Космический парусник: имеет ли он смысл?

[Kochelev]

медицинские нанороботы только часть идей в том обсуждении...

Понял - не дурак! Это часть фантазий в обсуждении....

[vsevolodson]

Посвящаю: не проводимости (при"высокой" температуре) а эффекте падения до нуля электрического сопротивления при МАЛОЙ ПЛОТНОСТИ ТОКА!

90К и 1 мегаампер - есть такой вариант.

[Kochelev]

90К и 1 мегаампер - есть такой вариант.

Ключевое слово - не сила тока, а ПЛОТНОСТЬ тока.

[ВадимZero]

А и не нужно тормозиться полностью. Главное, сбросить околорелятивистскую скорость. Дотормаживаться можно об местный солнечный ветер, о корону звезды, об атмосферу местного юпитера, в конце концов, VASIMR-ом погасить последние остатки скорости.

Полноч, забудте про Васимир...Если у вас есть магнитная петля, то вы можете маневрировать в звездной системе как захотите, без затрат рабочего тела.

[vsevolodson]

Ключевое слово - не сила тока, а ПЛОТНОСТЬ тока.

Да-да, был эскизный проект при приемлимых массогабаритных параметрах. Для лёгкого зонда.

Трамвай до сих пор ходит, терояда - нет и не предвидится

Не предвидится, таки да. Да и зачем, когда Солнце и лазеры есть

[Polnoch Ксю]

Не предвидится, таки да. Да и зачем, когда Солнце и лазеры есть

Ой, ладно Вам! ITER гораздо реальнее, чем все, что мы тут с Вами обсуждаем

[Kochelev]

Да-да, был эскизный проект при приемлимых массогабаритных параметрах. Для лёгкого зонда.

Я ща возьму и эскизный проект безопорного моста через Гибралтар или Берингов пролив нарисую, и что?

[Проходящий Кот]

Да-да, был эскизный проект при приемлимых массогабаритных параметрах. Для лёгкого зонда.

Я ща возьму и эскизный проект безопорного моста через Гибралтар или Берингов пролив нарисую, и что?

это в другой палате.....

[Kochelev]

это в другой палате.....

Именно!

[AlexAV]

Вон, AlexAV выдал умную мысль про электроны. Но дальше же молчит!
Почему?
Потому что дальше сам не знает, думаю…

Это не школьная задачка.

Кое-какие оценки сделал, в части, что касается самой начального участка релаксации (первые пикосекунды). Получилась такая зависимость доли энергии, уходящей в излучение от размера пылинки.



Т.е. в среднем по спектру размеров частиц получим долю энергии уходящей в излучение около 20%. Остальные 80% пойдут на разрушение паруса. Расчёт дальнейшего распределения энергии и разрушения паруса задача идейно понятная (решаем уравнение теплопроводности с учётом зависимости коэффициента теплопроводности и теплоёмкости от температуры), но требует определённых трудозатрат. Не делал. Но оценку скорости разрушения паруса сделать можно. Достаточно очевидно, что большая часть этой энергии пойдёт в теплоту фазовых переходов.

И тогда соответственно время жизни паруса будет около:



– плотность паруса [кг/м3];
L – теплота испарения [Дж/кг];
– плотность межзвёздной среды[м-3];
– средняя потеря энергии частицы пылинки в парусе[Дж/м];
v – скорость паруса[м/c];
– массовая доля пыли в межзвёздной среде;
A – среднее массовое число частиц пыли;
– потери на излучение.

Если взять плотность межзвёздной среды 1 см-3, массовую долю пыли 1%, частицы принять угольные, то получим 180 суток. В действительности это верхняя оценка. Материал паруса необязательно испарять, достаточно расплавить. Соответственно если в качестве L – взять теплоту плавления, то получим 7 сут. И того можно дать оценку:

7 сут < T < 180 сут

[Проходящий Кот]

Сотношение 20%- 80 % слишком серьезно, чтобы верить ему на слово. Почему при таком скоростном пролете будет так? Атомы пылинки пройдут насквозь прежде, чем почуствуют парус.....

[AlexAV]

Сотношение 20%- 80 % слишком серьезно, чтобы верить ему на слово. Почему при таком скоростном пролете будет так? Атомы пылинки пройдут насквозь прежде, чем почуствуют парус.....

Модель, которую я использовал (Полищук + Томас-Ферми), заведомо завышает излучение плазмы. 

[Проходящий Кот]

....
Модель, которую я использовал (Полищук + Томас-Ферми), заведомо завышает излучение плазмы. 

А плазма у нас точно появится?

[vsevolodson]

Интересный результат.

AlexAV, а как вы объясните то, что вы берёте среднее значение потерь энергии частиц для всего разгона? Не получится ли совершенно другого результата, если рассчитать дифференциально?

Расчёт дальнейшего распределения энергии и разрушения паруса задача идейно понятная (решаем уравнение теплопроводности с учётом зависимости коэффициента теплопроводности и теплоёмкости от температуры), но требует определённых трудозатрат. Не делал. Но оценку скорости разрушения паруса сделать можно. Достаточно очевидно, что большая часть этой энергии пойдёт в теплоту фазовых переходов.

Гм. Решение будет сильно зависеть от теплопроводности. Наше "бытовое", интуитивное представление о теплопроводности паруса толщиной 50нм может вполне оказаться неверным. Лично я бы для надёжности взял бы оценку 80% на излучение и 20% энергии на разрушение паруса. По аналогии с ядерным взрывом. Не знаю, насколько сильно это спасёт парус - 7 суток - это уже совсем никуда не годится.

[AlexAV]

Гм. Решение будет сильно зависеть от теплопроводности. Наше "бытовое", интуитивное представление о теплопроводности паруса толщиной 50нм может вполне оказаться неверным. Лично я бы для надёжности взял бы оценку 80% на излучение и 20% энергии на разрушение паруса. По аналогии с ядерным взрывом. Не знаю, насколько сильно это спасёт парус - 7 суток - это уже совсем никуда не годится.

Аналогии с ядерным взрывом здесь нет. Большая часть энергии отводится по средствам электронного теплопереноса. Я рассчитывал динамику плазменной области до точки падения температуры до 10 эВ (дальше используемая мной модель переноса через двойной слой становится неверной). Характерное время радиационного остывания такой плазмы – несколько наносекунд. По нашим меркам очень много. При описании дальнейшей эволюции системы излучением можно полностью пренебрегать.

P.S. Что касается теплопроводности, то с ростом температуры она быстро растёт. При сравнительно низких температурах – линейно, при высоких по Спитцеру как T^5/2.

[AlexAV]

AlexAV, а как вы объясните то, что вы берёте среднее значение потерь энергии частиц для всего разгона? Не получится ли совершенно другого результата, если рассчитать дифференциально?

Я брал все значения для одной фиксированной скорости 0.1с.

Если говорить о зависимости времени разрушения от скорости паруса, то самый разрушительный участок от 0,006с до 0.1с. При меньших и больших скоростях проблема будет уменьшаться.

[vsevolodson]

– средняя потеря энергии частицы пылинки в парусе[Дж/м];

Енто вы как считали?

Я брал все значения для одной фиксированной скорости 0.1с.
Если говорить о зависимости времени разрушения от скорости паруса, то самый разрушительный участок от 0,006с до 0.1с. При меньших и больших скоростях проблема будет уменьшаться.

Вы учитывали где-нибудь в рассчётах пробег частиц в материале паруса на разной скорости?

Я подозреваю, что в определённом диапазоне скоростей есть участок, в котором произведение кинетической энергии частиц и коэффицинета передачи энергии материалу паруса (застревание) будет максимальным. И на этом участке время жизни паруса может быть меньше, чем время разгона паруса до более высокой скорости. И я подозреваю, что этот участок будет на скоростях меньше 0,1С.

Как зависит длина пробега частицы в материале от скорости? Не помню Обратно первой степени?
Вроде линейно.

[AlexAV]

Енто вы как считали?

В идеале надо усреднять по всем компонентам пыли. Я брал равным для углерода.

P.S. Для всех прочих компонент – эта величина будет больше (монотонно растёт с увеличением заряда ядра).

[vsevolodson]

В идеале надо усреднять по всем компонентам пыли. Я брал равным для углерода.

А число-то какое и как получили? Для фиксированной скорости, как я понимаю...

[AlexAV]

Я подозреваю, что в определённом диапазоне скоростей есть участок, в котором произведение кинетической энергии частиц и коэффицинета передачи энергии материалу паруса (застревание) будет максимальным. И на этом участке время жизни паруса может быть меньше, чем время разгона паруса до более высокой скорости. И я подозреваю, что этот участок будет на скоростях меньше 0,1С.

Да, так. Положение брегговского пика лежит в области меньших скоростей. Для углерода около 0,025с.