Космический парусник: имеет ли он смысл?

[vsevolodson]

Атомы и молекулы просто сдуваются таким энергопотоком прочь.

Пока что только на словах и в мечтах, к сожалению...

[Polnoch Ксю]

Простите за дурость, все равно не понимаю

Чтобы между слоями паруса был "маглев" Вам придется жестко закрепить хотя бы одну степень свободы. В нее попал метеорит - кирдыкнулись оба слоя сразу.

Метеоритов не будет. А если будет, можно впереди запустить экран. Особенно хорошо на его роль подойдет использованный парус

[vsevolodson]

Метеоритов не будет. А если будет, можно впереди запустить экран. Особенно хорошо на его роль подойдет использованный парус

Он может вполне прилететь сбоку. Особенно при разгоне, когда скорость ещё невелика.

[Polnoch Ксю]

Метеоритов не будет. А если будет, можно впереди запустить экран. Особенно хорошо на его роль подойдет использованный парус

Он может вполне прилететь сбоку. Особенно при разгоне, когда скорость ещё невелика.

Почему-то еще ни разу не прилетал Сколько АМС запускали, а им все ни по чем... А вот с учетом того, что звездолет будут строить в уже обжитой солнечной
 системе, в набитом людьми и техникой поясе астеройдов, в него может вмазаться, на этапе разгона.... мусор! Будет очень обидно

Кстати, почему Вы думаете, что вероятность прилета метеорита сбоку больше при меньшей скорости в перпендикулярном направлении? Вы основывались на том, что разгон начнется в более "набитой" веществом солнечной системе?

[alex_semenov]

Это неверное представление. Кратеры будут до скоростей ~100 км/с. Далее будут "тоннели", как в случае поражения кумулятивной струёй. Поэтому совершенно не будет разницы, смогут ли метеориты проходить конструкцию насквозь. На таких больших скоростях малая толщина паруса будет играть против него, так как он быстрее полностью сотрётся.

Вы меня не поняли. Парус будет пробиваться пылью и на 1 км/с. Парус ВСЕГДА пробивается пылью. Это слишком хрупкая материя, чтобы сопротивляться удару.
Пылинка проходит сквозь него не сильно и потеряв в скорости.
Но суть в том, что отверстие в парусе будет равно с диаметр пылинки. Именно потому что пылинка почти не испытывает сопротивления.

Кроме микронной есть ещё нанометровая и миллиметровая пыль. И тут СВЧ-луч уже не помогает, так как пыль, к сожалению, не так когерентна, как луч мазера.

Кластер материи больше 100 атомов уже можно считать пылью. Я не вижу разницы. Напротив. Поверхность, на которую падает луч пропорциональна квадрату радиуса пылинки (условно считаем пылинки шаром) значит и импульс от испарения пропорционален квадрату размера, а масса - пропорциональна кубу. Чем больше по диаметру пылинка (и по массе) тем ТЯЖЕЛЕЕ ее выдуть из луча.

И еще. Не факт что в такой активной очистке есть надобность. Я сказал, что при разной плотности пыли вы имеете разный результат расчета повреждений паруса. Хоть и оптимистичные но вполне вменяемы значения плотности пыли по расчетам Фрисби говорят что парус вполне переживает путешествие через 20 св. лет в раскрытом состоянии!!!

Парус находится на острие луча ЧУДОВИЩНОЙ мощности.

Если эмоционально расписать как всё классно получается, да ещё и капцлоком, то рассчёты как будто уже даже и не нужны, ага. Сказано ведь - ЧУ-ДО-ВИЩЩ-НА-Я мощность же. Какие ещё вопросы тут могут быть?

А вы сами УДОСУЖИЛИСЬ что-либо ключевое тут посчитать?

"Чудовищная мощность" это порядка 10 солнечных постоянных. Вот и считайте. Корень из 10 это примерно 3. Значит световой поток как на орбите Солнца радиусом 1/3 а.е. Это где-то на орбите Меркурия. Вот и прикиньте. На орбите Меркурия много пыли? Газа?   Что говорят ученые?

[Polnoch Ксю]

А вы сами УДОСУЖИЛИСЬ что-либо тут посчитать?

"Чудовищная мощность" это порядка 10 солнечных постоянных. Вот и считайте. Корень из 10 это примерно 3. Значит световой поток как на орбите Солнца радиусом 1/3 а.е. Это где-то на орбите Меркурия. Вот и прикиньте. На орбите Меркурия много пыли? Газа?   Что говорят ученые?

Браво, потрясающий аргумент

[alex_semenov]

Алекс Вам бы следовало опубликовать работу "Межзвездный, лазерный парус...Часто задаваемые вопросы"
И далее по пунктам..

Да я думал вообще написать исследование и выложить на горизонте. Но когда дойдут руки?
Сначала бы добить все необходимые переводы.

Вообще, уже нарытого по теории МП у меня столько... что систематизация меня просто пугает объемом необходимой работы. Тут не на один фундаментальный труд набирается.
 
 

[Polnoch Ксю]

Метеоритов не будет. А если будет, можно впереди запустить экран. Особенно хорошо на его роль подойдет использованный парус

Он может вполне прилететь сбоку. Особенно при разгоне, когда скорость ещё невелика.

А, все, поняла о чем Вы говорите, дошло
Из тригонометрии

Так тогда нужно в начале разгона экран распологать рядом со звездолетом, а вот потом можно отдалить (особенно, что бы не столкнуться с ним, если разница после столкновения будет существенная в скорости)

[vsevolodson]

Так тогда нужно в начале разгона экран распологать рядом со звездолетом, а вот потом можно отдалить (особенно, что бы не столкнуться с ним, если разница после столкновения будет существенная в скорости)

Т.е. кроме ПН и паруса, вы хотите разгонять ещё ракетные двигатели с топливом, слои паруса и экран?

[Polnoch Ксю]

Так тогда нужно в начале разгона экран распологать рядом со звездолетом, а вот потом можно отдалить (особенно, что бы не столкнуться с ним, если разница после столкновения будет существенная в скорости)

Т.е. кроме ПН и паруса, вы хотите разгонять ещё ракетные двигатели с топливом, слои паруса и экран?

Экран часть разгона, например, в насыщенных микрометеоритами участках (если такие вообще есть).
Слои с парусом только если вероятность его пробития или деградации действительно будет так высока, как Вы это хотите показать. Двигатели  для возвращения паруса назад в луч же пригодятся в системе назначения в любом случае, это уже полезная нагрузка. Как в ней маневрировать, и переходить между орбитами без них? Какой-нибудь газофазный ярд будет очень кстати (хотя, может быть плазменник подошел бы больше).
А может быть, газофазные ЯРД с паруса можно переставить на посадочный планетный зонд, где будет к месту его тяга, но меньший КПД чем у некоторых ракетных двигателей.

Ну и с чего Вы взяли, что многослойный парус будет ну очень тяжелее однослойного, но толстого?

[alex_semenov]

Световой парус в исполнении дизайнера Ника Стивенса ( Nick Stevens ) и судя по всему
наиболее близкий концепт-арт к проекту Дрекслера



Обратите внимание на треугольную фактрулу паруса. Это не просто так.



В проекте Дрекслера каждая секция управляема отдельно.



Поэтому никаких двигателей. Парус возвращается в луч поворотом секций паруса.
Обратите внимание на абсолютную  плоскость полотнища. Как раз это и позволял добиться
такелаж Дрекслера 



Взято здесь

http://www.starbase1.co.uk/galleries/Recent%20Images/index2_en.html

[Кремальера]

О-о.Ну наконец-то.Давайте парусины еще!

[alex_semenov]

О-о.Ну наконец-то.Давайте парусины еще!

Ну это самая грамотная картинка, какая мне попадалась. Хотя и тут огрехов  - тьма. Размеры ПН по сравнению с парусом ну очень уж велики. ПН должна теряться на фоне полотнища.

Вообще по-настоящему правильные проекты будут очень нефотогеничны. В них красота не внешнаяя, а внутренняя. Концептуальная.
 
В любом случае всякий реальный звездолет будет иметь габариты планетоида и плотность мыльного пузыря. Парус - один из кандидатов. Второй кандидат - токовая петля магнитного паруса (и парашюта). Там вообще показывать нечего.

[alex_semenov]

Вот еще аппарат такой же консистенции...
Медуза, разгоняемая  ядерными (или термоядерными) взрывами.



Идея принадлежит британским ученым…
Хотя это мы уже проходили и знаем в чем там главная проблема.
Но все равно, назидательно направление мысли.

Взято здесь.
http://www.foundation3d.com/forums/showthread.php?t=8940

[AlexAV]

Но суть в том, что отверстие в парусе будет равно с диаметр пылинки. Именно потому что пылинка почти не испытывает сопротивления.

Если бы было так просто…

Вы знаете, что одиночный тяжёлый ион (из ускорителя или осколок деления) пробивает в веществе канал в несколько нанометров, что явно больше его размера.

При прохождении нанометровой пылинки с субсветовыми скоростями через вещество физика разрушения будет качественно отличаться от пробивания вещества пулей. Передаваемый импульс в этом случае ничтожно мал, а вот плотность энергии создаваемая в канале наоборот крайне велика. В этом случае будет иметь место следующая цепь событий:
1)   Локальный нагрев электронной подсистемы потоком частиц, составляющих пылинку.
2)   Разогрев окружающего вещества за счёт электронной теплопроводности.
3)   Электрон-фононная релаксация.
4)   Испарение или спинодальный распад  вещества (в зависимости от УРСа) в области, которая успеет прогреться, с его выбросом.

Количество выброшенного вещества будет сильно определяться электронной теплопроводностью, скоростью электрон-ионного теплообмена и уравнением состояние вещества. Без более менее детального расчёта определить сложно, но в принципе оно может быть и больше (причём существенно) чем количество вещества в объёме сечения пылинки.

[alex_semenov]

Где это все будет происходить?
В пылинке или в парусе?
Парус имеет толщину в 40 нм.  Прикинте время, за которое проходит пылинка на скорости 0.1с через парус. Какие теплообменные, скажем, эффекты метут тут случиться?
Нет, может действительно все так сложно. 
Но одиночный протон на скорости 0.1с, как мне кажется, проходит через парус вообще НЕ ЗАМЕЧАЯ его.
Я как-то считал (уже и не помню как):



Но вот статья, от которой я отталкивался, кажется.
http://nuclphys.sinp.msu.ru/radiation/rad_3.htm

[AlexAV]

В пылинке или в парусе?
Парус имеет толщину в 40 нм.  Прикинте время, за которое проходит пылинка на скорости 0.1с через парус. Какие теплообменные, скажем, эффекты метут тут случиться?
Нет, может действительно все так сложно.

В парусе конечно. Пылинка с точки зрения паруса всего лишь сгусток частиц. При их прохождении будут иметь место обычные тормозные потери. При 0.1с  для углеродной пылинки и алюминиевого паруса это 550 эВ/нм на атом. Вся эта энергия первоначально пойдёт только к электронам паруса в месте удара. В результате в месте удара (в парусе) образуется вещество с электронной температурой в сотни эВ. Причём вещество достаточно интересное. Электроны окажутся очень горячие, но ионы первые десятки-сотни пикосекунд (для столь неравновесного вещества это много) об этом знать не будут,и будут оставаться в узлах своей кристаллической решётки. Такое состояние называют warm dense matter (какого-то устоявшегося перевода на русский пока нет, у нас обычно пишут или тёплое вещество или просто WDM, но это не общепринято). А далее оно уже будет как-то релаксировать.

[AlexAV]

Но одиночный протон на скорости 0.1с, как мне кажется, проходит через парус вообще НЕ ЗАМЕЧАЯ его.

Да, частица будет передавать парусу лишь незначительную часть своей энергии, но и этой энергии вполне может оказаться достаточно, чтобы вызвать сильную эрозию вещества.  Одиночный  протон – маловероятно, потери энергии при торможение слишком малы, но вот даже одиночный атом кремния или железа уже может пробить заметный трек.

[Прохожий]

Кстати, аналогичную мембрану хотят использовать и в термоядерном АМБАЛе для разделения быстрых и медленных частиц...  В качестве Демона Максвелла...

[vsevolodson]

В любом случае всякий реальный звездолет будет иметь габариты планетоида и плотность мыльного пузыря. Парус - один из кандидатов. Второй кандидат - токовая петля магнитного паруса (и парашюта).

Неужто хотите сказать, что кроме паруса, звездолётов других быть не может? Бред.

Хотя это мы уже проходили и знаем в чем там главная проблема.

Орионщики заявляют об оседлании в нужном направлении 85% энергии взрыва.

Парус имеет толщину в 40 нм.  Прикинте время, за которое проходит пылинка на скорости 0.1с через парус. Какие теплообменные, скажем, эффекты метут тут случиться?

Давление насыщенных паров алюминия при ненулевой Т может испарить парус такой толщины. Факторы эрозии не дадут этому случиться, уничтожив парус много раньше.

Но одиночный протон на скорости 0.1с

Только вот парус встречает далеко не только одни протоны. Даже если брать в рассмотрение только частицы H⁺ и H⁰, то может оказаться, что решающий вклад вносят электроны, так как протоны имеют высокую проникающую способность (при условии, что нейтральный атом водорода тут же незаметно ионизируется). И это ещё без учёта H₂, He, пыли и прочего.