Цели и пределы колонизации дальнего космоса

[cryon]

Но ваша идея не подтверждена опытом создания такого паруса!

Пфф, можно подумать взрыволеты да атомолеты так и бороздят просторы мирового океана.

Они интуитивны, очевидны, не факт что именно с парусом на 30 километров - для такого паруса потребуется более миллиона , десять миллионов очень слабых взрывов, возможно только разведчик, с парусом всего в 500 метров чтобы взрывы не гнули парус.
Кремальера:
Добрый день.
Собственно идея не моя.
Читайте тему про "Двигатель для межзвездных перелетов".
Там AlexAV(наш модератор) развивает тему преимущества электростатической петли над магнитной.
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,82348.5240.html    стр.264-267
Собственно его концепт "звездолета-ситечка" уже по умолчанию имеет такую сетку,
которую можно было бы использовать для электростатического торможения.
Думаю если что-то будет не ясно,то лучше обратиться к самому автору идеи,он не откажет.
Из предложенной темы:
 Нити скажем в 10 мкм, а шаг 5 мм при дебаевском радиусе 10 см должно быть вполне достаточно (правда надо посчитать поля на нити чтобы не пробило, пока не делал ). Согласитесь, что это не слишком жёсткое требование. В этом случае ион сетку в 20 МВт никак пересечь не сможет, как бы поля не были распределены между ними (для пластины-источника потенциал принимается равным нулю).  Экранировка будет влиять только на пространственное распределение поля между сетками, что для работы данной схемы не очень существенно.
Хотя меня то устраивает и сплошной парус толщиной 0.2 мм из полиамидной плёнки, основной вес из 1 кг на метр квадратный уйдет на силовые балки (из углепластика я так понимаю?)
и повторюсь потребуется очень много очень слабых взрывов чтобы Углетканевые балки их выдержали пусть с прогибом.

И еще вопрос а вообще то парус толщиной 0.4 мм не блокирует радиацию т.е. о чем мы говорим для блокировки радиации нужно 180 кг на квадратный метр вещества для половинного ослабления У нас будет допустим не только радиация но и пары бомбы но пары бомбы движутся на скорости не менее 700 км в сек парус заблокирует?
Так что же вся идея с парусом блеф?
сможет ли парус толщиной 0.4 мм разгоняться от ядерных взрывов в километре от него мощностью по килотонне и весом боеголовки в 30 кг, взрывы с доп. весом на боеголовках, так что скорость паров сего 700 км в сек т.е. не радиация но и не просто гиперзвуковой потом а плазма. не знаю как поведет себя плазма.....
Тема вопроса относится к тому сможем ли мы потом тормозить о межзвездную среду без топлива для надежности миссии торможения.
В теме в горизонтах я упамянул ток же возможность разгона корабля для начала лазером с земли а потому уже доразгона ядерными бомбами и доторможения ими же.

Возможно с балками вес паруса вырастет до 3 кг на квадратный метр но даже так он будет повышать скорость аппарата на 30 процентов по сравнению с маленьким парусом для взрыволета, так что апгрейд с очень большим парусом это всего лишь апгрейд на скорость.

Важно сконцентрироваться на физике саомго взрыволета с уже готовым надежным парусом.
Разгоним корабль лазером, доразгоним ядерными бомбами, затормозим о среду межзвездную тем же парусом дотормозим ядерными бомбами и уже в конце включим обычный ионник/vassimir на темроэмиссионом ректоре.

[cryon]

Конструкция паруса:
https://ru.wikipedia.org/wiki/Солнечный_парус#/media/File:Solar_sail_tests.jpg
Первый уровень лонжеронов будет легким как и сама пленка. для таких же 20 метровых кусков паруса. На планерах АС-4 115 кг мы делаем угольный лонжерон толщиной 7 см для 7 метрового крыла весом 5 кг на котором сидят 5 человек при проверке на прочность конструкции.
Второй уровень лонжеронов будет из не сплошных, двухуровневых, лонжеронов толщиной в несколько метров для создания плеча длинной более 1 километра и промежуточных лонжеронов соединяющих 20 метровые паруса в каркас.
Разгон лазером:
Для расширения пучка в 2 раза.
Если берём 500нм, то при передаче пучка на 1 а.е. D1=(1,22*5*10-7*1,5*1011)1/2=~302,5 м
Эрида 67,8 а.е. D2=D1*(67,8)1/2=~2409,723 м - это диаметр пучка у земли.
Т.е. лазерный доразгон это еще менее значимая опция чем парус, т.к. дает еще меньшую скорость аппарата чем торможение парусом из за того что дистанция разгона ограничена(хотя и только лишь квадратный корень в формуле, что и дало мне право включить этот раздел), потребуется такой же парус что и для торможения но с солнечными батареями с высокой вырабатываемой на квадратный метр мощностью(такие еще предстоит разработать, речь идет о 2 квт на кг в то время как сейчас используются только орбитальные с 110 вт на кг по причине низкой освещенности земли. а здесь по сути речь идет о возможностях радиатора солнечной батареи и ее коф. поглощения по отношению к вырабатываемой мощности т.е. эта разница может составить 7 квт на квадратный метр при температуре 500 кельвинов) и ионным/vassimir движителем.

Нужен ли второй более толстый и полусферический экран перед бомбой?
Нужен но не как средство для отлова бетта и гамма излучения, а просто как более удобный амортизатор, чтобы уменьшить вес лонжеронов паруса.

Итого мне удалось сократить общий импульс вырабатываемый взрыволетом до 40 %, и можно использовать все(или почти все) бомбы на старте не оправляя их в путешествие на 2 тысячи лет, а использовать для финишного торможения только более безопасный термоэмиссионный реактор и парус, хотя тут возникает явление медленного торможения в конце что снижает немного среднюю скорость полета либо больших расходов массы(если не удастся улучшить термоэмиссионные реакторы).

[cryon]

Моменты:
1)По млечному пути получается средняя плотность межзвездной среды всего в 1 грамм на метр в третей.
Т.е. торможение парусом по прежнему возможно, но чтобы затормозить 60 тонный разведчик с тормозными ступенями потребуется парус размером 8 километров, в принципе реально сделать, но он будет очень хрупким.
2)Разгон лазером начальный хорош для последующих миссий на 5-15 световых лет, но для первой миссии к альфе центавра все упростим, полетим на 1 двигателе. В разгоне лазером я пожалуй откажусь от солнечных батарей и буду разгонять просто импульсом света хорошую(99.9 процента отражения) зеркальную поверхность паруса торможения о среду. Получить хорошую прибавку к скорости в 1000 километров в секунду реально.
3)И это судя по всему не взрыволет пока еще так как будем решать проблему слишком интенсивного испарения паруса взрыволета.
4)Так что для подстраховки, если взрыволет скажем окажется слишком тяжелым(как и термоядерный движитель может быть тяжелым для поздних ступеней разведчик но подходящим для начальных что вместе с разгоном лазером на солнечных батареях даст хороший буст начальной скорости) для первого разведчика сделаем либо комбинированно врыволет в начале и турбомашинную ЯЭУ потом либо одну только улучшенную "ядерную энергодвигательную установку мегаваттного класса". Т.е. установим на нее вторую запасную турбину для увеличения ресурса и снимем 100 км в секунду импульса с ополовинивания массы ступени разгона. Сделаем таких ступеней аж 9, и еще 1 для руления  после торможения парусом(они нужны чтобы слишком сильно не падала средняя скорость от торможения парусом) торможение парусом сначала идет о межзвездную среду а потом о излучение звезды в непосредственной близости - в 1 а.е. Таким образом уложимся в сборку на орбите все тех же 50 тысяч тонн фабрики сборки корабля и получим скорость полета среднюю в 750 километров в секунду и все тот же 1 триллион долларов.

[Проходящий Кот]

С технической точки зрения Вы повторяете азы.
Это конечно ТОЖЕ полезно, но в общем пока ничего нового.

[cryon]

С технической точки зрения Вы повторяете азы.
Это конечно ТОЖЕ полезно, но в общем пока ничего нового.

Новое то что для самого корабля колонизации весом в миллион тонн я предлагая парус размером 1000 километров для торможения до скорости 250 км в секунду. И если получится сделать ядерный взрыволет от он 1 ступеней ополовинивания массы затормозит потом с этих 250 км в секунду(в то время как с реактора я планирую снимать только 100 км в секунду на ступень).
И парус на 1000 километров и создание взрыволета являются сложными вызовами увеличивающими скорости полета в 2-3 раза каждый что позволяет уже думать о полетах к планетам на 12 световых лет а не только к альфе центавра. Создание лазера начального разгона на 1000 км в секунду тоже сложная задача.

[Проходящий Кот]

А расчетная схема у вас есть?
Хотя бы в первом приближении?

[Изобретатель]

Поскольку предлагаются суперзонты многотысячекилометрового размера,не проще ли цепочка (комплекс)СВЧ излучателей и банальный нагрев плазмы до сверхвысоких Т(относительно)без всяких бомб.Такая инфраструктура будет создаваться для полетов в СС.После достаточного ее развития вплоть до пояса Койпера и облака Оорта и соответственно роста мощности .Вперед к звездам!Поскольку относительная(к массе) мощность энергоустановок весьма невелика,не проще ли "отделить котлеты от мух?

[Проходящий Кот]

ВОЗМОЖНО И ТАК. нО ЭТО ТРЕБУЕТ СТОЛЕТИЙ РАЗВИТИЯ.....

[cryon]

А расчетная схема у вас есть?
Хотя бы в первом приближении?

Расчет конструкций на включение после нескольких тысяч лет полета по энерции: для первого полета разведчика важно чтобы заработал ИИ. Для миссии корабля поколений - системы жизнеобеспечения должны работать непрерывно.
Расчет мезвездной связи: нужна мегаваттная радиостанция для связи на дальность в 10 световых лет. Меговаттная спутниковая радиостанция с 30 метровой антенной, которая пролежит до сеанса связи несколько тысячелетий в космосе.
Тут расчет следующий - чувствительность на земной орбите 10^-22 джоуль на м2, площадь 1 квадратного радиана 10^34 м2 на расстоянии в 10 световых лет, усиление 30 метровой антенны 10 гигагерцовой 3 см волны= (30м/3см)^2=1000 000 раз, итого требуется меговаттный импульс пусть с сильной скважностью но меговаттный.
Расчет массы:
-для разведчика хватит 20 тонн полезной нагрузки на связную аппаратуру и радиозашита из 20 тонн тормозных двигателей и реакторов и 20 тонн паруса на 7 км диаметра.
-для корабля поколений как минимум нужен цилиндр вращающийся с длиной и диаметром в 130 метров(сзади сделано   расширение до 200 метров с меньшей плотностью если это взрыволет - под сектр шара - экран взрыволета) а такой весит с массой стен в 5 тонн на квадратный метр для  защиты от излучения - 500 тысяч тонн, так что я отталкивался от 1 миллиона тонн вместе с парусом.
Расчет паруса: В межзвездной среде для млечного пути плотностью в 1 грамм на квадратный метр парус с весом в 1 грамм на квадратный метр затормозит вдвое на пути в 1 световой год. Парус сделан из 20 метровых модулей которые на земле уже выпущены как первый солнечный парус. далее 9 модулей обьеденены в один 8 лучами от центра до их середины и далее так еще раз по 9 и всего от 6 (на разведчике) до 10 на корабле поколений таких вложений по 9 штук.
Достаточная плотность паруса: для экранирование 4 мэв частицы нужно 30 грамм на метр квадратный. для 6 мэв - 55 грамм на метр квадратный, у нас всего 20 кэв(2000 километов в секунду), так что думаю парус с весом пленки в 0.5 грамм на метр квадратный справится с экранированием.
Расчет по меговаттному яэу России с моими улучшениями на будущее я приводил - получается 100 км в секунду с ополовинивания массы ступени: 33% веса ступени топливо истекающее на 250 км в секунду с кпд 77%, 17% вес реактора с движителем, реактор выдает 150 ватт на кг веса(это не я придумал а Центр имени Келдыша) и работает с улучшениями(с запасными турбинами) 30 лет чтобы обеспечить те самые 250 км в секунду истечения топлива, движитель значительно легче реактора т.к. например vasimir выдает более 1 квт на кг веса. и 50 % от веса полезная нагрузка ступени.
Расчет по взрыволету привести не могу - пока не понятны скорости движения плазмы и влияние на вес ступени испарения экрана. Однако в 250 км в секунду на ополовинивание веса ступени я не сомневаюсь.
Расчет паруса разгоняемого лазером: 150 квт на метр квадратный даст ускорение аппарата весом 1 грамм на метр квадратный в 1 метр в секунду. Соответственно на пути в 500 миллионов километров парус разгонит корабль до 1000 километров в секунду. Вопрос в расходимости луча лазера на 500 миллионов километров открыт - надо уложиться в 7 километровое пятно для разведчика, тут кпд - 0.3% т.к. скорость света а для корабля поколений можно придумать лазер падающий на солнечные батареи(потребуется движитель с большей чем ранее упоминалась скоростью истечения - 600 км в секунду) тогда суммарный кпд будет около 15% уже т.е. с земли нужно будет качать не так много энергии на разгон в течении 1 миллиона секунд - 10 в шестнадцатой ватт.

ВОЗМОЖНО И ТАК. нО ЭТО ТРЕБУЕТ СТОЛЕТИЙ РАЗВИТИЯ.....

Честно сказать сделать Реактор Центра имени Келдыша или ранее предлагавшийся Эльбрус 200/400 не так уж и сложно газ греется, турбина крутится или термоэмиссионник греется и вырабатывает электричество. Взрывать миллион ядерных бомб на плиту взрыволета тоже не очень сложно, сделать большой парус и развернуть его на поток тоже не сложно, и наконец посветить в этот парус большим лазером не очень просто - надо попасть еще с точностью 1 к 100 миллионам но можно и это сделать.

Поскольку предлагаются суперзонты многотысячекилометрового размера,не проще ли цепочка (комплекс)СВЧ излучателей и банальный нагрев плазмы до сверхвысоких Т(относительно)без всяких бомб.Такая инфраструктура будет создаваться для полетов в СС.После достаточного ее развития вплоть до пояса Койпера и облака Оорта и соответственно роста мощности .Вперед к звездам!Поскольку относительная(к массе) мощность энергоустановок весьма невелика,не проще ли "отделить котлеты от мух?

У меня комплексная тема о колонизации, тут нужен и ИИ и жилой модуль и источник энергии. А вы про выбор движителя и ваш вариант я так же рассматриваю, т.к. и магнитоплазменный двигатель и ионник и vasimir могут сделать 250 км в секунду для начала.

[cryon]

Мощности звездного ветра мне не хватает на торможение(
Так что нужно опять снизить оценки скорости кораблей - видимо разгон будет производиться в основном лазером т.е. что около 1000 км в секунду на лазере и далее до 1500 км в секунду взрыволетом/реактором, а торможение будет осуществляется о межзвездную среду не более чем в 4 раза, так что на двух последних световых годах пути(при условии торможения в двое за один световой год корабля с весом 1 грамм на квадратный метр паруса) скорость будет в среднем половина от максимальной. И далее после торможения до 375 км в секунду нужно будет опять дотормаживать реактором для разведчика и взрыволетом для корабля поколений(для разведчика финишное торможение взрыволетом невозможно т.к. взрыволет слишком тяжел)

[Проходящий Кот]

Почти дошли до Колонизатора Дайсона. Но у него торможение чисто взрыволет.
http://go2starss.narod.ru/pub/E008_DSH.html

[cryon]

Почти дошли до Колонизатора Дайсона. Но у него торможение чисто взрыволет.
http://go2starss.narod.ru/pub/E008_DSH.html

Эрик Джонс - выдумщик с парусом на 1000 км, у меня для разведчика получается парус размером не более 30 километров, организованный на начальном уровне каркаса просто из трубочек для напитков(весят по 1 грамму на метр при диаметре 5 мм) и на макро уровне каркаса из  трубочек большего диаметра из углеткани(весят 10 грамм на метр). Для корабля покалолений нужен же максимально эффективный взрыволет или виверн джет - так как делать парус на 1000 км диаметром я пока не собираюсь.
Есть конечно проблемы:
1)если использовать в начале разгон лазером то где брать такие мощности - кпд разгона светом всего 0.3%.
2)взрыволет поглощает лишь четверть всего импульса бомбы в нужном направлении так что даже если задействовать 8% энергии бомбы(на разгон материи бомбы) весом 100 кг и мощностью 300 килотонн то получится скорость истечения 1400 км в секунду и эффективность ступени с ополовиниванием массы в качестве разгона на 250 км в сек
3)парус однозначно может принять 50-65% скорости торможения на себя при дальности полета в 15 световых лет и более где парус сталкивается с 8 граммами межзвездного вещества на пути торможения на квадратный метр, в полете же к альфа центавра на 4 световых года парус может быть мало эффективен, кроме того для разведчика на этапе торможения нужно использовать движители малого веса так как сама аппаратура разведчика весит мало(около 10 тонн), и получается что придется тормозить не взрыволетом или виверн джетом а просто реактором который выдает торможение на 800 км в секунду за снижение массы в 256 раз, что есть довольно больший затраты массы.

В итоге для разведки альфа центавра получается схема: разгон взрыволетом, торможение турбинным реактором с каким либо движителем.

[alex_semenov]

Дайсон - выдумщик с парусом на 1000 км,

Вы не внимательны. Это не Дайсон. Это Эрик Джонс. Он назвал свой проект в честь Дайсона, но сам Дайсон к деталям проекта Эрика Джонса - никаким боком.

[cryon]

Дайсон - выдумщик с парусом на 1000 км,

Вы не внимательны. Это не Дайсон. Это Эрик Джонс. Он назвал свой проект в честь Дайсона, но сам Дайсон к деталям проекта Эрика Джонса - никаким боком.

Исправил.

Ну что с парусами все ясно: разгон лазером требует огромной мощности так как кпд 0.3% а торможение парусом на дистанции в 4 световых года(не 15 световых лет) неэффективно - просто даст не более 10% к средней скорости.
Но видимо и взрыволеты не дают больше чем реакторы т.е. 100 км в секунду скорости на ополовинивание массы ступени: нейтронная бомба выдает 80% энергии в виде нейтронов по 14 мэв, т.е. 100 килограммовая бомба даст 0.8*10^15дж нейтронов со скоростью 50 тысяч километров в секунду, менее одного килограмма нейтронов всего и только 200 грамм нейтронов передающих весь импульс плите в нужном направлении, т.е. эквивалентный удельный импульс в 100 км в секунду, что меньше чем у реакторов(

[cryon]

Чтобы перейти к виверн джету(открытому с одной стороны термоядерному реактору) по причине его высокого кпд(80% предположительно переходит в энергию струи и соответственно 40% кпд конечного движителя) в сравнении с мегаваттным реактором центра имени келдыша(там 20% переходит в энергию струи и соответственно не более 10% в движение) нужно закончить со взрыволетами. Несостоятельность нейтронной бомбы я показал в предыдущем сообщении далее идем в википедию, она дает для атмосферного взрыва(это не важно с расстояния в 2 метра все равно что космический взрыв)  на расстоянии 2 метра при соответствующей плотности(для равномерно заполненности парами бомбы) в 10 плотностей атмосферы давление в 10 миллионов мпа, и для расстояния в 10 метров, где паров в 10 раз больше, давление менее 100 тысяч мпа при плотности в 4 плотности атмосферы, т.е. на расстоянии в 10 метров происходит сильное падение давления не объяснимое только лишь возрастанием веса паров в 10 раз и падением плотности в 2.5 раза а объяснимое как раз рентгеновским переизлучением большей части энергии паров бомбы. Так вот на радиусе в 2 метра получается соответствующая скорость паров в 1000 км в секунду (1000 000*1000 0000*10 кг на метр в кубе = 10 в тринадцатой паскалей). Чего опять недостаточно, я писал что 250 км в секунду для ополовинивания массы ступени можно получить со скорости истечения в 1400 км в секунду.
Осталось теперь понять как получить скорость истечения в 350 км в секунду(что вполне достижимо и для внешнего нагрева плазмы в vassimir http://dicelords.narod.ru/rockets/rocket3c2.html) виверн джетом.
Нас интересуют именно 38% нейтронов со скоростью 0.3 мэв т.е. 8 тысяч километров в секунду нейтроны.

Дайсон - выдумщик с парусом на 1000 км,

Вы не внимательны. Это не Дайсон. Это Эрик Джонс. Он назвал свой проект в честь Дайсона, но сам Дайсон к деталям проекта Эрика Джонса - никаким боком.

Исправил.

Ну что с парусами все ясно: разгон лазером требует огромной мощности так как кпд 0.3% а торможение парусом на дистанции в 4 световых года(не 15 световых лет) неэффективно - просто даст не более 10% к средней скорости.
Но видимо и взрыволеты не дают больше чем реакторы т.е. 100 км в секунду скорости на ополовинивание массы ступени: нейтронная бомба выдает 80% энергии в виде нейтронов по 14 мэв, т.е. 100 килограммовая бомба даст 0.8*10^15дж нейтронов со скоростью 50 тысяч километров в секунду, менее одного килограмма нейтронов всего и только 200 грамм нейтронов передающих весь импульс плите в нужном направлении, т.е. эквивалентный удельный импульс в 100 км в секунду, что меньше чем у реакторов(

Пересчитаю:
0.3 *10^15дж нейтронов со скоростью 8 тысяч километров в секунду в среднем 0.3 мэв , 10 кг нейтронов всего и 2.5 кг в нужном направлении на скорости 8 тысяч километров в секунду  и еще 0.3 *10^15дж нейтронов по 3 мэв в среднем которые дадут еще 30% импульса, еще сколько то дадут медленные нейтроны т.е. собственно пары бомбы для которых здесь я полагаю скорость ниже 1000 км в секунду так как не уверен в этих данных; итого: удельный импульс в 240 км в секунду или 170 км в секунду с одной ступени с ополовиниванием веса или с учетом потери вещества на испарение плиты около 140 км в секунду с одной ступени с ополовиниванием веса. Что собственно маловато, конкурирует с обычным ядерным реактором с турбиной и с виверн джета можно получить больше просто уже по тому что не 25% а почти вся струя идет в нужном направлении, но сложность виверн джета в том что тут уже не вес топлива а вес самого реактора играет существенную роль.

[petrovich1964]

А зачем собственно нужно отправить к иным звёздам людей, которые размножаться на других планетах?

[cryon]

А зачем собственно нужно отправить к иным звёздам людей, которые размножаться на других планетах?

Пока речь идет только о разведке соседних с нами планет т.к. отправлять туда живых людей в 100 раз дороже и на то ни кто не даст денег для начала.
Но вообще людей надо бы сделать мультипланетным видом а планета в земной зоне и с атмосферой пусть без кислорода подойдет больше чем марс.

[Проходящий Кот]

А зачем собственно нужно отправить к иным звёздам людей, которые размножаться на других планетах?

Чтобы плодиться и размножаться....

[crazy_terraformer]

...как завещал великий Ленин

[cryon]

Разграничим по массе все средства, что к чему подходит:
Для корабля поколений подойдет как взрыволет так и виверн джет так как масса миллионы тонн. Я ошибся давая 25% нейтронов(тут подходят именно нейтроны нейтронной бомбы - все равно корабль тяжелый задержит и их) в нужном направлении а не 32% так что повышу оценки скорости взрыволета до 180-200 км в секунду на ополовинивание массы ступени.
Для стартового разгона разведчика подойдет виверн джет так как масса около тысячи тонн. Думаю на дейтерии, искать гелий 3 для низкотемпературной и без нейтронной реакции на луне будет стоить по 3 миллиона долларов за килограмм что дороговато.
Для торможения 300 тонного разведчика подойдет сначала парус торможения о межзвездный газ(при этом парус размером 17 км не просто будет собрать в космосе) потом обычные ядерные ректоры с турбинами(для виверн джета слишком легкая последняя ступень в 10 тонн веса).
Для аппарата собираемого у целевой звезды из модулей массой по 100 килограмм подойдет и фотонный разгон паруса лазером с земли(исходя из огромной требуемой мощности 100 киловатт на грамм аппарата).

Так что в принципе если говорить только о разведчике то можно ограничиться одними только ядерными реакторами, хотя конечно скорость будет всего 600 км в секунду, все остальные двигатели дают большую скорость полета.