Годится ли ионный двигатель для звездолетов?

[Андрей Курилов]

Типовая длина свободного пробега существенно (на порядки) различная. Иначе бы пилоты гражданской авиации давно бы померли от лучевой болезни (а у них всего над башкой несколько мм дюральки)

Типовая длина свободного пробега зависит только от плотности, и никак - от агрегатного состояния вещества. Пилотов же спасает то, что они не всю жизнь в самолёте в стратосфере проводят.

[Retired]

Типовая длина свободного пробега зависит только от плотности, и никак - от агрегатного состояния вещества. Пилотов же спасает то, что они не всю жизнь в самолёте в стратосфере проводят.

Ну им до стратосферы еще далеко...., но 100-120 часов/месяц это летная норма, однако мы уходим от темы...

[SY]

Пилотов же спасает то, что они не всю жизнь в самолёте в стратосфере проводят.

В америке пилоты приравнены к работникам атомной промышленности.

[Retired]

В америке пилоты приравнены к работникам атомной промышленности.

Работники атомной промышленности в США ловят бэров (или зивертов) на порядки меньше пилотов

[SY]

Для обеспечения защиты колонии (5 т/м2) в двойные стены между модулем колонии и наружной стеной надо залить 0.64 часть от всей массы топлива. А когда остальная 0.36 часть топлива выгорит топливо качать из этого бака. И защита будет становиться все тоньше, тоньше, тоньше…

Есть еще оборотные материалы - вода, воздух, пища, ЗИП и всякое оборудование изредка используемое.

[alex_semenov]

Есть еще оборотные материалы - вода, воздух, пища, ЗИП и всякое оборудование изредка используемое.

Масса этого - очень небольшая.
Топливо - да. Его же 4 кг на 1 кг сухой массы корабля. Из которой порядка 0.5 кг - масса собственно колонии.
Что бы подобной массы хватило надо либо уменьшать объем колонии на душу населения (я брал по норме стэндфордского тора, 1 770 м3/чел) либо увеличивать население колонии до миллиона и может даже более (тогда доля наружной поверхности колонии к  объему упадет).
Но на миллионную колонию мы не напосемся никакого урана. Тут уже нужен только термояд.

[SY]

В ионном двигателе возможен интересный эффект, связанный с синхротронным излучением.
Рассмотрим один протон(можно и электрон, но тема про ион).
Этот протон находится в ускоряющем электрическом поле. Он ускоряется, соответственно с затраченной энергией, ускоряется корабль.
Протон достигает места, где ему положено покинуть корабль, но в этом месте его ждет сюрприз - магнитное поле высокой напряженности.
Далее протон излучает один или несколько фотонов синхротронного излучения в направлении своего движения, от этого теряет свою скорость, из релятивистской становится обычной частицей, т.к. его энергию унесло излучение, и ... поворачивает за угол, где он улавливается и запускается на второй круг.

Обращаю внимание, что протон не может существенно затормозить корабль через магнитное поле, т.к. его энергию унесли кванты жесткого излучения.
Чем хуже барона Мюнхаузена?
PS:Возможна критика, что это уже фотонный привод...

[Проходящий Кот]

А энергию для этого запирающего магнитного поля откуда возьмете?

[SY]

А энергию для этого запирающего магнитного поля откуда возьмете?

Это может быть магнитное поле сверхпроводника, или от атомной электростанции.

[alex_semenov]

Далее протон излучает один или несколько фотонов синхротронного излучения в направлении своего движения, от этого теряет свою скорость, из релятивистской становится обычной частицей

Даже в высокоимпульсном ионнике частица еще не релятивистская, а обычная (как вы говорите). Скажем, даже при дельта-вэ 0.02с (средняя скорость перелета 0.01с - 1 св. год за 100 лет) скорость истечения будет 0.62*0.02=0.0124 с  или 3 720 км/с. Какой тут релятивизм?

[SY]

Даже в высокоимпульсном ионнике частица еще не релятивистская, а обычная (как вы говорите). Скажем, даже при дельта-вэ 0.02с (средняя скорость перелета 0.01с - 1 св. год за 100 лет) скорость истечения будет 0.62*0.02=0.0124 с  или 3 720 км/с. Какой тут релятивизм?

Ничто не мешает разгонять частицу больше или меньше, сам принцмп от этого не меняется.
Можно гонять протон в циклотроне по кругу с участком торможения, где образующееся излучение уходит в пространство.

[ВадимZero]

В ионном двигателе возможен интересный эффект, связанный с синхротронным излучением.

Для тяжелых релятивистких частиц, синхротронные потери очень малы. А если учесть что частицы, еще  и не релятивисткие, то вообще не стоит расматривать данные потери.

[SY]

Для тяжелых релятивистких частиц, синхротронные потери очень малы. А если учесть что частицы, еще  и не релятивисткие, то вообще не стоит расматривать данные потери.

Я тоже думаю, что с электроном лучше получится, и с разгоном и с торможением.(и ловить не надо, сам место на корпусе найдет, где приткнуться)

[Кремальера]

Я тоже думаю, что с электроном лучше получится, и с разгоном и с торможением.(и ловить не надо, сам место на корпусе найдет, где приткнуться)

Какой-то круговорот электронов в звездолете получается. ???Почти перпетум мобиле с нескончаемым рабочим тельцем,и конечной энергетикой.

[Gleb1964]

так любой способ излучать фотоны приводит к появлению импульса тяги, даже радио или микроволновые фотоны двигаются с той же скоростью, что и жесткое излучение. Вопрос о потерях - сколько излучения уйдет насторону, не по направлению. Ну, и еще это самый энергозатратный способ на единицу созданной тяги

[SY]

Вопрос о потерях - сколько излучения уйдет насторону, не по направлению.

Чем выше скорость электрона, тем уже угол расходимости фотонов.
Угол грубо равен Е₀/Е (энергия покоя к полной энергии)

Ну, и еще это самый энергозатратный способ на единицу созданной тяги

Наш КА получает импульс от разгона электрона(причем из-за легкости электрона и его большой скорости, это происходит очень энергоэффективно), а что потом делает электрон со своим импульсом(передает его фотонам), нас как бы не касается.

[Gleb1964]

Чем выше скорость электрона, тем уже угол расходимости фотонов.
Угол грубо равен Е₀/Е (энергия покоя к полной энергии)

а угол расходимости электронов какой?
а вы уверены, что заряженная частица передает при торможении в магнитном поле весь импульс в тормозное излучение? Если часть импульса передается магнитному полю, то это потери для тяги

[Кремальера]

Наш КА получает импульс от разгона электрона

Я слыхивал про передачу импульса от направленного потока фотонов к электронам.По-моему электросветовой эффект называется.,его в фотоприемниках лазеров применяют.Но чтобы был обратный процесс,да еще с закольцованными "нетеряемыми" электронами..

[SY]

а угол расходимости электронов какой?

Электрон разгоняется вдоль силовых линий электрического поля(он и КА получают импульс), даже если он и имел какую-то начальную скорость, то она бесконечно мала, по сравнению с приобретенной скоростью.

Если часть импульса передается магнитному полю, то это потери для тяги

В магнитном поле на электрон действует сила перпендикулярная его движению, соответственно противоположная - на магнитное поле. А импульс его движения передается фотонам. И чем круче он завернет(больше напряженность поля), тем больше энергии будет излучено. Но в любом случае тормозящей силы вдоль оси движения на КА не возникает. Незначительную боковую составляющую можно погасить вторым таким же двигателем, но с другой ориентацией поля.

[Gleb1964]

1. так электрон искривляет траекторию в магнитном поле? как обстоит дело с направленностью?
2. раз электрон таки тормозиться (полем), а закона сохранения импульса никто не отменял, стало быть часть импульса точно будет получена обратно.