Космический парусник: имеет ли он смысл?

[Kochelev]

Что-то я смотрю никто даже особо не озаботился критикой слабых мест паруса 

Зачем критиковать то - что абсолютно и принципиально нереализуемо?

[vsevolodson]

Зачем критиковать то - что абсолютно и принципиально нереализуемо?

У меня просто разрыв шаблона. Про парус на форуме говорят постоянно весьма искушённые в МП люди. Копнул - ба! Да тут же не более, чем романтическая фантастика! Это меня и удивило. Взрыволёт хоронили. У паруса оказалось куда больше проблем. Хоронить отказываются, делают вид, что ничего такого смертельного...

[vsevolodson]

Нужно читать про "Торможение нейтрального атомного пучка"

Я сегодня искал в сети, не нашёл. Экспериментальные данные, очевидно, есть только для разгоняемых заряженных частиц. Технически будет трудно определить проникющую способность атомов и молекул на скоростях порядка 0,01-0,1 С. Но ясно, что пробег атомов и молекул будет не больше, чем у электрона (ясно ли это?). При этом утверждение о том, что дескать, всё хорошо, потому что пробег протонов и альфа-частиц сильно больше, чем толщина паруса - это откровенная халтура. К реальности это отношения иметь не будет. Межзвёздное вещество мало того что не состоит из одних лишь протонов и альфа частиц (блин, а электроны куда дели?), но и в очень значительной мере состоит из нейтральных атомов и молекул. А с ними всё очень плохо. И только после решения проблемы газа можно будет поговорить о пыли и более крупных частицах.

[Kochelev]

У меня просто разрыв шаблона. Про парус на форуме говорят постоянно весьма искушённые в МП люди. Копнул - ба! Да тут же не более, чем романтическая фантастика! Это меня и удивило. Взрыволёт хоронили. У паруса оказалось куда больше проблем. Хоронить отказываются, делают вид, что ничего такого смертельного...

Да на заборе тоже много чего написано 
Я уже не раз призывал фантазеров на тему паруса дать хоть какие-то ТУ (размер, диаметр, нагрузки) - тряхнул бы стариной - пораскинул бы мозгами над концептуальной моделью. Так ведь молчат - как рыба бо лед   

[Kochelev]

Я сегодня искал в сети, не нашёл. Экспериментальные данные, очевидно, есть только для разгоняемых заряженных частиц. Технически будет трудно определить проникющую способность атомов и молекул на скоростях порядка 0,01-0,1 С. Но ясно, что пробег атомов и молекул будет не больше, чем у электрона (ясно ли это?). При этом утверждение о том, что дескать, всё хорошо, потому что пробег протонов и альфа-частиц сильно больше, чем толщина паруса - это откровенная халтура. К реальности это отношения иметь не будет. Межзвёздное вещество мало того что не состоит из одних лишь протонов и альфа частиц (блин, а электроны куда дели?), но и в очень значительной мере состоит из нейтральных атомов и молекул. А с ними всё очень плохо. И только после решения проблемы газа можно будет поговорить о пыли и более крупных частицах.

Опять же эти "умнички" не видели как "отпескостурен" КА после нескольких лет на орбите. Одни лохмостья висят от титанвых панелей (не микронной вовсек толщины  ). Видели бы - восторги моментально бы поутихли 

[vsevolodson]

Почему бериллий не годится для паруса?

[Kochelev]

Почему бериллий не годится для паруса?

Только порошковая спечка

[Проходящий Кот]

У меня просто разрыв шаблона. Про парус на форуме говорят постоянно весьма искушённые в МП люди. Копнул - ба! Да тут же не более, чем романтическая фантастика! Это меня и удивило. Взрыволёт хоронили. У паруса оказалось куда больше проблем. Хоронить отказываются, делают вид, что ничего такого смертельного...

Да на заборе тоже много чего написано 
Я уже не раз призывал фантазеров на тему паруса дать хоть какие-то ТУ (размер, диаметр, нагрузки) - тряхнул бы стариной - пораскинул бы мозгами над концептуальной моделью. Так ведь молчат - как рыба бо лед   

Та к в статьях на Сайте Семенова все эти расчеты есть--- чего их повторять?

[Kochelev]

Та к в статьях на Сайте Семенова все эти расчеты есть--- чего их повторять?

Вы мне предлагаете повторять чужие ошибки? Повеселили - ставлю "+"

[vsevolodson]

Рассчитал разрушение сферического паруса в вакууме одной лишь только составляющей - нейтральным водородом.
Плотность в окрестностях СС (за гелиопаузой) - 0,05 атомов на см³ или 8,3*10²³ кг/м³, что в 2,23*10²⁵ раз меньше плотности условного материала паруса - бериллия. Считаю, что нейтральный атом водорода полностью завязнет в парусе, передав ему всю свою кинетическую энергию и сообщает достаточную скорость какому-то числу атомов бериллия, чтобы они покинули парус. Для этого я просто очень приблизительно оценил, какое кол-во энергии требуется, чтобы испарить кг бериллия в н.у. Это значение я и использовал (грубая оценка, но другой нет, особенно от адвокатов парусов). На разных скоростях получил время, за которое квадратный метр паруса съест достаточно атомов водорода, чтобы полностью испарить парус толщиной в 1 микрометр (очень толстый и парус).

На скорости 0,001С время уничтожения паруса потоком одного только атомарного водорода составит 275 лет.
На скорости 0,002С - 34 года.
0,004С - 4,31 лет.
0,008С - 197 сут.
0,02С - 12,58 сут.
0,05С - 0,81 сут.
0,1С - 2,4 часа.
0,2С - 18 минут.
0,5С - чуть более минуты.

При этом время, за которое парус полностью "испаряется", уменьшается кубически в зависимости от скорости, так как энергия налетающих частиц растёт - во второй степени, а также - линейно растёт кол-во налетающих атомов.

t_{жизни паруса} ~ 1/v³

На самом деле кроме нейтральных атомов водорода есть ещё куча других факторов исчезновения паруса, которые сильно ускорят дело:
1) Давление насыщенных паров металла конструкции паруса при определённой, ненулевой Т ускоряет испарение. Для тонкого паруса это критично.
2) Пыль. Пока не будет показано на числах, как лазерный пыщьпыщь волшебно разгоняет пыль так, что она не успевает возникнуть снова скраю перед парусом, это придётся считать серьёзной проблемой. Сюда же отнесём и более крупные частицы.
3) Ненулевая мощность, поглощаемая парусом от прохождения насквозь электронами и ионами.
4) Нагрев лазером/мазером повышает Т и давление насыщенных паров материала тоненького паруса (см. п. 1).

[Проходящий Кот]

У нас разгон идет в пределах Солнечной Системы. За пределами Солнечной Системы судьба паруса нас не интересует(я уже это наверное ПЯТЫЙ раз пишу)....

[Kochelev]

tжизни паруса ~ 1/v3

Позволю себе Вас "поправить", распространяя аналогию коэффициента абляции экрана спускаемого КА, по мере роста скорости в зоне максимального ветрового напора, сначала:
1. пропорционально квадрату,
2. потому кубу,
3. потом 4й степени,
4. Потом "энной" степени.

"Рога" (от скорости) загибаются удивительно быстро, скажем скачек от 3х до 5ти Махов дает коэффициент от 3й до 8й степени   

[Kochelev]

У нас разгон идет в пределах Солнечной Системы. За пределами Солнечной Системы судьба паруса нас не интересует(я уже это наверное ПЯТЫЙ раз пишу)....

тормозить на станции прибытия чем будете?

[Проходящий Кот]

У нас разгон идет в пределах Солнечной Системы. За пределами Солнечной Системы судьба паруса нас не интересует(я уже это наверное ПЯТЫЙ раз пишу)....

тормозить на станции прибытия чем будете?

Зубриным......

[Проходящий Кот]

.....

Ответ номер 5 в этой теме...

[Kochelev]

Зубриным......

На второй плюс - не тянет (скучно), сорри за офф...

[vsevolodson]

У нас разгон идет в пределах Солнечной Системы.

Места не хватит.

Я СС как-то и не рассматривал, как место для разгона. Плотность газа становится меньше, чем за гелиопаузой только на расстоянии более 10 АЕ. А вот плотность твёрдых частиц любого калибра будет намного выше, чем за пределами СС. А рассчёты лазерного пыщьпыщь, разгоняющего эти частицы любого размера, до сих пор приведены не были. Кроме того, потребуется нехилое ускорение, чтобы разогнаться хотя бы до 0,1С в промежутке 10-100 АЕ (а именно не менее 3g).

[vsevolodson]

На самом деле мои оценки взаимодействия с нейтральным атомарным водородом очень оптимистичны, всё будет на порядки хуже по целому ряду причин. Парус должен быть намного тоньше, да и ув. Kochelev утверждает, что не из бериллия, а из алюминия, что растает быстрее... Ну и многое другое.

Простите, но это уже не физика, а психология. Я понял, откуда такие розовые мечты о парусах. Всем хочется достигнуть альфацентавров за десятки лет (в пределах одной человеческой жизни). Т.е. мечтается сильно очень о скоростях 0,1-0,5 С. Ну так как у меня таких мечтаний особо нет, то я это вижу со стороны и более беспристрастно, похоже. А обозначенные скорости достижимы лишь парусом. Только вот парус таковой - фэнтэзи, что никогда не сможет быть реализовано. Но верить очень хочется

[Polnoch Ксю]

Рассчитал разрушение сферического паруса в вакууме одной лишь только составляющей - нейтральным водородом.

Для микроволнового паруса:

1) площадь столкновения с атомами водорода гораздо меньше (так как решетка)
2) ускорения больше десятка g, а значит и дистанция разгона которая измеряется в десятках а.е.


А для лазерного... есть подозрение, что лазер будет ионизировать и молекулы водорода, вызывая их отталкивание друг от друга, и уменьшение плотности на маршруте следования паруса.

Как считать ионизацию лазером не знаю, идей пока нет
Не к формуле же фотоэффекта цепляться?

[vsevolodson]

1) площадь столкновения с атомами водорода гораздо меньше (так как решетка)

Нет, это неверно. Мои оценки не зависят от площади паруса.

ускорения больше десятка g, а значит и дистанция разгона которая измеряется в десятках а.е.

Мощность луча, толщину паруса и массу ПН в таком случае приведите. И узрите, что выходит совсем непотребно. Как я уже говорил - только наномолот нанолюцифера. И это ещё без учёта твёрдых частиц (особенно если в СС).

Как считать ионизацию лазером не знаю, идей пока нет

Оставьте это, сечение ионизации водорода лучом мизерно. В статье (почему вы не прочитали это?!) объяснялось, что для ионизации потребуется такая мощность лазера, что корабль превратится в фотонную ракету, летящую уже в другую сторону.