Двигатель для межзвёздных перелётов

[MenFrame]

Тут возможно неверно дана оценка того до котой скорости можно затормозить виверн джетом/парусом из пленки/магнитным парусом(приведите мне расчет магнитного паруса пожалуйста для веса 100 тонн!)

Есть отдельная тема про магнитный парашут.

[Проходящий Кот]

А разве ещё остались необсужденные вопросы по основной теме? 

Если всё по основной теме обсуждено, то тема становится справочником.

[Mercury127]

ну так она и почти превратилась в справочник по школьному курсу физики.
а то, что сие не закреплено официально - ну так века до 22-23 здешние гипотезы вряд ли кто проверит экспериментально.
вот как проверят, так сразу же гвоздями и прибьют.

[alex_semenov]

Я не помню. Давал ли сюда ссылку? Существует периодическое издание на английском посвященное межзвездным путешествиям.

Рrincipium



Можно скачать все номера в pdf:

https://i4is.org/publications/principium/

[Кремальера]

Я не помню. Давал ли сюда ссылку?

Вроде нет,но ресурс интересный.Надо читнуть.

[Valerij56]

Да нет, не превратилась.
   

10 апреля 2019 г.
Самонаводящиеся пучковые двигатели для прорывных межзвездных миссий
Крис Лимбах,
Техас, Техническая Экспериментальная Станция

Самонаводящиеся пучковые двигатели для прорывных межзвездных миссий
Новые и революционные двигательные установки необходимы для выполнения сложных дальних миссий, таких как пояс Койпера, облако Оорта и близлежащие звездные системы. Мы предлагаем инновационную пропульсивную двигательную архитектуру, которая позволила бы выполнять межзвездные полеты на Проксиму Центавра с почти 10% скоростью света. Эта архитектура значительно увеличивает расстояние, на которое ускоряется космический корабль, одновременно уменьшая диаметр луча на передатчике и зонде с 10 километров до менее 10 метров. Эти атрибуты превращаются в более компактную систему и увеличенную массу полезного груза по сравнению с одним только лазерным двигателем, что позволяет выполнять научные миссии, которые в настоящее время не осуществимы.
   

     
Ключевым новшеством нашей концепции движителя является уникальная связь пучка нейтральных частиц с лазерным лучом, схема, которая практически исключает тепловое расширение и дифракцию во время распространения луча в пространстве. На первом этапе были исследованы физическая основа этой концепции и уникальные особенности этого неизученного способа движения. Благодаря этим усилиям была проверена основополагающая физическая основа, а основные уравнения были выведены из первых принципов. Изучение численных подходов к моделированию высокой точности также было начато. Используя инструмент проектирования миссии, разработанный на Фазе I, было обнаружено сильное масштабирование массы полезной нагрузки со скоростью, что привело к обнаружению, что 60-летняя миссия при скорости света 7,5% обеспечивает массу полезной нагрузки порядка 1 кг. Обзор технической литературы показал, что основные элементы комбинированной системы тяги в настоящее время существуют или представляют собой краткосрочные экстраполяции существующих возможностей. Результаты этапа I, подтвердив физическую основу и мотивируя применение этой новой двигательной технологии, повысили ее технологическую готовность с TRL 0 до TRL 2.

https://www.nasa.gov/directorates/spacetech/niac/2019_Phase_I_Phase_II/Self_Guided_Beamed_Propulsion/
   
Это гуглоперевод с сайта НАСА.
   
Что очень важно, с моей точки зрения - аналогичным способом можно построить системы связи. В определённой мере падает скорость передачи, но управлять диаметром лазерного пучка в этой ситуации можно не только строительством огромной излучающей решётки.

[Проходящий Кот]

В 60х годах в ТМ в ТМ была опубликована  статья профессора Г. Покровского "Вас понял, Земля. Приём"
 о передаче вещества с Земли на Луну в лазерном коконе.

[Mercury127]

Ключевым новшеством нашей концепции движителя является уникальная связь пучка нейтральных частиц с лазерным лучом, схема, которая практически исключает тепловое расширение и дифракцию во время распространения луча в пространстве.

типа сам лазерный луч в этом случае тоже НЕ расходится?
странно это...

[Valerij56]

Ключевым новшеством нашей концепции движителя является уникальная связь пучка нейтральных частиц с лазерным лучом, схема, которая практически исключает тепловое расширение и дифракцию во время распространения луча в пространстве.

типа сам лазерный луч в этом случае тоже НЕ расходится?
странно это...

   
Ну, типа да - в среде разряжённого газа лазерный луч самофокусируется, а газ, в свою очередь, под давлением света не рассеивается. Собственно, эти процессы и моделируют на данном этапе.

[Mercury127]

слишком хорошо, чтобы быть правдой...
наверняка где-то лежат грабли.

[Valerij56]

слишком хорошо, чтобы быть правдой...
наверняка где-то лежат грабли.

   
Грабли, как всегда, разложены в самых интересных местах. Но, если при вменяемых затратах можно будет послать АМС в пояс Койпера и наладить связь на сто световых лет - уже интересно.

[Mercury127]

немного мыслей...
до Койпера и может быть даже до 10 тыс ае - поможет, а вот

наладить связь на сто световых лет

это вряд ли.
во1х, скорость распространения сего гибридного луча будет ограничена скоростью движения вещества в нем. если она 10% с - сто сл оно пройдет за тысячу, что уже не так интересно, плюс оное вещество неизбежно будет рассеиваться само и рассеивать излучение, так что длина луча в любом случае будет ограниченной, невзирая на уникальные свойства, и не факт, что дотянет до 100 сл;
во2х, если связь - то луч так или иначе придется модулировать. а тк это у нас вещественный луч - то у него немедленно проявится инерция... в результате он либо рассыпется, либо скорость связи будет так или иначе лимитироваться скоростью реакции вещества, а не излучения;
в3х, пусть и разреженный, но весьма далекий от плотности мз среды компактный поток вещества со скоростью 10% с несет немалую энергию, способную нанести вред принимающей стороне... и если от светового луча спасет зеркало, то от такого нейтрального самофокусирующегося луча я даже затрудняюсь сходу сообразить, что может спасти.

[Valerij56]

немного мыслей...
до Койпера и может быть даже до 10 тыс ае - поможет, а вот

наладить связь на сто световых лет

это вряд ли.
во1х, скорость распространения сего гибридного луча будет ограничена скоростью движения вещества в нем. если она 10% с - сто сл оно пройдет за тысячу, что уже не так интересно, плюс оное вещество неизбежно будет рассеиваться само и рассеивать излучение, так что длина луча в любом случае будет ограниченной, невзирая на уникальные свойства, и не факт, что дотянет до 100 сл;

   
Во первых, не факт, что газ распространятся по лучу со скоростью 1/10 световой, это достижимая скорость зонда.
Да, свет, безусловно, будет рассеиваться, а это означает, что в принципе все, находящиеся рядом с лучом на всём его протяжении (100 сл взято для примера) могут принять это сообщение. Значит не обязательно попадать в приёмник информации.
   

во2х, если связь - то луч так или иначе придется модулировать. а тк это у нас вещественный луч - то у него немедленно проявится инерция... в результате он либо рассыпется, либо скорость связи будет так или иначе лимитироваться скоростью реакции вещества, а не излучения;

   
Луч - вещественный, но информацию несёт свет, распространяющийся в луче незначительно медленнее, чем в окружающем вакууме. Газ в луче на высокочастотную модуляцию света никак не отреагирует.
   

в3х, пусть и разреженный, но весьма далекий от плотности мз среды компактный поток вещества со скоростью 10% с несет немалую энергию, способную нанести вред принимающей стороне... и если от светового луча спасет зеркало, то от такого нейтрального самофокусирующегося луча я даже затрудняюсь сходу сообразить, что может спасти.

   
Это проблема луча-двигателя, сигнальный луч может быть значительно медленнее. И, да, так как газ удерживается лучом света, то его давление будет весьма незначительно отличаться от окружающего, то есть тяга у такого двигателя невелика. Он отнюдь не компактный - размазан вдоль луча.

[Mercury127]

не факт, что газ распространятся по лучу со скоростью 1/10 световой, это достижимая скорость зонда.

понял. но тогда затраты на разгон газа будут расти вплоть до релятивистких энергий... а браться эта энергия будет из света внутри луча.
те формируется некий "волновод", или "оптоволокно", которое удерживает луч света в себе, но одновременно растет, питаясь его энергией, и по мере роста съедает содержащийся в себе свет на дальнем конце все быстрее и быстрее...
в результате, начиная с некоторого расстояния, на дальнем конце луча света уже не будет, луч превратится в чисто вещественный, и хотя его корость расти уже не будет, но и от рассеяния его уже ничто не будет удерживать.
будет некий дымок, вылетающий из длинной узкой трубки...

Газ в луче на высокочастотную модуляцию света никак не отреагирует.

да, пожалуй, тогда идея вполне разумная. если не учитывать вариант выше.

[Valerij56]

Газ в луче на высокочастотную модуляцию света никак не отреагирует.

да, пожалуй, тогда идея вполне разумная. если не учитывать вариант выше.

   
"Вариант выше" просто ограничивает длину "световода" в зависимости от начального диаметра излучателя, мощности излучения и потока газа. Это как раз и прекрасно - учитывая, что сигнал можно принять не только на конце, и что для приёма сигнала приёмник может быть в стороне от луча. То есть получается некая трансляция информации для всех вдоль всей длины луча, но, при необходимости сообщение можно зашифровать, если оно предназначено для конкретного адресата.

[Андрей Астрофизический]

просто ограничивает длину "световода" в зависимости от начального диаметра излучателя, мощности излучения и потока газа.

И максимальную дальность применимости.
Т.е. на какие угодно межзвездные расстояния это неприменимо в принципе. Излучатель бесконечных размеров и мощности не построить.
Любопытно, какой будет практический предел дальности, и хватит ли его хоть на 1 световой год. Хотя бы к альфе центавра зонд в один конец послать.

[Кремальера]

Неплохой ролик наглядно демонстрирующий масштаб проблемы МП.
https://nasa.tumblr.com/post/184153458369/how-big-is-our-galaxy-the-milky-way?linkId=66093319

[Valerij56]

просто ограничивает длину "световода" в зависимости от начального диаметра излучателя, мощности излучения и потока газа.

И максимальную дальность применимости.
Т.е. на какие угодно межзвездные расстояния это неприменимо в принципе. Излучатель бесконечных размеров и мощности не построить.
Любопытно, какой будет практический предел дальности, и хватит ли его хоть на 1 световой год. Хотя бы к альфе центавра зонд в один конец послать.

   
Как "двигатель" - я пока не представляю, как снять данные за несколько сл, с корабля массой в 1 кг. А вот как средство связи такой лазерный луч вполне себе представляю.

[crazy_terraformer]

ИМХО:
в бескислородной (точнее, безокислительной) газовой или жидкой среде вряд ли возможно появление сложных организмов типа высших животных, и наверное, высших растений. так что пусть безокислительная среда и не будет препятствовать возникновению жизни (скорее наоборот), оная вряд ли разовьется выше бактериальных матов, низших грибов, мхов и лишайников.
возможен ли на такой планете коллективный разум типа Соляриса - хз, но цивилизации точно не будет.

в принципе, хлор мог бы заменить кислород в качестве окислителя, но в нашей органике кислород далеко не только окислитель, но еще и один из немногих атомов, способных организовывать цепи и циклы.

это даже без учета изобилия кислорода как одного из главных продуктов ТЯ синтеза. так что он точно будет (уже есть) везде. и сложно представить, с чего бы ему, в конце концов, не появиться в свободном виде, как закономерному продукту развития жизни...

шансов гораздо больше, чем у хлора и прочих побочек в ТЯ синтезе.

Как только возникает жизнь, она сразу встречается с кислородом в виде воды, оксидов металлов и неметаллов. Она использует воду как источник протонов, как растворитель, как акцептор электронов.....
Так что полагаю появление кислородной атмосферы закономерно, если есть доступ к свету.

[crazy_terraformer]

просто ограничивает длину "световода" в зависимости от начального диаметра излучателя, мощности излучения и потока газа.

И максимальную дальность применимости.
Т.е. на какие угодно межзвездные расстояния это неприменимо в принципе. Излучатель бесконечных размеров и мощности не построить.
Любопытно, какой будет практический предел дальности, и хватит ли его хоть на 1 световой год. Хотя бы к альфе центавра зонд в один конец послать.

Пока они даже эксперименты не проводили, в вакуумной камере.