошлого (а десятки лет в этой области - просто фанерозой какой-то), но и современные проекты, о которых я из ваших виртуальных уст ничего и не услышал. Зато ваши возражения мне не кажутся адекватными.
   

Например, значительная часть массы этих установок - это масса сферической радиационной защиты, которая для космического корабля может быть секторной, и в весьма ограниченном секторе Плюс система вакуумирования, которая, по определению, в космосе не нужна. Плюс преобразование тепловой или механической энергии плазменного шнура в электрическую, которое для ракетного термоядерного двигателя тоже лишнее.
   

Подумайте. Даже после того как в подобных системах ОБУЗДАЮТ все проблемы, удельная масса (ватт/кг) у них хоть сколько-нибудь приблизится к параметрам, скажем... эм... паравоза?

   
Насколько я знаю, в лучших вариантах удельная масса кораблей с пульсирующим термоядерным двигателем вполне удовлетворяет требованием для звездолёта поколений со средней скоростью полёта примерно 0,01С и более. Для необитаемых зондов, в принципе, достижимым кажется и 0,1С.
   
В конце концов это тоже взрыволёты, просто конструктивно бомба у них разделена на "стационарный" (в том смысле, как катер имеет стационарный двигатель) механизм поджига термоядерного двигателя, и топливо. Дейтерий-тритиевое топливо - не единственный вариант, рассматриваются и капсулы, поджигаемые электрическим импульсом в магнитном поле - там вариантов термоядерного топлива море разливанное.
   
Но пока это первые эксперименты.Бдет день ( в виде относительно недорогого шаттла на орбиту) - будет пища.
       

У меня есть СИЛЬНЫЕ сомнения.
То есть. Существует две научно-инженерные проблемы.
Первая - добиться управляемой реакции.
Вторая - добиться что бы подобные энергоустановки хотя бы приблизились по энерговооруженности к уже имеющимся ядерным электроракетам.
   
Лично мое мнение?
Вторая проблема на порядок сложней первой.
Но допустим я ошибаюсь.

   
По первому пункту, наивный вопрос, простите. А зачем для пульсирующего двигателя управляемая реакция?
   
По второму - ИМХО, пульсирующий термоядерный аппарат, как и термоядерный двигатель на основе пробкотрона, уже в первых своих итерациях будут намного энергоэффективнее ЯРДУ, потому, что у них в основном тракте (это там, где энергия используется для движения аппарата, а не для служебных целей двигателя) передачи энергии нет многократных её преобразований. В ЯЭРДУ на ионниках тепловая сначала преобразуется в электричество, потом электричество в кинетическую, а в плазменных сначала в энергию высокочастотного магнитного поля, потом в тепловую, а из неё в кинетическую. Каждое преобразование - это потери.
   

Допустим приблизились или даже сравнялись.

Вторая претензия.
И это (как мне мнится) УБОЙНО-сильная претензия.
А зачем?
Я вообще НЕ ПОНИМАЮ зачем это все нужно?
Зачем делать сложно, когда можно сделать просто?
Уже же есть системы!
То же самый ядерный тягач РОСАТОМ! Или там какой-нибудь "Прометей" от NASA!
Зачем изобретать велосипед?

   
Потому, что "Орион" должен иметь на борту запас боеголовок больше, чем многие атомные державы. На такой риск никто не пойдёт.
   

Что хочу добавить. Отойдите в сторону господа и посмотрите на яркий пример некого удивительного (хотя привычного) явления.
...
Я почему "так влюблен" во взрыволеты? Думаете я такой милитарист? Я так люблю радиактивный пепел себе на голову?

   
Тогда чем вам не нравятся пульсирующие термоядерные двигатели? В принципе, это те же самые взрыволёты, только внешний поджиг позволяет обойтись без бомб, а, во вторых, снизить мощность единичного взрыва, а значит уменьшить размеры и массу корабля.

[Проходящий Кот]

Все-таки хотите Феникс от Роберта Ибатуллина
или Дедал от британских ученых?

[a_babich]

Зарекался отвечать этому троллю, но приходится ради молчаливых читателей, которых здесь большинство.

1)я молчаливый
2)точно не ваш читатель
3)но вы так и не ответили
4)напрягитесь и постарайтесь ответить на простые вопросы


1)куда и зачем вы собрались лететь на этом устройстве?
2)или вы просто в процессе обсуждения испытываете состояние близкое к оргазму, поэтому занимаетесь вербальной мастурбацией?
3)вы так и не ответили на вопрос : вы действительно считаете возможным и рентабельным освоение чего-то вне Земли, но при этом не можете ответить, почему на Земле никто не собирается осваивать пустыни, Антарктиду, высокогорья выше 4-5к    метров etc etc
4)вы так и не ответили на вопрос как совместимо пребывание (и продуктивная деятельность, а не просто пребывание с целью выживания) вне Земли хрупких белковых организмов  с жесточайшими  внеземными условиями

Комментарий модератора раздела

2)- +20% за попытки перехода на личности не по месту. (п.3.1.a)
3)- +10% за чистый оффтоп в теме. (п.3.1.д)

[crazy_terraformer]

За миллион лет развития, то есть за 999 миллионов лет до нас, они смогли бы построить двигатели для межзвёздных перелетов позволяющие летать к звёздам также как сейчас наши корабли плавают между континентами. Тогда бы они заселили бы всю Галактику.

Это сильное упрощение. Которого порой не избегают, врочем, даже такие мэтры, как Семенов, так что вы в хорошей компании
В реальности даже для цивилизации освоившей МП, каждый таковой перелет является редким экстраординарным событием. А перелет в новую систему - еще и сопряженный с риском, и с огромной вероятностью неудачи. Так что "хождения среди звезд" и даже межзвездные колонизации могут иметь место как редкие одиночные явления, но в экспоненциальный процесс они не переходят.

Тащем-та если месторождения урана и тория очень редки(скорее всего, так и есть, т.к. меня терзают смутные сомнения, что в зоне Златовласки часто встречаются миры с кислородной атмосферой), то скорость экспансии по Милкивэю может очень лимитироваться, скоростью переработки пустой породы или скоростью терраформирования.

Самое первое, самое примитивное, "эскизирование" даст ответ, что, не смотря на великолепные относительные параметры проект классического взрыволёта в абсолютных цифрах далеко за пределами возможности экономики.

А кто его знает, какая экономика будет через 100 лет? Может долларов будет столько, что будут объявлять конкурсы на их траты?

Да, может быть, на них будут делать замечательно вкусные шашлычки с дымком из бывших финансистов, банкиров, бюрократов и политиков?

[Mercury127]

Тут еще нужно смотреть где эта температура? В центре или на поверхности?

в центре, конечно. на границе бывшего железного ядра и нижних слоев луковицы, в момент отскока луковицы от теперь уже найтронного ядра и начала движения образовавшейся ударной волны наружу. дополнительный подогрев идет от нейтринного потока, генерирующегося в процессе нейтронизации жезела. в этой волне и идет выгорание углерода, кислорода, кремния, магния, серы, с разгоном и выносом остатков луковицы во внешние слои и их дальнейшим разгоном и сбросом. но к моменты выхода излучения на поверхность, те скажем так, "фотосферу" СН, температура уже сииииильно меньше, несколько десятков тысяч К. зато сама "фотосфера"тут огромна, много любых красных сверхгигантов...

Вы знаете сколько фотон из центра Солнца путешествует на поверхность? Миллион лет.

конечно

Помечтаем. Что дальше? А дальше эта волна упорядоченной материи налетит на материал в световом канале, на внешнюю оболочку, на шар плазмы от  более "холодного" первичного модуля... Представили? Начинается гидродинамика и "стиральная машинка". И вся упорядоченная энергия (плотность ее - чудовищна!)  опять (микросекунды) сливается в хаос. То есть в ... свет. Рентген.
Если и был у нас эффект, то что было - то сплыло.

ну да... опять грабли.
вижу два варианта:
1 - на картинке все та же слойка, о которой вы сами много раз намекаете, что де оно давно устарело...
значит, что? возможно у вояк есть и несколько иные конструкции, в которых, возможно, не будет так много этого полезного вначале, но мешающего потом плазменного шара, или... он будет весьма асимметричным???
ну например, погадаем... нечто типа цилиндрического или дискового светового канала.
тогда в некоторых направлениях у него будет относительно тонкий мешающий нам слой, и в этом направлении, возможно, наш разогнанный материал вылетит без сильных потерь.
2 - даже если до сих пор эта слойка актуальна - на той же картинке видно, что с одной стороны (низ боеголовки) мешающий наружный слой все равно сильно тоньше. возможно, здесь тоже удастся прорваться без сильных потерь?

[Mercury127]

из бывших финансистов, банкиров, бюрократов и политиков?

та не, скорее по старинке - из негров, крестьян, сапожников и прочих еретиков...

[crazy_terraformer]

  Например, значительная часть массы этих установок - это масса сферической радиационной защиты, которая для космического корабля может быть секторной, и в весьма ограниченном секторе Плюс система вакуумирования, которая, по определению, в космосе не нужна. Плюс преобразование тепловой или механической энергии плазменного шнура в электрическую, которое для ракетного термоядерного двигателя тоже лишнее.

Дейтерий-тритиевое топливо - не единственный вариант, рассматриваются и капсулы, поджигаемые электрическим импульсом в магнитном поле - там вариантов термоядерного топлива море разливанное.

Чем предлагаете отражать плазму, если у Вас нет электроэнергии для работы электромагнитов? Как будете их охлаждать в вакууме до криогенных температур без электричества и радиаторов?
А где, позвольте спросить, лично Вы предлагаете брать энергию для сжатия дейтерия(или бороводорода)? С прицепика с ядерной или солнечной электростанцией?

[Кремальера]

Потому, что "Орион" должен иметь на борту запас боеголовок больше, чем многие атомные державы.

И именно поэтому первые автоматические миниатюрные флай-бай зонды будут просто лазерными парусниками.А роль анти-материи все больше будет возрастать в проектах пилотируемых кораблей-изыскателей.

[crazy_terraformer]

Потому, что "Орион" должен иметь на борту запас боеголовок больше, чем многие атомные державы. На такой риск никто не пойдёт.

На такой риск никто пойтить не могёт?
Да ладно. У Пакистана есть ядерное оружие и кто ему это позволил?
"Орион" вполне себе может быть под международным контролем через ООН, Совбез ООН, IAEA, под совместным контролем космических департаментов ведущих стран мира и т.д..

[Проходящий Кот]

Зарекался отвечать этому троллю, но приходится ради молчаливых читателей, которых здесь большинство.

1)я молчаливый
2)точно не ваш читатель
3)но вы так и не ответили
4)напрягитесь и постарайтесь ответить на простые вопросы


1)куда и зачем вы собрались лететь на этом устройстве?
2)или вы просто в процессе обсуждения испытываете состояние близкое к оргазму, поэтому занимаетесь вербальной мастурбацией?
3)вы так и не ответили на вопрос : вы действительно считаете возможным и рентабельным освоение чего-то вне Земли, но при этом не можете ответить, почему на Земле никто не собирается осваивать пустыни, Антарктиду, высокогорья выше 4-5к    метров etc etc
4)вы так и не ответили на вопрос как совместимо пребывание (и продуктивная деятельность, а не просто пребывание с целью выживания) вне Земли хрупких белковых организмов  с жесточайшими  внеземными условиями

В данной теме, если вы не заметили, мы обсуждаем ТЕХНИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ межзвездных перелетов.
Обсуждение чего-либо другого в этой теме является оффтопом, а фактически флудом.
Неужели это так трудно понять?

[elind]

У вас (вторая строка) h вроде выводится как функция от трех температур. C T₀ и T₁ вы вроде поясняете ниже. Но что такое T₂?
В любом случая я взял  h=0.01м, по-максимум. Сантиметр.

T₂ - температура произвольного участка фронта, просто х в уравнении.

Думаю что для свинца, там, вольфрама эта температура мало отличается?
Можно мне туебню чуть подробней пояснить как это высчитывается?

Да, отличается не слишком. Считается приравниванием плотности энергии излучения и плотности «обычной» тепловой энергии (не забывая, что при таких температурах до десяти электронов отрывает от атомов).

Килотонна 4.2e+12 Дж. При 6 кт/кг это 2,52E+13 Дж/кг при плотности 1000 кг/м3, плотность энергии u=2,52E+16Дж/м3отсюда:
=75 983 569 К

Тут я, похоже, зевнул пятёрку в сигме.

Вот представьте (хотя это пример неудачный, тут грязный усилитель который все испортит! Но допустим уран в оболочке мы тут заменили на вольфрам). Вторая ступень. В ней "лидочка" D  уже выгорела и дала пол миллиарда Кельвин в полой сфере F (хотя там есть еще  одна сфаре E, но не суть. Учтите - это еще и сильно сжато!) Вот оболочка F начала разлетаться с нужной нам скоростью 7 тыс/км. Чудо случилось. Помечтаем. Что дальше? А дальше эта волна упорядоченной материи налетит на материал в световом канале, на внешнюю оболочку, на шар плазмы от  более "холодного" первичного модуля... Представили? Начинается гидродинамика и "стиральная машинка". И вся упорядоченная энергия (плотность ее - чудовищна!)  опять (микросекунды) сливается в хаос. То есть в ... свет. Рентген.

Вот поэтому у меня рассматривается именно сферический заряд - чтобы асимметрия удельңого импульса был пониже

[Кремальера]

мы обсуждаем ТЕХНИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ межзвездных перелетов.

Я думаю,сейчас основная проблема МП-это нарастающая невозможность подвести к реальности именно пилотируемый межзвездный полет.В то время как концепты беспилотных зондов потихоньку,полегоньку но все же обрастают мясом реальности.Думаю в 20-м сторонникам удастся защитить "прото-звездолет" Interstellar "precursor" mission и он будет реализован к началу 30-х.
Также уже сейчас можно обрезать проект Dragonfly в 70-80 раз и запустить миссию с торможением у целевой звезды,и даже с миниатюрным лэндером.Но людям ведь надобно иное..

[a_babich]

В данной теме, если вы не заметили, мы обсуждаем ТЕХНИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ межзвездных перелетов.
Обсуждение чего-либо другого в этой теме является оффтопом, а фактически флудом.
Неужели это так трудно понять?

Я понял.
Вы к другим звездам...

[Проходящий Кот]

Перевод пожалуйста.

[a_babich]

Я думаю,сейчас основная проблема МП-это нарастающая невозможность подвести к реальности именно пилотируемый межзвездный полет.

Да, в некотором роде .... проблема

Также уже сейчас можно обрезать проект Dragonfly в 70-80 раз и запустить миссию с торможением у целевой звезды,и даже с миниатюрным лэндером.Но людям ведь надобно иное..

Я конечно  считаю себя некомпетентным диванным экспертом, но...

1)а тормозить чем и как у звезды?
2)лэндер он... он куда- лэндер... на планету  наверное... какую планету?
3)если предположить невозможное и... ну и что мы получаем в результате такой миссии.... хоть что-то получаем?
кстати, сколько по продолжительности будет эта миссия?

Но людям ведь надобно иное..

Ну разным людям- разное.
Хотя вот очень хотелось бы знать, что надо , например, мечтающем о таком проекте.
м-м-м-м-м...  если надо помечтать, то...
ну каждый волен, как говорится.

уже сейчас можно

я как-то при словах "уже сейчас можно" ...  как бы это сказать...чтоб поточнее выразить свою мысль...

[cybertron]

Мне кажется пилотируемые полеты отодвигаются не по причине неких технических проблем - а в связи с отсутствием подходящей цели.
Ждали открытия обитаемых планет у ближайших звезд - но увы.

И вдобавок кажется нарастает мнение что собственно существование землеподобных планет - в смысле копии Земли - может быть редкостью.

Ну найдем мы точную копию Земли в 100 световых годах от Земли - а толку? Достичь ее возможно только кораблем поколений. На это пожалуй никто не решится. Проще подождать появления оцифрованных личностей или АИ личностей - которым все равно сколько полет продлится - 10 лет или 1000.

А отправлять человека к подобию Марса или Венеры - зачем? - у нас есть такие под боком.

[a_babich]

Ну найдем мы точную копию Земли в 100 световых годах от Земли - а толку? Достичь ее возможно только кораблем поколений. На это пожалуй никто не решится. Проще подождать появления оцифрованных личностей или АИ личностей - которым все равно сколько полет продлится - 10 лет или 1000.

Курение продолжается 

[гравицап]

Ну найдем мы точную копию Земли в 100 световых годах от Земли - а толку?

100 - много. может повезет -10-15

Достичь ее возможно только кораблем поколений. На это пожалуй никто не решится.

если будет уверенно себя чувствовать колония на марсе, то решатся.

Проще подождать появления оцифрованных личностей или АИ личностей

вот картинка нарисовалась - оцифровать - главное научиться, дальше - сунул голову в ящик,через 5 минут получил флешку. а вот тело - это серьезный механизм, разные производители - то ли мерседес то ли запорожец. климанет в нем движок, ремонт дорого, флешку на полку.

[Иван Моисеев]

Цитата: cybertron от Сегодня в 21:55:23

    Достичь ее возможно только кораблем поколений. На это пожалуй никто не решится.

если будет уверенно себя чувствовать колония на марсе, то решатся.

Пилотируемый аппарат к одной из ближайших звезд отправится раньше, чем будет создана колония на Марсе.
Также, как полет на Луну состоялся раньше появления колонии в Антарктиде.
Колония на Марсе просто не нужна.
А корабль поколения - вполне решаемая задача. Такие корабли появятся по началу на орбите Солнца. Простое условие их появления - качество жизни на корабле поколений должно быть выше, чем среднее на Земле.