Размеры обитаемых планет и возможность выхода аборигенной цивилизации в космос

[EvilShurik]

Итак, несмотря на многочисленные фильмы, где космолёты уверенно стартуют с поверхности любых планет, и не заботясь о запасах топлива летят, куда хотят, в реальности мы до сих пор юзаем химические РН.
В связи с этим, возникает любопытный вопрос - а не кажется ли вам, что Земля очень уж хорошо приспособлена именно для возникновения цивилизации, могущей выйти в космос?
В самом деле. ПН РН хорошо, если превышает три процента! Вдумайтесь, всего несколько процентов от тяжёлой ракеты-носителя!
И что любопытно - чем тяжелее планета-родитель цивилизации, тем труднее этой цивилизации начать космическую эру в своём развитии.
При массе Земли всего лишь в два раза большей, чем нынешняя, полёты в космос на химических РН оказались бы невозможными. Не исключено, что космос вообще оказался бы недосягаем, поскольку ядерные РН значительно дороже химических.
Вообще, было бы любопытно прикинуть, какой максимальный размер может иметь планета, цивилизация которой имеет возможность если не химическим, то ядерным РН вывести груз, составляющий хотя бы процент от первоначальной массы РН. Рассматривать давайте только реально созданные РН, как химические, так и испытывавшиеся ядерные двигатели.

[Golossvyshe]

Да, этот вопрос время от времени всплывает на различных форумах.

Например, марсиане вполне могли бы  строить многоразовые одноступенчатые шаттлы, без всяких внешних баков и ускорителей. И билет на орбиту для них стоил бы ненамного дороже полёта на каком-нибудь местном "конкорде".

С другой стороны, на какой-нибудь суперземле с V_1к=11-12км/сек вместо наших 7,9  вывод спутника на низкую орбиту был бы равнозначен запуску АМС. Запуски же АМС, вероятно, потребовали бы ракет класса "Сатурн-5". Разумеется, пилотируемая космонавтика при таком раскладе перспектив развития не имеет.

Но в принципе это не является непреодолимым препятствием.

[Klapaucius]

Спутники летают всего 53 года, люди 50. Через пару <десятков> тысяч лет посмотрим, что да как. Скорее всего для развития цивилизации вторая космическая скорость её родной планеты не играет существенной роли, даже если двигатели навсегда останутся химическими (что пока выглядит смешно, но нельзя исключать и такое).

[EvilShurik]

В данном случае принципиальноым фактором является именно первая космическая скорость. Поскольку забросив объект на орбиту, далее его можно неспешно ускорять например ЭРД, используя свет местной звезды-солнца. И пусть вторая космическая хоть полсотни км в секунду, за несколько месяцев-лет аппарат наберёт требуемую скорость.
Принципиальна именно первая космическая - ибо от неё зависит, какой должна быть ракета для выведения груза на орбиту.
Для суперземель есть подозрение, что при массе больше пяти земных выйти в космос становится невозможным.
С марсоподобными планетами другой облом - они не могут долго быть колыбелью жизни, ибо на них быстро заканчивается геологическая активность и они теряют атмосферу.
Минимальная масса живой длительное, достаточное для саморазвития разумной жизни время планеты скорее всего половина земной. В пять раз тяжелее Марса.
Так что в любом случае освоение космоса - дорогостоящее предприятие. Мы находимся как  раз у черты возможности.
Есть также основания считать, что цивилизация слишком уж долго засидевшаяся на своей планете теряет разум, уподобляясь общественным насекомым, из-за победы науки над свободой граждан.

[ChakO]

я думаю стоит думать над тем, как избавиться от электромагнитных сил и сил притяжения к земле. или же научиться его регулировать. Если мы научимся ими управлять (я имею ввиду вообще все силы которые действуют на Земле) управлять, то полеты в космос будут как поездка на машине на дачу.

[armadillo]

Возможности РН не исчерпаны. До определенного предела можно строить 5-6 ступенчатые РН с переливом топлива и высоким массовым совершенством. Просто нам это не слишком выгодно.

[Павел Кирпиченко]

я думаю стоит думать над тем, как избавиться от электромагнитных сил и сил притяжения к земле. или же научиться его регулировать. Если мы научимся ими управлять (я имею ввиду вообще все силы которые действуют на Земле) управлять, то полеты в космос будут как поездка на машине на дачу.

Электромагнетизмом управлять могём, а вот антигравитация - по прежнему мечта человечества...

[Dem]

С другой стороны, на какой-нибудь суперземле с V_1к=11-12км/сек вместо наших 7,9  вывод спутника на низкую орбиту был бы равнозначен запуску АМС. Запуски же АМС, вероятно, потребовали бы ракет класса "Сатурн-5". Разумеется, пилотируемая космонавтика при таком раскладе перспектив развития не имеет.

ну сделали бы они сначала ЯРД, на нём даже там в одну ступень вылезти можно.

[armadillo]

ЯРД - это что?
твердо- или газофазный? Они не пригодны для ракет-носителей. Только для разгонников. Их собственная масса сравнима с тягой. А про взрыволеты плиз не надо.

[EvilShurik]

я думаю стоит думать над тем, как избавиться от электромагнитных сил и сил притяжения к земле. или же научиться его регулировать. Если мы научимся ими управлять (я имею ввиду вообще все силы которые действуют на Земле) управлять, то полеты в космос будут как поездка на машине на дачу.

Давайте всё-таки оставаться в рамках возможного. Да, если антигравитатор возможен, а его наиболее реальная модель - левитация магнита над сверхпроводником, то есть антигравитатор должен выталкивать из себя гравитационное поле, и за счёт этого левитировать, то ноу проблем.
Но у нас РЕАЛ! А в нём нет антигравитатора. И на этом тему анти- закроем.
Будем смотреть на то, что реально сделано. А вот здесь как раз и проглядывает проблема.
Например ядерный двигатель. Увы, хотя тяга и больше его веса, но ненамного. Так что твердофазный ЯРД как двигатель РН сомнителен.
ГФЯРД. Может быть. Но он не был построен "в металле". В отличие от того же ЯРД.
Так что в формуле Дрейка наличествует ещё одно множимое - величина планеты.
Лучшие возможности - у жителей планет, массы которых заключены между 0,5 - 1 массой Земли. Остальным будет сложно.

[Golossvyshe]

я думаю стоит думать над тем, как избавиться от электромагнитных сил и сил притяжения к земле. или же научиться его регулировать. Если мы научимся ими управлять (я имею ввиду вообще все силы которые действуют на Земле) управлять, то полеты в космос будут как поездка на машине на дачу.

Электромагнетизмом управлять могём, а вот антигравитация - по прежнему мечта человечества...

В тот-то и дело.

Вспомним ситуацию начала 19 века. Законы аэродинамики неизвестны, о формуле Циолковского и речи нет. Вообще ничего нет, по сути. Всё, что имеется в наличии - закон Архимеда и работающие на этом принципе аэростаты.  Что остаётся инженерам-мечтателям? Только придумывать разные конструкции воздушных шаров, способных достичь Луны.

Пока не будет создана Единая теория взаимодействия, объединяющая все виды физических взаимодействий, ни о какой антигравитации речи быть не может. Как не могли создать электрогенератор, преобразующий механическую энергию в электрическую, до открытия законов электромагнетизма.

Вот появится какой-нибудь Григорий Перельман, и мы изумлённо воскликнем: "вау! как это просто!" И начнётся реальная работа над реальными проектами.
 А пока что можно баловаться, рассматривая различные дрынолёты, приводимые в движение атомными бонбами.

Типа - если шар наполнить газом, гораздо более лёгким, чем водород, он уж точно долетит до Луны.

[EvilShurik]

Вспомним ситуацию начала 19 века. Законы аэродинамики неизвестны, о формуле Циолковского и речи нет. Вообще ничего нет, по сути. Всё, что имеется в наличии - закон Архимеда и работающие на этом принципе аэростаты.  Что остаётся инженерам-мечтателям? Только придумывать разные конструкции воздушных шаров, способных достичь Луны.

Всё-таки есть сильное отличие современного состояния дел от того, что было в начале 19 века. Тогда наука была в зачаточном состоянии. И прожекты полёта на Луну на воздушном шаре выдвигались малообразованными людьми, усвоившими из сделанных к тому времени открытий лишь то, что воздушный шар летит вверх. Уже знаний Ньютона достаточно, что бы сделать вывод о невозможности достижения Луны на воздушном шаре.

Проблема с гравитацией в том, что она черезвычайно слабо взаимодействующая с веществом сила. Так что как не ухищряйся, а не выйдет её заэкранировать. Опыты Подклетного не в счёт - это типичная патологическая наука.
Поэтому нам увы, остаются только "химки" и атом для РН. С атомом, если найдут более эффективный способ осуществить термоядерную реакцию, возможен ещё прорыв. Не исключено, что горячо сейчас обсуждаемые нанотехнологии скажут здесь своё веское слово. В остальном выше того, что уже есть, врядли удастся прыгнуть. Некоторый задел ещё есть в оптимизации расходов, очищении процесса постройки и запуска РН от нецелевых расходов, так-то расходов на раздутые штаты, что успешно продемонстрировал Маск, и подбор оптимальных по соотношению цена/эффективность топливных пар.

[Golossvyshe]

Вспомним ситуацию начала 19 века. Законы аэродинамики неизвестны, о формуле Циолковского и речи нет. Вообще ничего нет, по сути. Всё, что имеется в наличии - закон Архимеда и работающие на этом принципе аэростаты.  Что остаётся инженерам-мечтателям? Только придумывать разные конструкции воздушных шаров, способных достичь Луны.

Всё-таки есть сильное отличие современного состояния дел от того, что было в начале 19 века. Тогда наука была в зачаточном состоянии. И прожекты полёта на Луну на воздушном шаре выдвигались малообразованными людьми,

В том-то и дело, что вполне даже образованными.  :)Необразованные в ту эпоху не умели даже читать и подобными мыслями голову себе не забивали.

И обвинять тогдашних учёных-мечтателей, по существу, неправомерно. Они даже о барометрической формуле имели довольно приблизительное представление. Не говоря уже о свойствах межпланетной среды. Ну понятно, что разреженная, но насколько именно? И что мешает достаточно большому шару, наполненному газом намного легче даже водорода (о том, что легче водорода быть ничего не может, тоже ещё неизвестно) улететь достаточно далеко от Земли, чтобы преодолеть её тяготение и блуждать в пространстве?

Проблема с гравитацией в том, что она черезвычайно слабо взаимодействующая с веществом сила.

А как же "чёрные дыры"?

Гравитация, это искривление трёхмерного пространства под действием массы. Как его "выпрямить" и вообще деформировать в нужном нам направлении (аппарат же должен двигаться), нам пока неизвестно. Нет теории. Единственный известный нам источник деформации того пространства - гравитирующая масса.

Если опять использовать аналогию - в 18 веке был известен один источник магнитного поля, природный магнитный железняк. Теперь мы знаем, насколько просто создать то поле искусственно - намотал на железный брусок провод, пропустил ток и готово. Более того, мы легко создаём магнитные поля, никогда не встречающиеся в природе - скажем, вращающееся поле в электромоторе. Устранить магнитное поле Земли в каком-то объёме - вообще не проблема.

Возможно, пресловутая антигравитация технически не намного сложнее. Вот только мы пока не знаем, как связаны меж собой гравитация и электромагнетизм.

Поэтому нам увы, остаются только "химки" и атом для РН.

Полагаю, все атомные проекты останутся на бумаге. Чернобыль + Фукусима = конец атомным фантазиям. Хотели бы, давно уже сделали, "Нерва" когда ещё испытана... Не выход это.
Насчёт "химок" - Н2 + О2, 4200 м/с предельная скорость истечения. Выше аэростат не полетит, увы.

Так что неправ был дедушка Циолковский. Ракета - прекрасное средство для доставки к цели боеголовок и только. Для освоения дальнего космоса  она пригодна примерно так же, как камышовый плот для трансатлантических перевозок. То есть отважный Тур Хейердал с товарищами могут на том плоту Атлантику разок-другой переплыть, но хозяйственно-практического смысла сей подвиг иметь не будет.

[EvilShurik]

Соль в том, что простые, просто осуществимые космические перелёты могут быть запрещены космологической цензурой. Дабы разные биосферы не мешали развиваться друг другу.
Едва ли гравитацию можно также просто освоить, как  например, электромагнетизм. Именно по той причине, что она на сорок порядков слабее взаимодействует с материей, чем электромагнитная сила. ЧД? А причём здесь они? Это астрофизический объект. В карман его не положешь. Самая мелкая ЧД, с которой хоть как-то можно обращаться, весит миллиарды тонн. И как использовать этот объект для придания кривизне пространства нужной формы, совершенно не ясно. Нет удобных решений.
Пока единственным магистральным путём развития космонавтики видется лишь доведение химических РН до предела совершенства, кстати, ещё не достигнутого - см. последний неисследовавшийся способ радикально повысить ПН РН. А для маневрирования между планетами можно использовать ЭРД, питаемый солнечными батареями. Для грузоперевозок самое то. В дали от Земли, можно применить и ГФЯРД, несмотря на "грязный" выхлоп. Учитывая, что продукты деления урана движуться со скоростями десятки км/с, они благополучно покинут Солнечную Систему. И масштаб Солнечной такой, что даже радиоактивные изотопы от поделившегося всего земного урана и тория не отравять её объём, из-за сильнейшего разбавления, а также выдувания солнечным ветром. Чернобыль и Фукусима лишь показали, что место ядерной энергетике - в космосе, подальше от Земли.

[Проходящий Кот]

.....
 Самая мелкая ЧД, с которой хоть как-то можно обращаться, весит миллиарды тонн.
.....

Десятки тысяч тонн.

[alexday457]

  В самом выгодном положении окажется цивилизация с двумя обитаемыми планетами в системе! Допустим два спутника планеты гиганта обитаемый....перелёт с одного на другой, даст развития технологиям...так же эта цивилизация будет видеть луны и Газовый гигант глазами...и у них в сознании, картинка вселенной будет более ясной чем у древних людей! Так же сила гравитации в два раза меньше земной даст более экономный выход в космос)) Земле не повезло, с этим, она очень тяжёлая)) И не видят люди другие планеты как диски)) А тут 10 спутников планет гигантов в небе)

[LonelyWanderer]

Узбагойтесь. Только с планеты, соизмеримой с Землей, цивилизация может покорить космос. С планеты массой в 2 Земли выходить в космос станет настолько дорого, что пилотируемой космонавтики почти не будет. Не говоря уже о межзвездных проектах. Такие цивилизации начнут думать о переезде только перед концом своего Солнца. Т.е. они либо еще не начали колонизировать космос, либо погибли, либо в кризисе (экологическом и т.д.). Чем частично можно объяснить парадокс Ферми.
Те же ядерные ракеты могут так загрязнить радиацией планету, что она придет в упадок. Если мы тут сомневаемся, а надо ли вообще вбабахивать много средств на пилотируемые полеты, то что говорить о них?

[UMKA]

В самом выгодном положении окажется цивилизация с двумя обитаемыми планетами в системе! Допустим два спутника планеты гиганта обитаемый....перелёт с одного на другой, даст развития технологиям...так же эта цивилизация будет видеть луны и Газовый гигант глазами...и у них в сознании, картинка вселенной будет более ясной чем у древних людей! Так же сила гравитации в два раза меньше земной даст более экономный выход в космос)) Земле не повезло, с этим, она очень тяжёлая)) И не видят люди другие планеты как диски)) А тут 10 спутников планет гигантов в небе)

Вот с этим я обсалютно согласин. Ведь как-бы все могло деномично развиватся во времена Коралева, если бы Марс и Венера были обиткемы

[Константин ВАРБ]

Уважаемые, первая космическая скорость зависит не только от массы но и от плотности.

Была бы достаточно развитая цивилизация, не брезгующая технологиями, то при наличие достаточно разнообразных ресурсов, рано или поздно но в космос при наличие желания она неизбежно выйдет.
По крайней мере с любой планеты земного типа имеющей океаны и континенты.

[alexday457]

  Так что ищем спутники у экзоюпитеров