Двигатель для межзвёздных перелётов

[Изобретатель]

http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/forum9/topic16706/  А как вам это?

Магнитный парус на луче материи одна из обсуждаемых здесь концепций. В принципе один из концептов который пока выглядит реально осуществимым, и хорошо масштабируется вниз по энергии. Автоколлимация на основе радиоактивности идея интересная конечно, но как ее реализовать не совсем понятно.

Цитата: MenFrame от 04 Авг 2019 [17:31:52]
Цитата: Изобретатель от 04 Авг 2019 [14:10:51]
http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/forum9/topic16706/  А как вам это?

Магнитный парус на луче материи одна из обсуждаемых здесь концепций. В принципе один из концептов который пока выглядит реально осуществимым, и хорошо масштабируется вниз по энергии. Автоколлимация на основе радиоактивности идея интересная конечно, но как ее реализовать не совсем понятно.

 Не сгорит ли парус из-за столконовений с релятивистким потоком дроби или нанодроби, кинетическая энергия переходит в электромагнитные импульсы, а они вызывают токи в электрическом контуре паруса? Вопрос — возможно ли разгонять эти мелкие частицы без их полной абляции в пар или плазму? Далее, а что с орбитальным движением стационарного ускорителя вокруг Солнца? Угол-то падения луча частиц меняется, а то и вовсе сходит на нет.

Идея совсем другая.ИЗ технических аналогов этого: https://elementy.ru/novosti_nauki/431728/Samye_malenkie_nasekomye_obladayut_unikalnoy_nervnoy_sistemoy " разогнаных ускорителем пищащих в радиодиапазоне собирается "рой" содержащий микрокомпоненты ядерных зарядов для взрыволёта.Образуются чётки из бусинок летящих с разной скоростью по расчётной траектории,каждую из которых взрыволёт догоняет и использует для дальнейшего разгона.Угол падения на таких расстояниях изменяется на секунды дуги.По Г.Альтшулеру (ТРИЗ) таким образом можно собрать и релятивистский звездолёт как таковой.уже разогнанный.

[MenFrame]

разогнаных ускорителем пищащих в радиодиапазоне собирается "рой" содержащий микрокомпоненты ядерных зарядов для взрыволёта.

Посылать топливо к звездолету идея совершенно бессмысленная. Во первых энергетика даже термоядерного топлива, не даст скорость истечения выше чем 9 000 км/с. То есть небольшое увеличение скорости, уже полностью компенсирует заложенный потенциал в топливе за счет кинетической энергии, при этом избавит от кучи проблем с поджигом этого топлива
Во вторых, проблема всех взрыволетов и космолетов с реактором не есть топливо, а ресурс двигателя.

А идея также обсуждалась, по сути аналог прямоточного взрыволета

[crazy_terraformer]

Если разгонять электромагнитным полем не какой абляции не будет. Если разгонять световым давлением, нужно просто подбирать параметры излучения которые не вызовут абляцию

Это Вы точно знаете или  так от фонаря?

А вы точно знаете что проблема абляции в данном вопросе актуальна, или так от фонаря спросили?

Таки да
Пушка Гаусса не годится, т.к. низкий КПД требует непомерной длины агрегата.
Рейлган — быстрая эрозия рельсов в результате испарения металла в зоне контакта снаряда. Но можа заделать "многоствольный" рейлган. Где пока одна пара рельсов работает, на другую роботы приваривают лазерной сваркой металические ленты, а третья готовится к стрельбе. Нанодробь заключается внутрь полой болванки, имеющей изнутри заряд взрывчатки, детонирующий при некоем внешнем воздействии(кодированный радиосигнал, например).
Параметры светового излучения подбирать?
Гамма с рентгеном не годятся — просвистят насквозь по большей части и испарят.
ИК и видимый свет — длина волны не годится , ибо  расхождение пучка. Наилучший вариант дальний УФ. Нннада высокая интенсивность пучка лазера с ротацией криоохлаждаемых "стволов"( на ремонт или обслуживание). Пример ремонта — восстановление покрытий и труб, разрушенных фтором или фторидом ксенона в эксимерных лазерах.
Мазером разгонять — длина волны больше, чем у ИК, поэтому площадь паруса будет охрененная, хотя конечно дырки в нём тоже будут большие....

[Изобретатель]

Посылать топливо к звездолету идея совершенно бессмысленная. Во первых энергетика даже термоядерного топлива, не даст скорость истечения выше чем 9 000 км/с. То есть небольшое увеличение скорости, уже полностью компенсирует заложенный потенциал в топливе за счет кинетической энергии, при этом избавит от кучи проблем с поджигом этого топлива
Во вторых, проблема всех взрыволетов и космолетов с реактором не есть топливо, а ресурс двигателя.

Этакая глупость!Во первых,по крайней мере для топлива не работает Ф .Циолковского  с его  квадратичностью.10-11 "пульсаций и 0,1 с в кармане.Ну и ресурс с учётом возобновления "бесконечен.

[MenFrame]

Во первых,по крайней мере для топлива не работает Ф .Циолковского  с его  квадратичностью.10-11 "пульсаций и 0,1 с в кармане.Ну и ресурс с учётом возобновления "бесконечен.

Это все также касается обычной пылинки, не содержащей топливо. Она имеет и массу и энергию. При чем энергию в удобной форме. Посылать топливо к звездолету такая же глупость, как закладывать взрывчатку в снаряды имеющие скорость километры в секунду. Когда кинетическая энергия уже начинает превышать энергию самой мощной взрывчатки.

[Проходящий Кот]

Но эта пылинка разгоняется за счет мощного стационарного ускорителя, а не маломощного двигателя корабля.

[Инопланетянин]

Посылать топливо к звездолету такая же глупость, как закладывать взрывчатку в снаряды имеющие скорость километры в секунду. Когда кинетическая энергия уже начинает превышать энергию самой мощной взрывчатки.

Но эта пылинка будет догонять звездолёт тоже разогнанный до этих самых километров в секунду. Тут ещё вопрос как догнать звездолёт, а уж если догонит (доползёт в СО звездолёта), то придётся ещё какую-то энергию ему передавать.

[cybertron]

Были подсчеты. Наиболее эффективная передача энергии когда скорость "пылинки" в два раза больше скорости звездолета.
Если мы хотим разогнать до 0.1 световой - то пылинки должны разгоняться до 0.2 с.

Передача импульса - либо магнитный парус, но пылинки надо будет превращать в плазму при подлете (например лазером с звездолета). Либо по тупому молотить в основание звездолета -как в Орионе.

[Митрич]

Тема примерно аналогична тому, как если бы древние греки взялись вдруг вот ак же на полном серьёзе рассуждать о двигателе для полёта на Луну

[Проходящий Кот]

Чушь обязательно писать?
У древних греков не было ни настоящей науки, ни развитой техники.

[Инопланетянин]

Но о полётах на Луну они мечтали. Вот о полётах уже хотя бы к звёздам — нет.

ни развитой техники

Неразвитая была. Она и сейчас не очень-то развитая для обсуждаемых задач. Ничего, человечество дошло от уровня греков до современного, дойдёт и до предельно возможного. Смешно будет, если межзвёздные перелёты окажутся невозможными. Тогда только пекулярной экспансией.

[crazy_terraformer]

Если стать хотя бы частичными хозяевами СС, полёты к звёздам могут стать реальностью, посредством равномерного разгона с помощью внешних источников энергии, прогнозируемо расставленных на разных орбитах вплоть до  Облака Оорта включительно и выходящих каждый на свою позицию перед пролётом корабля.

[ziggyStardust]

У древних греков не было ни настоящей науки, ни развитой техники.

А у египтян?

[Кремальера]

У древних греков не было ни настоящей науки, ни развитой техники.

И в то же время всему что у нас есть мы обязаны развалинам Парфенона.По-моему Семенов где писал что на уровень Древнего Рима европейская цивилизация вышла лишь только к 1700-м годам.

[armadillo]

магнитный парус? а не на этом форуме писали, что магнитное торможение просто объекта об простой вакуум итак его эффективно затормозит до дорелятивистких скоростей?

[a_babich]

Тема примерно аналогична тому, как если бы древние греки взялись вдруг вот ак же на полном серьёзе рассуждать о двигателе для полёта на Луну

Не мешайте резвиться местным сумасшедшим.
500 страниц, 8 лет,
а вы - греки, греки...

[crazy_terraformer]

И в то же время всему что у нас есть мы обязаны развалинам Парфенона.

А посему   .. а посему должно почтить память предков, собрав Парфенон из кусков заново!

[alex_semenov]

Не мешайте резвиться местным сумасшедшим.
500 страниц, 8 лет,
а вы - греки, греки...

О греках...


мултфильм ИКАР И МУДРЕЦЫ

И действительно, не надо завидовать местным сумасшедшим!
 
Немного истории...
Запало в душу фото из журнала "Моделист-конструктор" 1979 года номер 7



Подпись.
Юные техники СЮТ г. Пушкино Московской области представили жюри конкурса модель космического корабля "Русь"

Это финал всесоюзного конкурса "Космос" по линии работы партии  с молодежью (что бы "парни клеят модель" означало не то что сейчас)
Во-первых пионер выглядит солидно. Как студент.
Во-вторых пепелац "Русь" - внушает!...  Особенно тазик в виде сопла или отражателя....
И самое главное - жюри... Что состав, что выражения лиц. Фотограф классно схватило момент.
Вот интересно что парень им такое втирает (навернякак ведь какую-то лажу!)?
Но ветераны, профсоюзные деятели, комсомольские вожаки и, возможно, даже  есть кто-то от науки (крайний слева, вроде похож на кого-то из мэтров) - их всё это на миг явно впечатлило! Даже ветераны и профсоюзные тетки проснулись! Хотя по их лицам ясно что думают они не о межзвездных переселениях....
Колоритный кадр...

[armadillo]

https://en.wikipedia.org/wiki/Burkhard_Heim

интересно есть ли более подробная инфа

[alex_semenov]

Для желающих окунуться в атмосфЭру мероприятий, схваченных на фото выше.
В журнале "Юный Техник" за 1976 год (12 номер) есть почти стенограмма подобного конкурса. Я помню что в глубокой юности эта "высоконучная" статья на меня произвел сильное впечатление. Особенно истово верилось в комментарий  летчика-космонавта СССР (да, тяжелая работа у космонавтов на Земле, без рюмки коньяка такие конкурсы переносить тяжело было наверное!).  Ну ладно мои ровесники что-то не понимали, но ведь космонавт же сказал что все будет работать!
Это не фунт изюму!
 
Привожу текст (с картинками!)

****


РЕПОРТАЖ ИЗ БУДУЩЕГО?
Возможно ли это? Послушаем, что говорят ребята из Клуба космонавтики Московского городского Дворца пионеров. Целый год они разрабатывали проекты транспортных звездолетов, предназначенных для полетов в XXII веке. И вот итог, конкурсная защита проектов.
За столом президиума — жюри: летчик-космонавт СССР Н. Н. Рукавишников, ученые, инженеры и школьник Миша Щеголевский (один из старейших членов клуба), а в зале авторы проектов, команды звездолетов.  Как положено, каждый экипаж состоит из командира, его заместителя, бортинженера, врача... всего пятнадцать человек. 
Остались позади и ожесточенные споры, и вечера, проведенные в библиотеках, и консультации у специалистов. Сегодня итог.
Первой выступает командир одного из экипажей Маша МАМОНОВА.

ПРОЕКТ «БАРНАРД»

— На нашем звездолете установлен фотонный двигатель. Мы не можем пока назвать материал,  из которого будет изготовлен отражатель. Такого материала еще  нет в природе. Вот требования, которые обеспечат двигателю максимальный КПД: идеальная параболическая форма отражателя, устойчивое горение нейтронной плазмы, низкая химическая активность покрывающего отражатель слоя, длительное сохранение отражательной способности в условиях межзвездного полета.
Вещество и антивещество подаются из хранилищ и под действием магнитных полей струями впрыскиваются с диаметрально противоположных краев зеркала в фокус параболоида. Происходит аннигиляция, то есть не кратковременная вспышка, а устойчивое горение продуктов. Часть световой энергии отражается от параболоида и сообщает ему, а следовательно, и звездолету движение вперед.
Пока корабль разгоняется до субсветовой скорости, используется рабочее вещество, запасенное в солнечной системе. Как только скорость звездолета достигнет 5/6 световой, центральная сфера раскрывается на два лепестка. Это своеобразные ловушки. Они захватывают межзвездные частицы, пыль, молекулы газов, которые в дальнейшем служат топливом для двигателя. Захваченные частицы разделяются на два потока. Один направляется в накопитель, другой — в систему ускорителей, где превращается в антивещество. Таким образом наш звездолет пополняет запасы топлива в полете, благодаря чему получается лучшее соотношение стартового и полезного веса звездолета.
Несмотря на то, что расчетный  стартовый вес нашего звездолета достаточно велик — 5 тысяч тонн, мы разработали довольно простую конструкцию. Судите сами. К центральному цилиндру диаметром 10 и длиной 400 метров с одного конца прикреплен отражатель диаметром 200 метров, а с другого — шар-уловитель межзвездного вещества. Поперечник шара — 80 метров. Под этим шаром находятся три жилые сферы диаметром по 100 метров каждая. Они также крепятся к центральному цилиндру.
Вокруг звездолета генерируется мощное электромагнитное поле. Оно надежно защищает стенки корабля от космической эрозии. Толщина обшивки цилиндров — один, жилых сфер — два метра. В «тени» звездолета под сферами закреплены три ракеты для высадки на планету.
Большие сферы составляют обитаемую часть корабля. Интересно, что в случае аварии каждая из них может стать самостоятельным кораблем: здесь есть маршевый Двигатель, электростанция, пульты управления, замкнутая система жизнеобеспечения. В полете каждую сферу обслуживают пять членов экипажа, но при необходимости в ней может разместиться и весь личный состав. Магнитные скоростные лифты связывают сферы между собой.

Слово предоставляется летчику-космонавту СССР Н. Н. Рукавишникову:

— Уже не один год в мировой печати обсуждаются проекты ракет с фотонными двигателями. Главное их преимущество — возможность разогнать космический  корабль до скоростей, близких к скорости света. А писатели-фантасты пишут даже о полетах к далекой звезде Барнарда. Мечтаете и вы, юные космонавты, о таких дальних полетах. Ваша мысль об использовании чрезвычайно рассеянных плотных и газообразных частиц космического пространства показалась мне очень интересной. В этом случае удастся значительно снизить вес стартующего из солнечной системы гигантского корабля.
Вы собираетесь получать антивещество из космоса. На земле для этих целей используются мощные ускорители, потребляющие много энергии.  На первый взгляд может показаться, что и в вашем звездолете при получении античастиц расход энергии превысит получаемую при аннигиляции энергию. Но звездолет разгоняется до около световой скорости. Такую же скорость относительно него имеют и встречные частицы. Получается своеобразный ускоритель, действующий наоборот. Вот почему на звездолете будет затрачиваться лишь немного энергии для превращения частиц в антиматерию.
В той части проекта, где речь идет о внешних характеристиках корабля, пожалуй, не следует заострять внимание на диаметрах сфер, длине корабля, поперечнике отражателя, толщине стен. Важнее общая оценка идеи. Ведь ваш проект отнесен к XXII веку. А за такой срок многое изменится. Возможно, будет получен материал в десятки раз более плотный, чем свинец. В сотни раз он будет прочнее стали. И не нужны тогда будут двухметровые стенки корабля.
А как будет ваш звездолет поддерживать связь с Землей? И осуществима ли она вообще? Уж если работаете над этими вопросами, то хорошо бы поискать ответы и на этот. И последнее. Почему бы вам не заглянуть в своем проекте дальше. Давайте пофантазируем вместе. Итак, вы летите со скоростью света. А собственно, почему... света? Наблюдая за квазаром, астрофи зик сообщает сенсацию... он «летит» быстрее скорости света! Как знать, может быть, вот это самое сообщение подтвердит открытие американских астрофизиков, сделанное совсем недавно. С помощью радиотелескопов они обнаружили, что скорость разлета половинок квазара ЗС445 превышает скорость света в 2,5—8 раз! Так что фантазируйте смелее.

Следующим выступает Валерий  Цуканов, командир другого экипажа. Он рассказывает о проекте «АСТРОН»

— Цель полета нашего корабля — поиск жизни на одной из планет системы Тау — Кита. Эта звезда немного меньше и холоднее Солнца. Если у нее будут обнаружены планеты, то на их поверхность спустится аппарат с людьми. На остальные планеты планируется сбросить кибернетические разведчики.
Наш звездолет условно похож на вытянутый цилиндр с надетым на него бубликом. В цилиндре — рабочее вещество, двигатель, вспомогательные аппараты. А в кольце — жилые помещения. Кольцо вращается для создания искусственной гравитации. В той зоне, где наименьшая сила тяжести, — небольшая оранжерея. В ней, как предлагал Циолковский, будут выращивать свежие овощи и фрукты. В специальном бассейне будут культивировать хлореллу.
В средней части цилиндра — термоядерный реактор, питающий энергией все жилые помещения, аппаратуру звездолета. В хвостовой части — термоядерный двигатель, работающий на дейтерии.
В камере сгорания, похожей на бутылку, происходит управляемая термоядерная реакция. «Свечой зажигания» служат мощные лазерные излучатели. С одного конца «бутылка» заканчивается горлышком — магнитным соплом, с другой стороны впрыскивается дейтерий. Скорость истечения ядер гелия более 10 тысяч километров в сек. Скорость эта далеко не субсветовая! Не то что у фотонного звездолета! Но будет ли создан даже через двести лет фотонный двигатель? Мы не знаем. А потому решили воспользоваться ядерным. Над его созданием уже сейчас работают конструкторы многих стран.
Наш проект, как и проект «Барнард», предусматривает пополнение топлива в пути. Все встречные захваченные частички ионизируются в ионизационной камере, а затем под действием электромагнитного поля отделяются только ядра водорода. В холодильной камере они накапливаются и сжижаются.
Подумали мы и о защите от встречных метеорных тел. Впереди корабля  будет установлен мощный импульсный генератор ультракоротких радиоволн. Он посылает в направлении движения остронаправленный пучок излучения. Благодаря высокой скорости эти УКВ-волны из-за эффекта Доплера будут превращаться в более короткие инфракрасные волны. Они-то и смогут расплавлять метеорные частички на пути корабля. Если же в поле зрения локатора попадет крупное тело, навстречу ему будет направлена капсула с атомным зарядом. Произойдет взрыв, который уничтожит препятствие.
Предусмотрена и радиосвязь с Землей: мы думаем осуществлять ее с помощью промежуточных  радиостанций. Корабль, продвигаясь к цели путешествия, сбрасывает капсулы с мощными передатчиками и атомными электростанциями. Капсулы гасят скорость и образуют цепочку, своеобразную ретрансляционную линию. Каждый промежуточный ретранслятор, получая сигнал от корабля, усиливает и ретранслирует сообщение на следующую радиокапсулу. Так он достигает Земли.

Комментирует проект летчик-космонавт СССР Н. Н. Рукавишников:

— Техническое решение проекта  «Астрон» не вызывает особых замечаний. По своему замыслу он реальнее и ближе к осуществлению, чем проект «Барнард». Попробую это доказать. В проекте «Барнард» речь идет об управляемой реакции аннигиляции, о способах получения, хранения вещества и антивещества — двух веществ, не терпящих близкого соседства. Но здесь еще многое не ясно, предстоит сделать еще не одно крупное открытие. А вот в проекте «Астрон» рассказывается об управляемой термоядерной реакции. Из публикаций в газетах и журналах вы уже знаете, что на установке «Токамак-10» получена высокотемпературная плазма. Правда, на «Токамаке» плазма стимулируется мощными электрическими импульсами. В вашем же проекте «Астрон» главная роль для ее образования отведена лазерам. Под действием их излучения дейтерий превращается в высокотемпературную плазму, удерживаемую от соприкосновения со стенками камеры сгорания мощным магнитным полем.
Не совсем понятна мне та часть проекта, где говорится о способе заправки топливных баков корабля водородом прямо из космоса. Надо учесть, что в космическом пространстве его очень мало — несколько десятков молекул в кубическом километре. Значит, собрать достаточное количество представляет значительные трудности.
А вот решение связи с Землей мне понравилось. Идея цепочки ретрансляционных капсул, работающих на атомных электростанциях, выглядит вполне осуществимой.

Мы рассказали только о двух проектах московских школьников. Но и четыре других: «Арго», «Пионер», «Лебедь» и «Прометей» — содержат в себе много интересных идей и решений. Не случайно все шесть проектов отмечены Почетными дипломами «ЮТа».



****
эх! Где теперь эти пионЭры?