Годится ли ионный двигатель для звездолетов?

[SY]

водородобактерии всё это умеют с весьма большой эффективностью

Да у них было время пооттачивать искусство. И они не так избалованы как растения энергетическими ресурсами(многим видам света хватало, не хватало чего-то другого - углекислоты, азота, воды, калия и т.п.)

[vika vorobyeva]

Решила подсчитать, сколько еды (если всю ее брать с собой) понадобится на одного члена колонии.
Пусть колонист в сутки съедает 1 кг пищи со средней калорийностью 250 ккал/100 грамм. Тогда за год он съест 365 кг пищи, а на 1500 лет полета ее понадобится 547.5 тонн. На КАЖДОГО чувака.
Сколько, говорите, сухой массы корабля у нас приходится на одного члена экипажа?

Ладно, допустим, 90% массы пищи - это вода (многовато, нам же не одними огурцами питаться, но допустим). Все равно, 55 тонн сухого концентрата на брата вынь да положь.

И это только на дорогу туда. А там тоже никто не ждет, накрыв поляну. В лучшем случае - стерильная планета с подходящими условиями по массе, давлению атмосферы, температуре, влажности и т.п., которую надо будет еще окультурить.

[Retired]

Все равно, 55 тонн сухого концентрата на брата вынь да положь.

Смело и легко округляю до 100 тонн. Ну пусть экип = 10 тыс.рыл. Итого 1 миллион тонн жратвы - это много чтоль? Один супер-танкер нефтевоз - тьфу, мелочь.

[stuuvi]

В лучшем случае - стерильная планета с подходящими условиями по массе, давлению атмосферы, температуре, влажности и т.п., которую надо будет еще окультурить.

Если на планете нет биосферы, то смысл посылать туда колонистов. Тогда надо не на 1500 лет а на несколько миллионов лет экспедицию планировать. Есть более дешевые и менее мучительные способы убить время и расстаться с жизнью.

[AlexAV]

Да у них было время пооттачивать искусство.

Не только. Ещё очень существенно, что водород очень качественная и легко усваиваемая пища для микроорганизмов. Скажем ФАДН2 и так один из основных переносчиков энергии в клетке у большинства форм жизни. А превращения ФАД + Н2 = ФАДН2 легко осуществляется в присутствии фермента-гидрогеназы. Извлечение энергии из водорода для клетки (естественно имеющей необходимый набор ферментов) в чём-то даже проще, чем из глюкозы.

[-Asket-]

особенно интересно про слизня в конце статьи - может фотосинтезом аналогично заняться без растений?

СИМБИОТИЧЕСКИЙ ФОТОСИНТЕЗ У ЖИВОТНЫХ
В обзоре рассматривается процесс симбиотического фотосинтеза у животных в симбиозе с зелеными одноклеточными водорослями и хлоропластами. Раскрывается эволюция процесса эндосимбиоза, характер симбиотических отношений хозяина и симбионта у различных прокариотов и эукариотов, образование сложных симбиотических комплексов, их роль в образовании растений и животных. Подробно раскрыты особенности симбиотического фотосинтеза у современных животных: моллюсков морского слизня (Elisia chlorotica) и тридакны гигантской (Tridacna gigas), рифообразующих кораллов (Antozoa), морского червя (Convoluta roscoffensis), пятнистой саламандры (Ambistoma maculatum).

...Завершая обзор о симбиотическом фотосинтезе одноклеточных зеленых водорослей и хлоропластов в животных организмах, нельзя не остановиться на новых открытиях о характере поведения хлоропластов в тканях и клетках млекопитающих животных. Результаты опытов американского биохимика Пенсильванского Медицинского Университета М. Насса [16] показали, что хлоропласты сифоновых водорослей каулерпы, харовой водоросли нителлы, шпината и африканской фиалки заглатываются клетками суспензионной культуры соединительной ткани фибробластов мышей. Обычно в таком случае фагоцитоза, вокруг поглощенного тела образуется вакуоль и постепенно частица переваривается и исчезает. Так вот хлоропласты, попавшие в цитоплазму животной клетки, не окружались вакуолью или пищеварительными пузырьками, оставались отдельными как нормальные клетки. Зеленые хлоропласты при наблюдении за ними в течение пяти клеточных поколений или 5 дней сохраняли свою структурную целостность, что подтверждалось электронным микроскопированием. Пластиды сохраняли способность к фотосинтезу на протяжении 3-х недель, а клетки ставшие зелеными от присутствия хлоропластов, сохраняли способность делиться, и хлоропласты стихийно распределялись между дочерними клетками. Опытные пластиды, находившиеся в фибробластах в течение 2-х дней и реизолированные вновь, оставались неповрежденными и усваивали углекислый газ так же, как и свежие хлоропласты, выделенные из растений. Видимо способность хлоропластов выживать, и сохранять присущее им свойство фотосинтезировать в случае попадания в чужеродный организм, не подвергаясь перевариванию, принадлежит самим хлоропластам, что и позволило им создавать жизнеспособные ассоциации с клетками прокариотных бактерий, эукариотных водорослей и животных.

Получен симбионт рыбы и сине-зелёных водорослей:
Towards a Synthetic Chloroplast
We explored the possibility of using the photosynthetic bacterium Synechococcus elongatus PCC 7942 as a platform for studying evolutionary dynamics and for designing two-species synthetic biological systems. We observed that the cyanobacteria were relatively harmless to eukaryotic host cells compared to Escherichia coli when injected into the embryos of zebrafish, Danio rerio, or taken up by mammalian macrophages. In addition, when engineered with invasin from Yersinia pestis and listeriolysin O from Listeria monocytogenes, S. elongatus was able to invade cultured mammalian cells and divide inside macrophages...

[vika vorobyeva]

Смело и легко округляю до 100 тонн. Ну пусть экип = 10 тыс.рыл. Итого 1 миллион тонн жратвы - это много чтоль? Один супер-танкер нефтевоз - тьфу, мелочь.

Так нам вроде как надо вписаться в 20 тонн на колониста, не? Вместе со всем хозяйством, начиная от массы пустого корабля до массы воздуха, приходящихся на одного члена экипажа.

[Retired]

Так нам вроде как надо вписаться в 20 тонн на колониста, не? Вместе со всем хозяйством,

Не, 20 тонн на рыло - абсурдно низкая цифра. Даже в современном самолете на пакса приходится где-то 0,3 тонны всего остального (кроме его веса) и это всего на 8 часов лета. То есть 1 тонна в сутки. То есть 20 тонн на чела - это всего три недели полета. А тут толкуют о 15 веках...

[AlexOrex]

Не, 20 тонн на рыло - абсурдно низкая цифра. Даже в современном самолете на пакса приходится где-то 0,3 тонны всего остального (кроме его веса) и это всего на 8 часов лета. То есть 1 тонна в сутки. То есть 20 тонн на чела - это всего три недели полета. А тут толкуют о 15 веках...

Субъективно - да, маловато. Есть выбор:
- добыть миллионы тонн ядерного топлива на большой корабль (группу кораблей);
- послать одно племя и надеяться, что оно не одичает;
- лететь 6000 лет на термоглиссерах с целыми астероидами рабочего тела-водорода;
- ждать сближения звезд хотя бы 427-1360 тыс. лет.
И да, на том конце пути Земли-2 не будет, не стоит на такое надеяться. Без внятных технологий жизни в космосе - нечего и соваться.
Даже в чужую биосферу (если так повезет найти ее у соседней же звезды) интегрироваться вряд ли просто (см. тему "Друг другу яд, или каждый в своей скорлупе")

[Андрей Курилов]

Не, 20 тонн на рыло - абсурдно низкая цифра.

Я уже писал об этом ранее:

Вот поэтому я и жаловался, что корабль поколений не потянет 10 тыс. чел, а только, максимум тыщу. Исходите из рассчёта для обитаемого отсека
m_тонн = N_чел х t_лет

[Андрей Курилов]

Итого 1 миллион тонн жратвы - это много чтоль?

Вообще-то много. С упаковками и складами будет уже 10 мегатонн. И что за корм со сроком годности в 2000 лет? Нетленные мощи святых? 

- лететь 6000 лет на термоглиссерах с целыми астероидами рабочего тела-водорода;

Тут есть проблема. Астероид рабочего тела придётся превратить в миллион отдельных ракет с массовым числом около 1000, чтобы всё срасталось для ПН большой массы Соотношение эффективной площади поверхности, прогреваемой Солнцем к массе требуется особливое, понимаете ли.

[Инопланетянин]

А там тоже никто не ждет, накрыв поляну.

А там бесплатная энергия звезды, которую можно поглощать теплицей как оно в природе и делается. Вопрос только в объёмах помещений для человека.

547.5 тонн. На КАЖДОГО чувака.
Сколько, говорите, сухой массы корабля у нас приходится на одного члена экипажа?

Ладно, допустим, 90% массы пищи - это вода (многовато, нам же не одними огурцами питаться, но допустим). Все равно, 55 тонн сухого концентрата на брата вынь да положь.

547.5 тонн * 10000 чел = 5475000 / 90% = 60833,333333333 ≈ 60834 тонн. И её разгонять, расходуя радиоактивное топливо? Может, проще и дешевле, всё же организовать цикл с минимальным КПД от крох на разгон того, что действительно необходимо?

И кстати, вакуумные упаковки и холодильники по понятным причинам не нужны. За бортом будет вам и вакуум и холод и облучение и всё это бесплатно. Но всё равно не метод.

[Retired]

Вообще-то много. С упаковками и складами будет уже 10 мегатонн. И что за корм со сроком годности в 2000 лет?

Да согласен, что тупик.

[Проходящий Кот]

И зачем было тролить?

[AlexOrex]

А там бесплатная энергия звезды, которую можно поглощать теплицей как оно в природе и делается. Вопрос только в объёмах помещений для человека.

А у нас разве с энергией проблемы? Ну, то есть, с энергией тоже, но, по сравнению с сотнями гигаватт двигательной установки, совершенно не жалко пары гигаватт на нужды корабля. Насколько я понимаю последние страницы приятно разросшейся темы, тут ограничение массы и объема жилого модуля и, главное, паразитного тепла, которое он может рассеять без дополнительного охлаждения. Если не удастся втиснуться в эти рамки, придется городить отдельный радиатор жилого блока, вероятно, подвешенный с противоположной стороны от радиаторов двигательной установки (недостатки - лишняя масса и большая сила тяжести на радиаторе, противодействующая, к тому же, естественной конвекции теплоносителя)

[Андрей Курилов]

Надобно урезать экипаж в 10 раз - до 1000 лбов, тогда проблема рассосётся и корабль поколений срастается.

[AlexOrex]

Да, я еще в "Двигателе для..." предполагал, что у "корабля-города" будут проблемы с естественным охлаждением, в отличие от "корабля-мира". Для надежности можно отправлять несколько кораблей с интервалом 10-30 лет (по мере строительства), если удастся наскрести столько актиноидов. Корабли будут обмениваться информацией в полете. По прилете в систему они воюют за первенство совместно формируют зародыш цивилизации 

Тут есть проблема. Астероид рабочего тела придётся превратить в миллион отдельных ракет с массовым числом около 1000, чтобы всё срасталось для ПН большой массы Соотношение эффективной площади поверхности, прогреваемой Солнцем к массе требуется особливое, понимаете ли.

Я примерно прикинул массовое число 20х20, брал дельту скорости в периастре 30 км/с и крейсерскую скорость 190 км/с (остальное доделает сближение с Альфой за 6000 лет). Да, собирать из вольфрамовых гофролистов удельной массой с тепличный поликарбонат, как из "тюбингов", обитаемый блок - большая морока, да и собирать ксенон из маленьких ледышек, замороженных в недрах водородного аисберга на каждом глиссере - тоже не фонтан, но кому сейчас легко? Впрочем, толща водорода на теплообменнике глиссера - порядка 20-30 м, если пускать водород в баках - из пустых бачков (поверхностная плотность всего 30 кг/м² обшивки!) можно достаточно просто собрать обитаемый тор размером с Кольцевую линию разворотную петлю метро и диаметром с хорошую односводную станцию, окруженную шестеркой бачков с радиозащитой. Заходя на нашу станцию "Динамо", каждый раз представляю, что в таком туннеле придется жить поколениями, и содрогаюсь . Впрочем, это оффтоп.

[alex_semenov]

Проблемы с охлаждением НЕ КРИТИЧНЫЕ. Да, геморрой будет. Но можно (как говорили) поставить тепловые насосы на худой конец. При небольших перепадах с 20 до 35 С тепловой насос потребует в 20 раз меньше энергии чем перекачает. 5% на перекачку а площадь радиатора уменьшится на 18%.  Но можно и просто увеличить площадь радиаторов. Можно дифференцировать тепло отвод (отводить тепло из горячих процессов на отдельные горячие радиаторы). То есть тут не все так страшно.
Про потребляемую электроэнергию.
Действительно, при потребляемой звездолетом энергии (при том непрерывно!) даже самые расточительны затраты на колонию составят доли процентов.
Но напрягает то, что при прямолинейном подходе на ТЕХНОСФЕРУ мы будем тратить 5 кВт/чел, а на БИОСФЕРУ аж 75кВт/чел. Если в случае 15/5 пропорцию можно было бы считать здравой, то в случае 75/5 - это уже как-то слишком косо.
Получается, что присутствие человека (его мозги) в 15 раз дороже, чем обойтись без него (какими-нибудь другими мозгами). Это только по энергии!!!

При энерговооруженности 200 квт/кг и при 50 000 кг/чел, двигатели потребляют 10 Мвт/чел. 80 кВт/чел (при тупых затратах на бисоферу) составляют 0.8% от мощности идущей на двигатели. И все же такие чудовищные расходы на бисоферу - не кошерно...

[Андрей Курилов]

Заходя на нашу станцию "Динамо", каждый раз представляю, что в таком туннеле придется жить поколениями, и содрогаюсь . Впрочем, это оффтоп.

Оффтоп, но занятный.
Вот вы живёте в крупном городе. Часто ли вы выбираетесь из маленькой бетонной корбки на природу? Или может быть ваше рабочее место не похоже изнутри на подвал, а расположено на склоне горы с альпийскими лугами и с видом на озеро? Передвигаетесь ежедневно, полагаю, внутри легковой машины, а не пешочком? Сколько в среднем % времени вы проводите внутри тесных неприглядных помещений из года в год?

[Retired]

Сколько в среднем % времени вы проводите внутри тесных неприглядных помещений из года в год?

Много, но особенность человеческой психологии в том, что человек спокойно реагирует на дискомфорт, если у него есть возможность его изменить в любой момент. То есть он "имеет право". А вот если "не имеет" - социальной взрыв.