Двигатель для межзвёздных перелётов

[noxx77]

Уж если тризовать, то давайте посмотрим, в чём основные проблемы парусников - рассеивание луча с расстоянием и тепловая прочность паруса. Если со второй существуют ограничения со стороны материалов, то первое потребует постоянной подсветки по пути. То есть создание лазерного линейного ускорителя.
Со взрыволётом-парусником тоже можно заряды подвесить по пути, активируя при пролёте.

[Проходящий Кот]

ТРИЗ это хорошо.
Вопрос в том, как эти предположения отразить в виде формул.....
Тогда можно будет говорить о том, есть ли здесь какое-то рациональное зерно.....

Пока есть только одна формула

Тяга зеркальной ракеты = Тяга фотнной ракеты * Добротность резонатора (t)

Вторая формула - вопрос: В неком конденсаторе есть поле, что за счет эффектов ОТО преломляет/искривляет траекторию свободно летящего фотона, что уже улетел из ракеты. Но, увы, конденсатор  жестко закреплен на корпусе ракеты.  Хочется как то "криво завернуть фотон", но без обмена импульсом. 

Может тогда просто Полевой Двигатель Мотовилова на радиоволнах ---- Инвенсор , ТМ , 1982 № 03?

[Александр Овчар]

Пыль придётся делать высоконанотехнологичную,  в виде мини-катафотов - тетраэдров с полным внутренним отражением...

что-нибудь нанотехнологическое с химическим варащиванием катафот нужной формы.

Нормальный подход. В разумном резонаторе из пары зеркал время жизни фотона как то не очень велико. Допустим, микросекунды. Это значит фотонный движок может работать в импульсном режиме. Значит, наборы зеркал могут быть весьма динамичны, создаваться на короткое время. В виде неких тонких пленок, мембран. С частотой порядка  1МГц.  Другими словами, некие наноюниты могли бы организовать технологический процесс  самосборки зеркал за время порядка микросекунды. Причем диаметр зеркала.. это может быть набор сот малого диаметра. Что собираются наноюнитами в параллельном режиме. Но все равно,  кажется эти решения не являются идеальными. Их следует обсуждать для тренировки.

[Александр Овчар]

Может тогда просто Полевой Двигатель Мотовилова на радиоволнах ---- Инвенсор , ТМ , 1982 № 03?

Я это пока плохо понимаю .  Движитель Глушко и др.   Две катушки с током быстро переключаются. Скорость распространения 3 закона Ньютона не превышает скорость света.  Катушка А действует  на катушку Б, а катушка Б "не успевает" противодействовать  на катушку А, так как в катушке А "успели" отключить ток.
==
Я пока не знаю что тут с токами индукции/самоиндукции, ток в катушке А  отключается медленно, и т.п Но я видел идеи расчета на запаздывающих потенциалах. Там получались килоньютоны тяги. И я не понимаю как этот концепт соответствует ТРИЗ.  Триз рекомендует использовать резурсы окружающей среды.

[Mercury127]

В космосе нет окружающей среды.
А то, что есть - может только мешать.
И вы неправы насчёт неэффективности фотонной ракеты.
Наоборот, при скоростях 99% с - она очень эффективна, и чем ближе к с - тем больше эффективность. Тк с точки зрения внешнего наблюдателя, из-за эффекта Допплера энергия улетающих из ракеты фотонов стремится к нулю, а значит, почти вся их первоначальная энергия ушла на разгон ракеты.
Просто не нужно требовать от фр разгона с нуля. Для этого нужны (и есть) более тяговитые движки.

[Александр Овчар]

В космосе нет окружающей среды.

Мне кажется 505 страниц топика подтверждают простую мысль - если эту среду "не найти", то ракета к звездам никогда не полетит:)

[SpaceEngineer]

Полетит, только медленно, как раз из-за среды.

[Mercury127]

если эту среду "не найти", то ракета к звездам никогда не полетит

вовсе нет. в этой теме как раз показано, что на масштабах тысячелетий звезды вполне доступны на уже открытых человечеством физических законах. причем доступны аж на нескольких вариантах кораблей.

[vasanov]

на масштабах тысячелетий звезды вполне доступны на уже открытых человечеством физических законах. причем доступны аж на нескольких вариантах кораблей.

И зачем всё так усложнять. Нужно просто стоять на месте и какая нибудь звезда сама прилетит к Вам. А вообще, интересно, с какими звёздами и галактиками Солнце достаточно близко сблизится в течении 5 млрд. лет ? Наверное есть какие нибудь симуляторы звёздного неба способные смоделировать сближение Солнца с чем нибудь, в течении 5 млрд.лет.

[Александр Овчар]

Полетит, только медленно, как раз из-за среды.

UPd_2 = ошибку порядка/чисел исправил

Почему медленно?  C постоянным ускорением в 1 же дорога на Марс (100 млн.км)  займет 200 000 сек.  с Ускорением 100g = 20 000 сек. (меньше 10-и часов)(грубая оценка через длину пути, без учета типа траектории). 5 световых лет  с постоянной тягой 100g зонд мог бы пролететь за ___ дней (три раза ха!) .

Допустим ракета на Марс весит 1000 тонн. Для ускорения в 100g тяга двигателя ракеты должна быть 1 Гига Ньютон.
Если удельная мощность 1000 Н/кВт,  мощность источника энергии должна быть всего 1 МВт.  Так как полет длится 10 час , мы должны выработать всего 10 МВт*час электроэнергии с запасом.

Для про-ва 100 кВт*час в идеальном ТЭ требуется всего  3 кГ LH2 и 24 кг LOX.   Итого нужен запас 300 кг + 2400 кг = удвоим на к.п.д ТЭ =5400 кг криогенных газов. Масса танка по норме 5-7 кг железа на 1 кг жидких, итого масса бака = 27-38 тонн. Мембраны ТЭ весят по норме 2кВт /кг, итого 500 кг. Добавим корпусных деталей, арматуру получим массу энергоблока, что может выдать разово 10 МВт*час электроэнергии  на уровне 30-40тонн, где расходники - это 20% массы блока. 

В ТЭ образуется вода. Эта вода подлежит утилизации, хранению на орбите Марса и за счет энергии от специальных солнечных батарей (или иных),  подвергается электролизу, в неспешном порядке.  Для восстановления запаса LH2/LOX на обратную дорогу.
Таким образом, мы видим пример технической транспортной системы для доставки на орбиту Марса 1000 тонн груза за 10 часов.
С вопросом о максимально возможной скорости на полпути.
 

[Александр Овчар]

если эту среду "не найти", то ракета к звездам никогда не полетит

вовсе нет. в этой теме как раз показано, что на масштабах тысячелетий звезды вполне доступны на уже открытых человечеством физических законах. причем доступны аж на нескольких вариантах кораблей.

У Альтшуллера есть S-образные диаграммы развития технических систем, в общем на первом этапе (энтузиасты) надо как то привлечь инвестиции. Со сроком окупаемости 1000-2000 лет.  Так как время жизни человека не превышает 100 лет, то вероятность (надежность), что некие инвесторы  захотят инвестировать  в проект некие гроши резко стремится к нулю. Но истории человечества есть пример таких инвестиций - фараоны. Поэтому, вероятность не является нулевой. И возможно более чем значимо отличается от нулевой.

Другой вариант, цена вопроса о стоимости ракеты с ресурсом работы на 2000 лет, вдруг, внезапно окажется близкой к нулю. Очевидно, это требует неких фундаментальных открытий. Вероятность - отличается от нулевой.

Третий вопрос - ресурс и время жизни технической системы, системы в которой протекают процессы движения энергии-массы в удельных объемах. Скажем надежность p-n перехода в системе их N p-n переходов на дистанции в 1000 лет может быть ниже нуля. Так как удельная плотность энергии в p-n переходах (в транзисторах)  на много порядков превышает средний уровень энтропии системы, где нет движения  энергии-массы.

Таким образом, на основании текущего уровня развития техники и общественных отношений можно сделать прогноз, что вероятность постройки ракеты для полета на 1000 лет является резко отрицательной.   

[Rattus]

Скажем надежность p-n перехода в системе их N p-n переходов на дистанции в 1000 лет может быть ниже нуля.

Не может.

Другой вариант, цена вопроса о стоимости ракеты с ресурсом работы на 2000 лет, вдруг, внезапно окажется

На это можно сказать только: "Волков бояться - в лесу не..." Если это будет доказано - тогда весь раздел можно закрывать за исчерпанностью вопросов.

[vasanov]

Если удельная мощность 1000 Н/кВт,  мощность источника энергии должна быть всего 1 МВт.

Вроде же мощность 1000 МВт будет. У Вас же 1000 Н/кВт, а не 1000Н/Вт

[Александр Овчар]

Если удельная мощность 1000 Н/кВт,  мощность источника энергии должна быть всего 1 МВт.

Вроде же мощность 1000 МВт будет. У Вас же 1000 Н/кВт, а не 1000Н/Вт

О как, я сам себе не верил,удивлялся и  на 3 порядка ошибка. ОК 1 Гигаватт*час. Класс! Исправлю расчеты..

[vasanov]

Исправлю расчеты..

Учтите ещё, что КПД реактивного двигателя 3-6%, остальное уходит на обогрев космоса и полезный импульс не даёт.

[Droid]

Если удельная мощность 1000 Н/кВт,

Мощность ракетного двигателя считается по формуле W=Fu/2, где F — тяга в Н, а u — скорость истечения струи м/с.
При входных данных W=1000 Вт и F=1000 Н получаем: 1000 Вт=1000 Н * u/2 откуда u=2 м/с. Со скоростью истечения 2 м/с вы никуда не улетите при любой тяге.

[LV46]

Пыль придётся делать высоконанотехнологичную,  в виде мини-катафотов - тетраэдров с полным внутренним отражением...

Скорее, в виде нано-волноводов.
Боковая отталкивающая сила света

(кликните для показа/скрытия)

Прав был Ф. Саберхаген (Это был Стивен Дональдсон. Рассказ: Что делает нас людьми (1984) ), писавший про с-векторные щиты Осталось только развить технологию. 

[MenFrame]

Учтите ещё, что КПД реактивного двигателя 3-6%, остальное уходит на обогрев космоса и полезный импульс не даёт.

Как раз все наоборот....КПД реактивного двигателя 80-90%

[crazy_terraformer]

В порядке лично моего бреда, а то не всем же бешено джеты выпускать
Если какой-нибудь транскалифорниевыйй элемент будет способен в мизерных количествах катализировать превращение звезды в сверхновую , то могут открыться радужные перспективы для целой цивилизации. Смываемся в Облако Оорта, пока катализатор проникает в плотные слои звезды. Ждём, бабахает. Можно прокатиться на ударной волне звёздного ветра или вернуться системам планет-гигантов и лететь вместе с ними, если от звезды ничего путного не останется, что сможет их удерживать. Нуи если сами гиганты сохранятся хотя бы в виде каменнометаллических ядер, после испарения их водорода, гелия и многих др.газов и воды в космос.

[Mercury127]

Сомневаюсь, что "котолизатор" за разумный срок доползет до недр тех звёзд, которые хоть как то способны рвануть... Внутри таких звёзд просто нет обмена веществом с поверхностью. А ещё скорее он распадется за пару секунд, ещё до падения на звезду.