A A A A Автор Тема: Космический парусник: имеет ли он смысл?  (Прочитано 64361 раз)

0 Пользователей и 2 Гостей просматривают эту тему.

Оффлайн vsevolodson

  • *****
  • Забанен!
  • Сообщений: 5 136
  • Благодарностей: 6
    • Сообщения от vsevolodson
Re: А.Семенов Трактат о парусе
« Ответ #620 : 17 Дек 2012 [22:08:46] »
Если на скорости 0.032с в пик Брега оказывается в середине 30 нанометровой пленки, то вот расчет данной ситуации.

При плотности 1 атом на см3 (хотя реально 0.1 -0.01) мы имеем 1 000 000  атомов на метр кубический. При массе атома водорода 1,67E-27, плотность этой среды 1,67E-21 кг/м3

На скорости 0.32с каждый м2 моего паруса проходит за секунду дистанцию 9 600 000 метров и в этом "кубике" ему попадается 1,61E-14 кг водорода. Налетая на наш парус (за секунду) он создает импульс при неупругом соударении 1,61E-14 Н/м2 или оказывает давление в  1,61E-14  Паскаля.
Что с энегрией? Если все протоны поглощаются внутри паруса (останавливаются) и их кинетическая энергия идет на нагрев паруса то это 0,74 Дж/м2
Для сравнения. Солнце обрушивает на 1380 Дж/м2 А наш парус будет получать от лазера раз в 10 больше (как минимум!). То есть что давление, что энергия набегающего водорода в самый худший момент, на пике будет ерундовая.
Хотя застрявший внутри металлов водород вещь крайне неприятная. Она приводит к значительному ухудшению механических свойств. Но наш плачь не об этом.
Дожить бы до таких проблем!
Как только пик пройден, парус становится прозрачным для  водорода. И теперь он нам мало беспокоит. Верно? Это то что я в свое время на НК назвал прохождением "водородного барьера".
Блин, про пик Брэгга я говорил совсем в другом контексте. Меня интересует лишь энерговыделение. Когда очередной пик Брэгга достигнет заднего конца толщи паруса, его высота будет максимальна - это "тепловой барьер" для паруса. И таких "тепловых барьеров" несколько - водород, гелий, углерод[, электроны]. Если парус преодолевает эти тепловые барьеры (с учётом нагрева лучом), то он уже спасён, уже ничего не страшно. Разгоняйте хоть до 0,5С, хоть до 0,9С. Что беспокоит - это то, что парус может не получиться разогнать даже до 0,02С. Тогда его придётся выкинуть на свалку и лететь бомболётами с магнитной петелькой!  >:D

Когда я вас, Александр, попросил прикинуть эрозию средой эдак месяц назад, вы сказали что на 0,1С протоны пролетают сквозь парус, а остальное - пренебрежимо мало. Я тогда чуть не поверил.
SkyWatcher 100мм Eq2
Homo homini lupus est

Оффлайн Polnoch Ксю

  • *****
  • Сообщений: 10 162
  • Благодарностей: 413
    • Сообщения от Polnoch Ксю
Re: А.Семенов Трактат о парусе
« Ответ #621 : 18 Дек 2012 [00:14:22] »
Что беспокоит - это то, что парус может не получиться разогнать даже до 0,02С. Тогда его придётся выкинуть на свалку и лететь бомболётами с магнитной петелькой!

Нет, использовать экран, отбрасываемый на безопасной скорости, или (и) многоступенчатый парус. Тогда все должно срастись...
Meade LightBridge12"
RC8¨и МАК5"Альтер М500 на AZ4, Celestron SLT, Ioptron ZEQ25
БГШ 2.3x40 и Steiner Marine 7x50
ES82°:4.7mm,30mm
ES100°:9mm,14mm,20mm
ES68°:40mm
Meade Plossl 56mm; Vixen NLV 6mm
2" Lumicon, 1,25" DeepSky: UHC and OIII
---
qhy5
Ioptron SkyTracker
Canon50d

Оффлайн Проходящий Кот

  • *****
  • Сообщений: 19 351
  • Благодарностей: 426
    • Сообщения от Проходящий Кот
Re: А.Семенов Трактат о парусе
« Ответ #622 : 18 Дек 2012 [01:21:05] »
Скорость и ускорение не срастутся....

Оффлайн Polnoch Ксю

  • *****
  • Сообщений: 10 162
  • Благодарностей: 413
    • Сообщения от Polnoch Ксю
Re: А.Семенов Трактат о парусе
« Ответ #623 : 18 Дек 2012 [01:27:20] »
Скорость и ускорение не срастутся....

А что им помешает срастись? Для экрана мы просто увеличим дистацию разгона, вот и все. А по достижении безопасной скорости все станет проще.

Дистацию разгона можно увеличить так же расположив на трассе разгона несколько лазеров.


При многоступенчатом парусе все совсем без проблем срастается, но за счет массы ПН... Но можно просто отмаштабировать лазер, парус, и стыковать корабль из нескольких модулей, разогнанных по очереди.
Meade LightBridge12"
RC8¨и МАК5"Альтер М500 на AZ4, Celestron SLT, Ioptron ZEQ25
БГШ 2.3x40 и Steiner Marine 7x50
ES82°:4.7mm,30mm
ES100°:9mm,14mm,20mm
ES68°:40mm
Meade Plossl 56mm; Vixen NLV 6mm
2" Lumicon, 1,25" DeepSky: UHC and OIII
---
qhy5
Ioptron SkyTracker
Canon50d

Оффлайн Проходящий Кот

  • *****
  • Сообщений: 19 351
  • Благодарностей: 426
    • Сообщения от Проходящий Кот
Re: А.Семенов Трактат о парусе
« Ответ #624 : 18 Дек 2012 [01:33:54] »
Вы что, до Проксимы разгоняться думаете?
 

Оффлайн Polnoch Ксю

  • *****
  • Сообщений: 10 162
  • Благодарностей: 413
    • Сообщения от Polnoch Ксю
Re: А.Семенов Трактат о парусе
« Ответ #625 : 18 Дек 2012 [01:41:15] »
Вы что, до Проксимы разгоняться думаете?
 

Не знаю, нужно считать. У меня затруднения с оценкой необходимой массы для экрана. Его же из нанотрубок лучше всего делать, да? тогда его можно сделать еще более тонким (значит и легким) чем парус, а температура плавления у углерода выше, чем у аллюминия, так что и деградировать экран должен медленнее.
Кто может прикинуть необходимую массу экрана?
Meade LightBridge12"
RC8¨и МАК5"Альтер М500 на AZ4, Celestron SLT, Ioptron ZEQ25
БГШ 2.3x40 и Steiner Marine 7x50
ES82°:4.7mm,30mm
ES100°:9mm,14mm,20mm
ES68°:40mm
Meade Plossl 56mm; Vixen NLV 6mm
2" Lumicon, 1,25" DeepSky: UHC and OIII
---
qhy5
Ioptron SkyTracker
Canon50d

Оффлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 829
  • Благодарностей: 711
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Re: А.Семенов Трактат о парусе
« Ответ #626 : 18 Дек 2012 [11:15:22] »
Подумав чуть-чуть (уторо вечера мудреннее) вот что придумал…
Я вчера тут был явно неправ кое в чем.

Смторим рисунок 3 и 4 (я позволю его приводить раз за разом что бы все его запомнили):



Я сказал что утечка энергии в "цилиндре разрушения" будет идти через боковые стенки (расширяя диаметр поражения) и через два торца  увеличивая слив энергии.
Оба процесс для нас неясны. Но они принципиально разные. Слив происходит в вакуум а расползание порожения - в теле мелала паруса. Описав каждый мы сможем вычислить диаметр дырки.
Самый главный вопрос - что это за механизмы?
Я очень неуверенно предположил,  что второй, слив энергии в космос можно посчитать по Стефану-Больцману. Но это, как мне теперь видится в принципе неверный поход. Хорошо что я вчера и не стал с ним возиться. Я правильно опасался. Потому что толщина излучающего слоя 30 нм и это слишком мало для "разгона" процесса теплового излучения, которое возникает только в оптически непрозрачной среде (где есть непрозрачная поверхность). Поверхность у нас есть. Но она прозрачна…
Да, но все равно  энергия будет рваться наружу через эту боковую поверхность! Слишком ее там много! Что же это за процесс если не излучение (хотя и излучение, наверное тоже будет, но вряд ли много)
И я вот что подумал.
Все просто. Раз энергия в виде сверхгорячих электронов и пока что (10^-15c!) холодных ионов, которые все еще держат кристаллическую решетку, то эти бешанные электроны не просто будут делиться своим бешенством с электронами углубляясь  в тело паруса, но и свободно вылетать за пределы паруса через боковые торцы цилиндра! Их же энергия на много порядков выше, чем работа выхода из металла!
Вспоминаем электронный газ в вакуумном диоде!
И чем шире этот цилиндр буте, тем больше этих бешенных электронов будет вылетать в бок, в вакуум.
Их дальнейшая судьба там?
Все зависит от  их энергии. Улетая от катода- зоны поражения они уносят заряд. Статическое поле как и гравитационное поле потенциальное. И электрон подчинен той же механике, как  тело, брошенное вертикально вверх с поверхности Земли.
И  если кинетическая энергия электронов выше работы по удалению заряда на бесконечность - он улетит навсегда, унося свою энергию (зарядив парус положительно). Если нет - он в конце концов затормозиться до 0 и полетит назад разгоняясь и с той же энергией что покидал - врежется в поверхность паруса.
Что отрадно при этом? Разумеется, он врежется не там, где вылетел. То есть вернувшиеся электроны более-менее равномерно раскидает на огромной территории вокруг точки их старта. И это - ПРЕКРАСНО! Так как при всей чудовищности их энергии, чудовищна она только в микромире. В нанометровой зоне столкновения. А если все эти горячие электроны рассеять по площади 1 м2 (не говоря уже о км2, что ближе к правде) то никакой беды они наделать не смогут.
Но часть электронов улетят навсегда (вспоминаем распределение Максвелла, если оно тут корректно).
Значит?
Значит, попадание пыли в парус в итоге будет заряжать его ПОЛОЖИТЕЛЬНО.
Что самое интересное?
Прохождение нейтрального водорода через пленку паруса будет заряжать парус ОТРИЦАТЕЛЬНО. Нейтральный атом будет "обдираться", проходя через тонкую пленку, оставляя в ней электрон (как правило). Так как масса межзвездного водорода куда больше массы пыли (пыль лишь 1% от массы водорода) то в итоге все же будет преобладать отрицательный заряд. Который, кстати будет способствовать тому что меньше дурных электронов, выбитых пылью вернуться назад. Хотя погоды это все равно не сделает. Энергия пыли составит 1% от энергии набегающего водорода. И распределенная на площади паруса она вообще мизерна.
А рассеивание энергии из зоны попадания пылинки по большой площади описанным способом (через вакуум) оказывается наиболее эффективным методом. Самым быстрым (чем через передачу внутри тела паруса). Поэтому можно быть уверенным что это основной путь сливания энергии в этом процессе. Природа всегда выбирает кратчайшие пути.

Кстати.  Меня давно мучил вот такой пассаж у Миронова:



Правда, воздействие межзвёздных пылинок на материал сетки может привести к току утечки электронов до 30А (хотя, похоже, будет порядка на три меньше), что на околосветовых скоростях потребует устройства компенсации утечек в виде обдирающей встречные нейтральные атомы пленки (фольги) с D=0.3...1 км и помещённой в обмотку из ВТСП, создающей магнитное поле с целью закрутки и поглощения ободранных электронов этой же фольгой, поскольку реальной мощности ядерной бортовой энергоустановки МКК (~ 1 МВт) явно не хватит для компенсации утечек.

http://lnfm1.sai.msu.ru/SETI/koi/bulletin/20/articles/3.html

Миронов до отвратительности лаконичен (как совок на 120%!). И меня все время мучил вопрос  почему пыль у него (а судя по всему человек явно знаком в эффектами в области высоких энергий) заряжает сетку положительно (и он даже насчитал ток утечки в  30А!!)  а водород - отрицательно?
Вот теперь мы можем КАЧЕСТВЕННО понять в чем дело.

Вот за что надо любить физику - за то что ища ответы в одном месте вы закрываете мирровозренческие дырочки в другом. Вы беззаветно чувствуете что законы вселенной не разрозненны, а плотно связаны друг с другом.  Что законы мироздания ЦЕЛОСТНЫ…
;)

Но по сути. Когда я вчера рявкнул, что не мудрите, заряды тут не играют никакой существенной роли, я  явно был не прав. Скорей всего они и играют ГЛАВНУЮ роль.
Осталось получить количественную модель процесса.
Ибо вопрос о диаметре дырки все-таки остается открытым.
« Последнее редактирование: 18 Дек 2012 [11:23:34] от alex_semenov »
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. (добавлено) Ныне - пенсионер-изобретатель.

Оффлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 829
  • Благодарностей: 711
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Re: А.Семенов Трактат о парусе
« Ответ #627 : 18 Дек 2012 [11:54:56] »
Мы веть выгоняем не стоячую пыль, а летящую. Потому чтобы существенно расчистить путь, нам нужно придовать им скорость заметно большую чем у них имееться на этот момент. Иначе получиться что какие то пылинки, которые не попали бы на парус, мы наоборт затормозим.

Гм… Возможно вы и правы. Честно говоря, я за идею метлы двумя руками не брался. Ибо я понимаю что в любом случае это геморрой, с которым надо связываться, если уже нет другого выхода. А мы пока диаметр дырки не рассчитали и есть надежда что она будет не бог весть какой!

Цитата
Мороки больше, но и гаранти выживания для паруса выше. Да и много ли мороки? Питание лазера явно нужно маленькое.  Длинна волны тоже маленькая, значит и линза нужна меньше. Можно светь сквозь парус, или сбоку так чтобы парус всегда попадал в расчищенную область. Стоимость защиты врятли вылезет больше 5% от стоимости всего проекта.

Нет. Питание потребуется огромное. Луч ведь не будет бегать за всякой пылинкой. То есть бить он будет по площадям. Буквально "из пушки по воробьям". И тут расходы энергии будут чудовищны. У Корзникова  есть оценка энергии на ионизацию межзвездного водорода лучом. И они у него получаются чудовищные. Для метлы тоже так надо считать. Плотность энергии на одну пылинку (что бы ее убрать), а потом на диаметр луча и получите чудовищную мощность сравнимую с мощностью основного, разгонного лазера.
В общем, я бы не спешил с этой идеей связываться. Только если совсем уже выхода нет.
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. (добавлено) Ныне - пенсионер-изобретатель.

Оффлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 829
  • Благодарностей: 711
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Re: А.Семенов Трактат о парусе
« Ответ #628 : 18 Дек 2012 [11:57:44] »
Помнится, подобное непонимание было при решении проблемы видимости Молота Люцефера при инерционном полете.
Да, конечно. Но там мы считали по набегающему водороду. Как ни крути но удельная мощность водорода больше чем у пыли в 100 раз.
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. (добавлено) Ныне - пенсионер-изобретатель.

Оффлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 829
  • Благодарностей: 711
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Re: А.Семенов Трактат о парусе
« Ответ #629 : 18 Дек 2012 [13:05:27] »
При плотности 1 атом на см3 (хотя реально 0.1 -0.01) мы имеем 1 000 000  атомов на метр кубический.
Это оценка лишь для нейтральных атомов водорода. Кроме них есть ещё неучтёнка - молекулярный водород, ионизированный, нейтральный гелий и пыль. В сумме будет 0,5 атомов на куб. см. за гелиопаузой.
Если честно, то за гелиопаузой будет 0.005! В нашем местном пузыре плотность межзвездного водорода очень невелика (результат взрыва сверхновой) но зато он почти весь ионизирован. Такова особенность (насколько я помню). Но в любом случае когда говорят о плотности межзвездного водорода, то насколько я понимаю,  считают и ионизированный и нейтральный. Просто потом уточняют какая доля этого водорода ионизирована. И тенденция такова что при малой плотности ионизация высокая (более половины) при большой -малая (меньше 1%).

Цитата
Прорезюмирую (по большей части для себя - чекпоинт) - пока что весь вопрос в том, сколько энергии/импульса потеряет пылинка в толще паруса. Если не прав и пропустил чего, поправьте.
Не только сколько. Вопрос еще в том сколько этой энергии пойдет на разрушение паруса в районе попадания, а сколько успеет сбежать. Проще говоря, ключевой вопрос для нас ВО СКОЛЬКО РАЗ ДЫРКА БОЛЬШЕ ЧЕМ САМА ПЫЛИНКА.
Вот и все.
Все вопросы сводятся к этому.
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. (добавлено) Ныне - пенсионер-изобретатель.

Оффлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 829
  • Благодарностей: 711
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Re: А.Семенов Трактат о парусе
« Ответ #630 : 18 Дек 2012 [13:09:45] »
Ионы пыли, что продолжат своё быстрое движение, оторвут лишь небольшую часть ионов паруса и большую часть электронов. При этом электроны пыли застрянут тоже далеко не все. Суммарно получится, что в месте удара появится положительный заряд. Он продолжит разрушать ионную решётку около места удара.
Заряд разрушать? А не проще ли ему растечься по всему телу паруса?
Что-что, а заряд как раз передается со скоростью света (хотя сами электроны тока в проводе движутся куда медленней но поле тока - со скоростью света).
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. (добавлено) Ныне - пенсионер-изобретатель.

Оффлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 829
  • Благодарностей: 711
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Re: А.Семенов Трактат о парусе
« Ответ #631 : 18 Дек 2012 [13:42:12] »
Блин, про пик Брэгга я говорил совсем в другом контексте. Меня интересует лишь энерговыделение.
А я энерговыделение тоже посчитал. Оно мизерное. 0,74 Вт/м2

Цитата
Когда очередной пик Брэгга достигнет заднего конца толщи паруса, его высота будет максимальна - это "тепловой барьер" для паруса.

Меньше джоуля на м2?

Цитата
И таких "тепловых барьеров" несколько - водород, гелий, углерод[, электроны].

Помилуйте! Гелия не более пары процентов от водорода!
То есть если водород дает 1 Ват/м2 то гелий даст 0.01 ват/м2.
Хотя там скорость может быть на порядок больше. Но это значит что энергии на два порядка больше. То есть будет все тот же 1 вт/м2
Это я прикидываю с гаком!
Ну а вес всей остальной таблици менделеева вообще копейки! Скажем плотность атомов углерода (по отношению к водороду) 0.0001. И даже если его пик на 0.3 с, это сильно энерговыделение не повысит. Будет в худшем случае близко к 1 вт/м2
Поэтому я и не думал, что эти нюансы надо учитывать. 
Но вы правильно заметили.
Надо и это дело оценить.

Цитата
Если парус преодолевает эти тепловые барьеры (с учётом нагрева лучом), то он уже спасён, уже ничего не страшно. Разгоняйте хоть до 0,5С, хоть до 0,9С.

Я не думал, что разряженные атомы создают серьезную проблему. Серьезный чем это делает водород (самый массовый элемент межзвездной среды).

Цитата
Что беспокоит - это то, что парус может не получиться разогнать даже до 0,02С. Тогда его придётся выкинуть на свалку и лететь бомболётами с магнитной петелькой!   

А магнитная петля будет иметь те же проблемы что и парус. Если это петля в много километров в диаметре. Нет. Там можно сделать экран (вот там экран как раз сделать можно!) Но это достаточно дорого обойдется.

Цитата
Когда я вас, Александр, попросил прикинуть эрозию средой эдак месяц назад, вы сказали что на 0,1С протоны пролетают сквозь парус, а остальное - пренебрежимо мало. Я тогда чуть не поверил.

Хорошо. Уговорили. Надо оценить и эту опасность. Самый простой способ прикинуть. Посчитайте энергию протонов, если бы они ВСЕГДА останавливались в парусе.
Это самый верхний предел. Если он нестрашен, значит не страшно ничего.
Если на  0.032с у меня получилось от водорода 0.74 вт/м2, то на 0.1с 7,22 Вт/м2
На 0.5с - 180 Вт/м2
180 Ват это уже заметный нагрев. Но все равно это 10% от солнечной постоянной.
Все остальные ваши барьеры-пики будут ГАРАНТИРОВАННО ниже.

Если хотите, можете написать исследование на эту тему.
;)
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. (добавлено) Ныне - пенсионер-изобретатель.

Оффлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 829
  • Благодарностей: 711
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Re: А.Семенов Трактат о парусе
« Ответ #632 : 18 Дек 2012 [14:09:47] »
Я почему никогда не беспокоился о нагреве паруса одиночными атомами (не важно чего)?
Вот же я очень давно делал расчет термического баланса щита. Щит толстый и в нем застряют все протоны, на всех скоростях.



Видно что при 1 см-3 температура от всех попавших протонов становист критической на 0.5с. За 800 К
При 0.1 см-3 проядка 500 К. При 0.01 см-3 (как в нашем пузыре) даже на 0.5с щит имеет температуру ниже 0 С.  Все более тяжелые элементы (массовая концентрация которых на порядки меньше) не могут греть сиьней чем водород греет щит на этом графике. Их вклад на понядки будет ниже!
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. (добавлено) Ныне - пенсионер-изобретатель.

Оффлайн Polnoch Ксю

  • *****
  • Сообщений: 10 162
  • Благодарностей: 413
    • Сообщения от Polnoch Ксю
Re: А.Семенов Трактат о парусе
« Ответ #633 : 18 Дек 2012 [15:21:21] »
У Алекса на сайте, кстати, написано же:


Цитата
Гибридные и многоступенчатые конструкции

Ионный привод, снабжаемый по лазерному лучу, и световой парус, разгоняемы давлением луча, не должны рассматриваться как взаимоисключающие альтернативы. Опираясь на выше изложенные соображения об энергетической эффективности, можно предположить, что используя на первоначальной стадии разгона ионный привод, а на конечной парус, можно добиться большей эффективности чем при использовании каждой концепции в отдельности. Обе концепции "парусов" могли бы быть разработаны так чтобы усиливать достоинста друг друга, достигая эффекта синергизма. Например, большой отражающий парус мог бы концентрировать свет на меньшую фотопанель с преобразователями высокой эффективности.

Однако остается неясным, будет ли полученный выигрыш эффективности стоить неизбежной платы за увеличение технической сложности?

Почему бы действительно не разгоняться на ракете, питаемой извне до пиков Брегга, а потом уже парусом?

Алекс?
Meade LightBridge12"
RC8¨и МАК5"Альтер М500 на AZ4, Celestron SLT, Ioptron ZEQ25
БГШ 2.3x40 и Steiner Marine 7x50
ES82°:4.7mm,30mm
ES100°:9mm,14mm,20mm
ES68°:40mm
Meade Plossl 56mm; Vixen NLV 6mm
2" Lumicon, 1,25" DeepSky: UHC and OIII
---
qhy5
Ioptron SkyTracker
Canon50d

Оффлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 829
  • Благодарностей: 711
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Re: А.Семенов Трактат о парусе
« Ответ #634 : 18 Дек 2012 [16:27:51] »
Почему бы действительно не разгоняться на ракете, питаемой извне до пиков Брегга, а потом уже парусом?
Алекс?
Потому что очень часто компромисс оказывается куда дороже любой из альтернатив. И этот случай очень похож именно на такой.
Я вообще не понимаю чего вы в этот пик вцепились?. Я что не показал расчетом что разговоры про пик Брэгге - высосаны из пальца?
Еще раз рассчитать и показать как?
Там и показывать нечего! Там все на уровне задач пятого класса!
Нужно просто воображение.
Представьте себе трубу, сечение которой 1м2 а длина - пробегаемое парусом за секунду расстояние. Плотность газа вам известна. Считайте массу газа в этой трубе. Далее эта масса за секунду налетает на парус со скоростью корабля. Энергию за секунду на метр квадратный можете посчитать? Можете. И импульс (давление) и энергию.  То есть мощность на метр квадратный.
Это при условии, что весь водород застрянет в парусе, отдав ему свою энергию.
И получается же ерунда! О чем вообще тут спорить или беспокоится?

Открою вам тайну (личную). Я достаточно долго считал что нет никакого горя в том что разгонять звездолет надо парусом, а тормозить отдельным магнитным парашютом. Что такое разделение оправдано.
Но концепция корабля на потоке материи действительно позволяет обойтись одной огромной токовой петлей и для разгона и для торможения и даже для маневра у звезды-цели. Более того! У этой концепции есть еще ряд очень крутых преимуществ. И если выяснится что некоторые проблемы этой концепции тоже окажутся преодолимы, я буду считать любимой своей концепцией именно не парус, а токовую петлю. И именно потому что здесь нет никаких ступеней. Есть ПН, подвешенная к токовой петле. И ВСЕ!
Верх простоты и лаконичности!
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. (добавлено) Ныне - пенсионер-изобретатель.

Оффлайн vsevolodson

  • *****
  • Забанен!
  • Сообщений: 5 136
  • Благодарностей: 6
    • Сообщения от vsevolodson
Re: А.Семенов Трактат о парусе
« Ответ #635 : 18 Дек 2012 [18:54:30] »
Как ни крути но удельная мощность водорода больше чем у пыли в 100 раз.
Помилуйте! Гелия не более пары процентов от водорода!
То есть если водород дает 1 Ват/м2 то гелий даст 0.01 ват/м2.
Понятно, моих сообщений вы не прочитали и ничего не поняли...
Возвращайтесь к сообщениям 494, 495, 505, 507.

Если честно, то за гелиопаузой будет 0.005! В нашем местном пузыре плотность межзвездного водорода очень невелика (результат взрыва сверхновой) но зато он почти весь ионизирован. Такова особенность (насколько я помню). Но в любом случае когда говорят о плотности межзвездного водорода, то насколько я понимаю,  считают и ионизированный и нейтральный.
http://en.wikipedia.org/wiki/Local_Bubble
It is at least 300 light years across and has a neutral hydrogen density of about 0.05 atoms per cubic centimetre, or approximately one tenth of the average for the ISM in the Milky Way (0.5 atoms/cc), and one sixth of the Local Fluff, or Local Interstellar Cloud (0.3 atoms/cc).[1] The hot diffuse gas in the Local Bubble emits X-rays.

И ещё - сверхновой-то никакой и не было: http://news.uchicago.edu/article/2012/12/14/exploding-star-missing-formation-solar-system
SkyWatcher 100мм Eq2
Homo homini lupus est

Оффлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 829
  • Благодарностей: 711
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Re: А.Семенов Трактат о парусе
« Ответ #636 : 18 Дек 2012 [19:05:55] »
Понятно, моих сообщений вы не прочитали и ничего не поняли...
Возвращайтесь к сообщениям 494, 495, 505, 507.
Да читал ваше 505 и дальше по тексту (от цитируемого вами кусочка) я делаю поправку на скорость. Раз скорость в 10 раз больше (пик на большей скорости), энергия в 100 раз больше (квадратично). Но если плотность в 100 раз меньше то то на то и выходит.
Это если в уме прикидывать!
На ходу!
Вы сами бы сели и посчитали бы все!
А?

Цитата
http://en.wikipedia.org/wiki/Local_BubbleIt is at least 300 light years across and has a neutral hydrogen density of about 0.05 atoms per cubic centimetre, or approximately one tenth of the average for the ISM in the Milky Way (0.5 atoms/cc), and one sixth of the Local Fluff, or Local Interstellar Cloud (0.3 atoms/cc).[1] The hot diffuse gas in the Local Bubble emits X-rays.
Ну признаю. Не прав. Все равно мы тут все это считаем от 1 см-3 в лучшем случае на 0.1 см-3
Нет?

Цитата
И ещё - сверхновой-то никакой и не было: http://news.uchicago.edu/article/2012/12/14/exploding-star-missing-formation-solar-system
Ну и бог с ней. Не было так не было.
Признаю и здесь свое невежество.
Но в главном я то прав! Отдельные атомы особой погоды не делают. Единственный источник возможных проблем - пыль. А с ней мы так до конца и не разобрались.
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. (добавлено) Ныне - пенсионер-изобретатель.

Оффлайн Проходящий Кот

  • *****
  • Сообщений: 19 351
  • Благодарностей: 426
    • Сообщения от Проходящий Кот
Re: А.Семенов Трактат о парусе
« Ответ #637 : 18 Дек 2012 [19:38:16] »
Как ни крути но удельная мощность водорода больше чем у пыли в 100 раз.
Помилуйте! Гелия не более пары процентов от водорода!
То есть если водород дает 1 Ват/м2 то гелий даст 0.01 ват/м2.
Понятно, моих сообщений вы не прочитали и ничего не поняли...
Возвращайтесь к сообщениям 494, 495, 505, 507.

Если честно, то за гелиопаузой будет 0.005! В нашем местном пузыре плотность межзвездного водорода очень невелика (результат взрыва сверхновой) но зато он почти весь ионизирован. Такова особенность (насколько я помню). Но в любом случае когда говорят о плотности межзвездного водорода, то насколько я понимаю,  считают и ионизированный и нейтральный.
http://en.wikipedia.org/wiki/Local_Bubble
It is at least 300 light years across and has a neutral hydrogen density of about 0.05 atoms per cubic centimetre, or approximately one tenth of the average for the ISM in the Milky Way (0.5 atoms/cc), and one sixth of the Local Fluff, or Local Interstellar Cloud (0.3 atoms/cc).[1] The hot diffuse gas in the Local Bubble emits X-rays.

И ещё - сверхновой-то никакой и не было: http://news.uchicago.edu/article/2012/12/14/exploding-star-missing-formation-solar-system
А каков физический процесс заставляет парус деградировать от водорода? Пока совсем не ясно....
Энергетически это явно не проходит.
Если в парусе будут застревать протоны, вызывая рост заряда, то они же и будут уходить с паруса, унося свой заряд....
« Последнее редактирование: 18 Дек 2012 [20:15:04] от Проходящий Кот »

Оффлайн vsevolodson

  • *****
  • Забанен!
  • Сообщений: 5 136
  • Благодарностей: 6
    • Сообщения от vsevolodson
Re: А.Семенов Трактат о парусе
« Ответ #638 : 18 Дек 2012 [21:11:52] »
Но если плотность в 100 раз меньше то то на то и выходит.
Согласно аглицкой педии, частиц гелия 9%, т.е. по массе - 36%. Непонятно, откуда вы взяли "в 100 раз меньше плотность". В реальности, думаю, масса гелия будет около 25%.

Соответственно, получается, что чем тяжелее ион, тем меньше их пространственная и массовая плотность, но тем выше пик Брэгга будет для них. Когда покажете пики Брэгга для протона, альфа-частицы, ядра углерода, кислорода, кремния и железа, тогда и сравним, что вносит наибольший вклад. Пока же утверждать про то, что вклад всего кроме протонов пренебрежимо мал - нельзя. Вклад гелия оказался уже сравним (если не превосходит) со вкладом водорода. И это было неочевидно.

Кстати, мне понравилось, как у вас лихо 0,74 Вт/м2 превратились через строчку в "менее чем джоуль на кв. метр". У вас что, парус разгоняется не более секунды? Энергия пули тоже всего несколько Дж, однако на разрушения она способна. В течение месяца, если обстреливать по одной пуле в секунду, можно и целый лесок срубить...
SkyWatcher 100мм Eq2
Homo homini lupus est

Оффлайн vsevolodson

  • *****
  • Забанен!
  • Сообщений: 5 136
  • Благодарностей: 6
    • Сообщения от vsevolodson
Re: А.Семенов Трактат о парусе
« Ответ #639 : 18 Дек 2012 [21:58:48] »
Итак, для водорода и гелия максимумы энерговыделения я получил предварительно в 57 кэв и 84 кэв (исходя из толщины алюминиевого паруса 0,000135 г/см2). Видно, что скорость для альфа-частиц оказалась даже меньше, чем скорость для протонов (как ни странно), но энергия, передаваемая альфа-частицей парусу получилась всё-таки больше. Для ядер углерода AlexAV указал предельную скорость в 0,025С, что равно энерговыделению в 3,5 мэв. Теперь идём и смотрим распространённость элементов в Галактике, видно, что умножение энерговыделения частицы на её распространённость даёт примерно следующие соотношения для водорода, гелия и углерода - 21:10:8. Таким образом, вклад всё более тяжёлых элементов снижается, хоть и достаточно медленно. Вот я и опроверг собственную гипотезу о росте вклада с увеличением атомной массы.

Для полноты картины будет достаточно учесть водород и гелий, а если хочется точнее, то водород, гелий, кислород, неон и железо. Массовый вклад остальных атомов меньше 1:1000, поэтому не берётся в рассмотрение. Пробега ионов кислорода, неона и железа в алюминии, к сожаленью, не знаю.
SkyWatcher 100мм Eq2
Homo homini lupus est