Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: Космический парусник: имеет ли он смысл?  (Прочитано 41588 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

странник270

  • Гость
Предположим, мы летим на космическом паруснике от Солнца к звезде Х. По мере прохождения маршрута солнечный ветер будет ослабевать, а ветер от звезды Х усиливаться. Но ведь ветер от звезды Х дует в противоположную сторону! Он сначала затормозит парусник, а затем отбросит его назад. В итоге парусник застрянет на полпути между звездами.
Получается, космический парусник ни на что не годен.

Оффлайн RDjirov

  • ****
  • Сообщений: 264
  • Благодарностей: 3
  • Morosophi moriones pessimi
    • Сообщения от RDjirov
Совсем толсто. Я так не играю.

andreichk

  • Гость
Получается, космический парусник ни на что не годен.
ну хоть пол-пути пролетите, а дальше на попутках....

Оффлайн rtfai

  • ***
  • Сообщений: 110
  • Благодарностей: 4
    • Сообщения от rtfai
Предположим, мы летим на космическом паруснике от Солнца к звезде Х. По мере прохождения маршрута солнечный ветер будет ослабевать, а ветер от звезды Х усиливаться. Но ведь ветер от звезды Х дует в противоположную сторону! Он сначала затормозит парусник, а затем отбросит его назад. В итоге парусник застрянет на полпути между звездами.
Получается, космический парусник ни на что не годен.

При достаточном уровне технологий и развитии промышленности все превращатеся в рутину.

Предположим, что произошел существенный вынос промышленного производства в космос, очевидно, что используемой, практически дармовой энергией будет солнечная. Передача энергии для промышленных нужд, очевидным образом будет осуществляться лазерами.

Тогда очевидный проект, на базе астероиде автоматическими установками сооружается МНОГО парусников и с помощью стационарных лазеров ( они вообще-то будут созданы не для стартов к другим звездам) они все разгоняются до достаточно большой скорости к звезде Х, например, до скорости 0.05с  После активного участка паруса сворачиваются а перед финишом, большая часть парусников работает как лазеры, аккумулируя энергию звезды Х для торможения меньшей части парусников. 

PS Даже Колумб не плыл на одной каравелле...

PPS Были зафиксированы прохождения темных предметов по солнечному диску, а это вообщ-то лучшее место финиша, причем перпендикулярно плоскости эклиптики.

Оффлайн gary256

  • **
  • Сообщений: 65
  • Благодарностей: 3
  • Есть ли жизнь на Марсе, нет ли жизни - неизвестно
    • Сообщения от gary256
Цитата
Получается, космический парусник ни на что не годен
Вообще то парусом умели управлять сотни лет назад, даже корабли могут плыть против ветра.
Так что и космический парус можно развернуть когда надо  ;)

Оффлайн Okub62

  • *****
  • Сообщений: 25 437
  • Благодарностей: 601
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Okub62
Лавировать? Путь увеличится в несколько раз.
С уважением. Олег

Оффлайн Прохожий

  • *****
  • Сообщений: 1 930
  • Благодарностей: 13
  • Галактоходы вперед!
    • Сообщения от Прохожий
Лавировать? Путь увеличится в несколько раз.
С чего бы это?

Оффлайн gary256

  • **
  • Сообщений: 65
  • Благодарностей: 3
  • Есть ли жизнь на Марсе, нет ли жизни - неизвестно
    • Сообщения от gary256
Лавировать как паруснику на воже не получится. Но Вы же переживаете что звезда просто затормозит и отбросит парусник. Ну так если не хотите торможения, поставьте парус ребром к солнечному ветру и все. Какие проблемы??

Оффлайн Okub62

  • *****
  • Сообщений: 25 437
  • Благодарностей: 601
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Okub62
Лавировать? Путь увеличится в несколько раз.
С чего бы это?

Я уже понял, движение галсами в космосе невозможно. Оно осуществляется за счёт неодинакового сопротивления движению судна вдоль киля и поперёк его.
Удлиннение же пути было бы:
С уважением. Олег

Оффлайн Domovoj

  • *****
  • Сообщений: 655
  • Благодарностей: 33
  • Вячеслав Бадеев
    • Сообщения от Domovoj
Не думаю что парус можно использовать как единственный движитель, но как дополнительный (к ионному двигателю например) он вполне сгодится. Он поможет разгону на старте, а затем на торможении. Рано или поздно при удалении от звезды давление солнечного ветра компенсирует встречное сопротивление межзвездного газа, - тут и будет работать двигатель.   
"Чрезвычайные утверждения требуют чрезвычайных же доказательств." Карл Саган
"Мало кто представляет себе, сколько мошенников и безумцев населяет ничейную зону между современной наукой и психиатрическими лечебницами." Станислав Лем

Оффлайн Pluto

  • Администратор форума
  • *****
  • Сообщений: 26 909
  • Благодарностей: 1073
    • Сообщения от Pluto
Все проще, одна сторона паруса отражающая, другая черная  :) Тяга с разных сторон разная.

andreichk

  • Гость
и куда будет тянуть?

Оффлайн Pluto

  • Администратор форума
  • *****
  • Сообщений: 26 909
  • Благодарностей: 1073
    • Сообщения от Pluto
С отражающей стороны тяга вдвое больше

Оффлайн Domovoj

  • *****
  • Сообщений: 655
  • Благодарностей: 33
  • Вячеслав Бадеев
    • Сообщения от Domovoj
А что сложить парус уже нельзя? Или прдпологается что он оооооочень большой и монтируется на орбите?
"Чрезвычайные утверждения требуют чрезвычайных же доказательств." Карл Саган
"Мало кто представляет себе, сколько мошенников и безумцев населяет ничейную зону между современной наукой и психиатрическими лечебницами." Станислав Лем

Оффлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 16 324
  • Благодарностей: 583
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Честно говоря, я вообще не понимаю о чем тут речь?
Я так понял это была шутка.
Но она затянулась?

Сила светового давления на идеальное зеркало при строго отвесном падении:

F/S=P=Ws/c.

Где Ws – плотность потока световой энергии (Ватт/м2), с – скорость света.
Световой поток от Солнца у Земли ~ 1400 Ватт/м2
Считаем давление: 4,67E-06 Н/м2
Уже на орбите Земли давление света – мизерное. Если у вас поверхностная плотность паруса  0.1 г/м2 (это почти ничто 10^-4 кг/м2),  то ускорение которое вы получаете у Земли  при таком парусе  a=4,67E-06/0,0001 =0,0467 м/с2.
Меньше 5 тысячных g!
Для того чтобы получить заметное ускорение вам нужно...
Во-первых  еще лучшая поверхностная плотность паруса чем "ничто". "Нанопарус" в 10^-6 кг/м2 –уже годится для межзвездного полета (он практически прозрачен).
Но и этого будет мало.
Во-вторых  вам надо для начала разгона приблизится к Солнцу как можно ближе.
Потому что тут работает закон обратных квадратов.



Если вы приблизились к точечному источнику света в N раз, поток увеличился в N^2 раз.
Удаляетесь в N раз, поток энергии падает в N^2 раз.
А значит и давление а значит и ускорение.
Пройдя у Солнца на расстоянии 0.1 а.е. (это 1/10 расстояния от Земли до Солнца) мощность (а значит и давление) возрастает в 100 раз.
Считаем ускорение для легкого паруса (10^-6 кг/м2).

У самого Солнца 0,1 а.е. – 467 м/с2. Парус "срывается с места" и начинает удаляться. Но пересекая орбиту Меркуния 0.4 а.е. его ускорение уже упало до 29,2 м/с2. Он продолжает удалятся. Пересекая орбиту Земли его ускорение "всего" 4,67 м/с2 (пол g!!!)
Но закон обратных квадратов все больше и больше съедает давления света по мере удаления паруса.
Пересекая орбиту Юпитера 5 а.е.  ускорение уже 0.2 м/с2
А пересекая орбиту Плутона 40 а.е. 0,003 м/с2

Там фактически, скорость парусника уже почти не прирастает. Почти вся скорость что он набрал – он набрал еще до орбиты Земли. Пересекая орбиту Плутона он уже считай в инерциальном полете. Не то что свет другой звезды – своей уже практически не действует.
Теперь он летит по инерции до тех пор пока по закон обратных квадратов для света    звезды-цели не начнет заметно его скорость. И это опять же начнет проявляться ну 20 а.е. до звезды или те же 40 а.е. А скорей всего все 10 а.е. (все зависит еще и от звезды. С красными карликами у нас будет просто беда)

При этом надо же понимать (если это не шутка) первый закон Ньютона!
Тело находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения если на него не действует никакая сила или действия всех сил компенсируется. Набранная у поверхности Солнца скорость парусника после удаления его от светила никуда не девается. Она "накапливается".

 
Какова максимальная скорость, которую может парусник получить при таком выстреле "от солнца"?

Вот ссылка:

http://path-2.narod.ru/02/02/sss.doc

Тут все расчетные форумы есть. В самом начале.
И есть таблица результатов.
Хотя при нынешних вычислительных возможностях легко построить в Excel и разностную модель которая бы была бы не менее точна и  учитывала  еще и разные осложняющие аналитический вывод нюансы (например постепенное открытие паруса, сброс балласта и т.д.). Единственный нюанс. В начале надо брать квадратично меньший шаг расчетной модели dx. По мере удаления – можно удленить и шаг.
;)
Александр Анатольевич Семёнов. Научный спекулянт, сторонник концепции сильного ИИ по А. Тьюрингу, исторический еслибист, саракшист, идейный космист, религиозный эволюционист, знаниевый фундаменталист, прорицатель мрачного будущего. Эксперт по межзвездным переселениям и ксеноциду. Сетевой графоман-оратор. Весельчак, балагур.

Оффлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 16 324
  • Благодарностей: 583
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
А что сложить парус уже нельзя? Или прдпологается что он оооооочень большой и монтируется на орбите?

Вообще то такой тонкий парус складывать уже нет смысла. Обычно здравые идеи базируются на том, что парус раскрывается с "подложкой". Неким материалом-основой, который под действие ультрофиалета испаряется и остается сверхлегкая нано-основа.
Будучи толщиной в несколько десятков нано-метров такой парус оказывается почти прозрачным. Но это стоит того.
Почти прозрачный парус разгоняется куда быстрей чем непрозрачный но более тяжелый.
Легко построить красивую кривую на которой вырисовывается красивый максимум ускорения именно для почти прозрачного паруса...

В общем, если вы начнете вникать в тонкости данного вопроса, который в западной научной прессе обсуждается уже достаточно давно, то найдете массу неожиданного для себя.
Так Дрекслер (тот самый что написал "Машина созидания", певец эры нанотехнологии) сделал анализ схемы сверхлегкого паруса (с очень хитрым такелажем) еще в 1978-79 гг. и с тех пор его оценка и схема остаются лучшей идеей для подобного устройства.
Поройтесь здесь:

http://www.nss.org/settlement/L5news/L5news/L5news7905.pdf

То что сейчас запускают Японцы и NASA – и близко к этому не лежит. Это только начала пути к нарисованному тогда идеалу.

Вот тут можно еще кое-что почитать через переводчик
http://settlement.arc.nasa.gov/CoEvolutionBook/EDUC.HTML




Александр Анатольевич Семёнов. Научный спекулянт, сторонник концепции сильного ИИ по А. Тьюрингу, исторический еслибист, саракшист, идейный космист, религиозный эволюционист, знаниевый фундаменталист, прорицатель мрачного будущего. Эксперт по межзвездным переселениям и ксеноциду. Сетевой графоман-оратор. Весельчак, балагур.

Оффлайн Pluto

  • Администратор форума
  • *****
  • Сообщений: 26 909
  • Благодарностей: 1073
    • Сообщения от Pluto
Pluto, с зачернённой стороны (к источнику излучения) с нагретого тела фотонов вылетает условно в два раза меньше, чем с зеркальной - или я чего-то не понимаю в Вашей идее?

Это не моя идея. Импульс передаваемый от отраженных фотонов вдвое больше чем от поглощенных. Т.е. зеркальная сторона должна быть обращена к источнику разгоняющего излучения.

Вообще, теория полета с солнечным парусом довольно хорошо проработана, начиная еще с Цандера. Это вполне реальный двигатель для межпланетных и даже межзвездных полетов. Разработаны траектории, способы управления парусом и прочее. В настоящее время трудности чисто технологического характера, т.е. строительство в космосе огромных конструкций со сверхтонкими отражающими пленками.
« Последнее редактирование: 03 Мар 2011 [20:03:15] от Pluto »

Оффлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 16 324
  • Благодарностей: 583
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Вот презентация работы Зубрина (фанат тероформирования, часто мелькает во всяких док фильмах от дискавери би-би-си и нэшенал-географик.) со товарищами.
Но мне Зубрин стал прежде всего интересен своими оценками по магнитному парусу и парашюту.

http://www.niac.usra.edu/files/library/meetings/fellows/nov99/333Christensen.pdf

Здесь же он оценивает сверхлегкий парус из наносеток.
Для нано-сеток нет даже единой теоретической модели их отражающей способности. Авторы делают ряд очень разных в том числе и оптимистических оценок.
Кстати, схема такелажа у их паруса здесь примитивная.
Александр Анатольевич Семёнов. Научный спекулянт, сторонник концепции сильного ИИ по А. Тьюрингу, исторический еслибист, саракшист, идейный космист, религиозный эволюционист, знаниевый фундаменталист, прорицатель мрачного будущего. Эксперт по межзвездным переселениям и ксеноциду. Сетевой графоман-оратор. Весельчак, балагур.

Оффлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 16 324
  • Благодарностей: 583
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Вообще, теория полета с солнечным парусом довольно хорошо проработана, начиная еще с Цандера.

Кстати. Читая работы иностранцев, я хочу  отметить их уважительное отношение к нашему приоритету в идеи световых парусов. Они всегда говорят что идею солнечного паруса высказывал  Циалковский, а вперывае аналитически проработал Цандер в 30-х.
У них за эту идею впервые взялись серьезные физики лишь в 50-х. И то под псевдонимами в н.ф. журналах.
Я кстати нашел pdf-скак бережно обработанных рукописей Цандера по парусам из какой-то нашей книги (возможно собраний сочинений?) именно на русском  языке и  именно на иностранном сайте. Немного посмеялся. Для них все это "русская тарабарщина" с графиками и формулами была чем-то сакральным, настолько же как многие их работы для меня...
 ;D

Александр Анатольевич Семёнов. Научный спекулянт, сторонник концепции сильного ИИ по А. Тьюрингу, исторический еслибист, саракшист, идейный космист, религиозный эволюционист, знаниевый фундаменталист, прорицатель мрачного будущего. Эксперт по межзвездным переселениям и ксеноциду. Сетевой графоман-оратор. Весельчак, балагур.

Оффлайн Domovoj

  • *****
  • Сообщений: 655
  • Благодарностей: 33
  • Вячеслав Бадеев
    • Сообщения от Domovoj
А что сложить парус уже нельзя? Или прдпологается что он оооооочень большой и монтируется на орбите?

Вообще то такой тонкий парус складывать уже нет смысла. Обычно здравые идеи базируются на том, что парус раскрывается с "подложкой". Неким материалом-основой, который под действие ультрофиалета испаряется и остается сверхлегкая нано-основа.


Не буду спорить так как мои познания в этом ограничиваются общими сведениями о том что NASA c японцами делают  :)
Просто мне кажется разумным использование паруса как для разгона, так и для торможения (если его использование вообще разумно)

P.S. За инфу спасибо!
"Чрезвычайные утверждения требуют чрезвычайных же доказательств." Карл Саган
"Мало кто представляет себе, сколько мошенников и безумцев населяет ничейную зону между современной наукой и психиатрическими лечебницами." Станислав Лем