Годится ли ионный двигатель для звездолетов?

[SY]

Представляю я себе как будет качать верхние палубы...

На таких качки совсем нет.
Был несколько раз на Silja Europa(202х32.6м), когда он в Стокгольм ходил, так когда внутри, если не знать, что на корабле(а теоретически, туда можно провести человека так, что он не поймет) , то и не догадаешься, что на корабле.

[Retired]

На таких качки совсем нет.

А если через сильный шторм? Или там всякие модные системы успокоителей?

[Skipper]

А если через сильный шторм? Или там всякие модные системы успокоителей?

Если длина волны много меньше размеров корабля - и успокоители не нужны.
А на Балтике волна короткая...

[Retired]

А на Балтике волна короткая...

А если лагом к волне? Тем более что посудина ходит и по Северному морю. Впрочем это вне темы...

[Skipper]

Длинный узкий вращающийся цилиндр (который кочует из проекта в проект и даже перекочевал в фильм "Эвакуация с Земли")  - при всех прочих минусах (отношение поверхности к объему, радиус вращения для того что бы Кориолис не замучал не менее 200 м) отвратителен в главном - он динамически неустойчив. Получив вращения вдоль продольной ости,  он все время будет норовить перейти к вращению в  перпендикулярном направлении (как летящая бита в городках).

Ммм... Это неочевидно. К примеру, детский волчок - вполне устойчив.

Возвращаемся  к примеру Oasis of the Seas. Это по-сути бочка поле тяжести. Плюс эта посудина втиснута в воду почти на 10 м (то есть испытывает сжимающее ее нижнюю часть давление воды).  И все равно мы имеем 12 т/чел.Вообще говоря, данное судно очень похоже на парралепипед.Поэтому условно можно посчитать его объем умножив длину, высоту, ширину (минус 20% на детали формы). Делим на число пассажиров плюс экипаж, получаем порядка 100 м3 на человека (на порядок меньше чем у меня).

Что меня смущает: смогут ли люди нормально жить, если при переезде на лифте с верхнего этажа на нижний сила тяжести растет на десятки процентов?
Если это неприемлемо - тогда для жизни следует рассматривать только одну палубу.

[Андрей Курилов]

Сильно ядовит, редок(может банально не хватить на постройку)

Бериллий - не ядовит (ядовиты его соединения), редкий? Ну не такой уж и редкий.

Лучше тогда сразу из платины

[Retired]

Лучше тогда сразу из платины

Осмий - еще тяжелее

[Проходящий Кот]

Только Уран....

[Retired]

Только Уран....

И свинцовые трусы для всего экипажа.

[SY]

Лучше тогда сразу из платины

Ваш график может обмануть.
Он построен по массе, и создает впечатдение, что берилий распространен также, как и платина, но нам нужен объем материала, а по количеству атомов в штуках, бериллий все же обходит платину.
Это замечательный материал для космоса, но для внешней обшивки не годится, из-за того, что практически не поглощает излучения(все корпуса трубок гейгера делают из бериллия).
А внутренние элементы я б не рискнул делать из-за токсичности.
Ну, и распространнеость в природе ставит добычу сотен тысяч тонн бериллия под вопрос, а несколько тонн роли не сыграют.
Но, по-любому, на борту звездалета будут многие тонны бериллия из-за его хорошей способности отражать нейтроны.

[alex_semenov]

Длинный узкий вращающийся цилиндр (который кочует из проекта в проект и даже перекочевал в фильм "Эвакуация с Земли")  - при всех прочих минусах (отношение поверхности к объему, радиус вращения для того что бы Кориолис не замучал не менее 200 м) отвратителен в главном - он динамически неустойчив. Получив вращения вдоль продольной ости,  он все время будет норовить перейти к вращению в  перпендикулярном направлении (как летящая бита в городках).

Ммм... Это неочевидно. К примеру, детский волчок - вполне устойчив.

Смотрите. Полый тонкостенный цилиндр радиусом r=1,  массой m=1 и длиной L=4
Его момент инерции вдоль оси цилиндра:

 

И равен 1.

Момент инерции того же цилиндра, через  ось перпендикулярую к цилиндру и проходит через его центр масс:



И равен 1.8

То есть, у такого длинного цилиндта момент инерции в неправильной плоскости больше чем в правильный (нужной нам). А это значит, что если вы раскрутите цилиндр правильно  и предоставите самому себе, он рано или поздно перейдет к вращению в неправильной плоскости. Свободно вращающаяся система всегда стремиться перейти в плоскость с максимальным моментом инерции.

Волчек потому и волчек, что имеет (благодаря правильной  форме) в одной единственной плоскости момент инерции явно (много!) больше чем в любой перпендикулярной. И его ось вращения всегда совпадает с этой осью. Поэтому когда ему придают вращение в какой-то неправильной плоскости вращения, он с этим "борется".
Именно то, что заставляет волчок выравнивать свое положение, в случае нашего длинного будет его опрокидывать.

Что меня смущает: смогут ли люди нормально жить, если при переезде на лифте с верхнего этажа на нижний сила тяжести растет на десятки процентов?

Гм… не думал.. Интересный вопрос…
Первая мысль - нефик пользоваться лифтом.
Вторая - в принципе лифт все равно создает небольшие ускорения (особенно скоростные) значит, мы уже давно готовы к мгновенным перепадам гравитации. А к постепенным - почему бы и нет?
В принципе этот эффект будет не единственным странным на борту колонии. Та же сила Кориолиса никуда не денется и будет явно проявляться, скажем при игре в теннис или футбол. Даже при падении воды, скажем, в фонтане (есть идея это даже использовать как художественный прием).
Людей привыкших к земной гравитации первое время это будет сбивать с толку и забавлять. При движении кабины лифта, например, пол как бы будет слегка наклоняться... Появится боковая сила (тот же самый Кориолис). Но те кто вырастут при таких условия, уже точно будут это воспринимать как само собой разумеющееся, а высадившись на нормальную планету, они почувствуют что в этом новом мире все тела падают как-то очень странно…
Но я думаю, эти странности будут не самыми первыми в длинном списке странностей нового мира которые обрушатся на поколение, достигшее цели…

Если это неприемлемо - тогда для жизни следует рассматривать только одну палубу.

Нет, нужно просто увеличивать радиус вращения чтобы перепад в частности и всякие побочные эффекты вообще были не столь заметен и обременительны. (кстати, для внутреннего производства, скажем при литье или тонких измерениях это может создать немало проблем).
Именно поэтому и принято считать, что радиус вращения для создания искуственной тяжести не стоит делать меньше 200 м. Нормально - 1 км.

[SY]

Момент инерции того же цилиндра, через  ось перпендикулярую к цилиндру и проходит через его центр масс

Вы правы, но у нас еще есть радиатор, так, что пример с волчком ближе к истине.
И Вы еще раз правы, что не сигара, а бочка. Длина может быть больше диаметра, но не более чем в два раза - надо уменьшать поверхность.

[Retired]

Это замечательный материал для космоса, но для внешней обшивки не годится, из-за того, что практически не поглощает излучения(все корпуса трубок гейгера делают из бериллия).
А внутренние элементы я б не рискнул делать из-за токсичности.

Так его в космосе и используют по-полной. Из него надо изготавливать несущие каркасы/скелет конструкции, а токсичность - ламинируется без проблем.
Гейгера часто делают из стекла...

[SY]

Отделять энергоотсек от корабля пространством нет смысла, реактор все равно должен иметь биозащиту, иначе его обслуживать будет сложно, и при таких габаритах гамма просто даже теоретически не достигнет жилой зоны, а нейтроны можно эффективно задерживать бериллием и ураном(торием, короче топливом).
PS. Реактор на релятивистских нейтронах мне очень понравился, все выглядит вполне реализуемо, тем более сейчас это острие мирного атома. В ближайшие несколько лет(10-20) появятся первые такие реакторы на природных материалах, без радиохимии. И тогда - плакали запасы урана-238 на две межзвездные экспедиции, но тория хватит всем и на все.
Соответственно не нужен будет радиозавод на борту.

[Retired]

В принципе этот эффект будет не единственным странным на борту колонии. Та же сила Кориолиса никуда не денется и будет явно проявляться, скажем при игре в теннис или . Даже при падении воды, скажем, в фонтане (есть идея это даже использовать как художественный прием).
Людей привыкших к земной гравитации первое время это будет сбивать с толку и забавлять. При движении кабины лифта, например, пол как бы будет слегка наклоняться... Появится боковая сила (тот же самый Кориолис). Но те кто вырастут при таких условия, уже точно будут это воспринимать как само собой разумеющееся, а высадившись на нормальную планету, они почувствуют что в этом новом мире все тела падают как-то очень странно…

Все не так уж и страшно, были наземные крутежки космонавтов по несколько недель в ИМБП на центрифуге, привыкали и отвыкали. Крыша ни у кого не съехала. 

[Retired]

В ближайшие несколько лет(10-20) появятся первые такие реакторы на природных материалах, без радиохимии

Ну это еще бабушка надвое сказала, такие посулы были еще в 60е годы прошлого века, а воз....и ныне там...

[Retired]

То есть, у такого длинного цилиндта момент инерции в неправильной плоскости больше чем в правильный (нужной нам). А это значит, что если вы раскрутите цилиндр правильно  и предоставите самому себе, он рано или поздно перейдет к вращению в неправильной плоскости. Свободно вращающаяся система всегда стремиться перейти в плоскость с максимальным моментом инерции.

Это верно

[SY]

Гейгера часто делают из стекла...

Там специальное стекло(с оксидом бериллия).
А обычное... Короче, радиоактивность содержимого пузырька марганцовки дает где-то 57 мкР/ч, школьная тетрадка практически не задерживает, но стеклянный пузырек поглощает все, остается только фон.
Вывод: дома марганцовка - самое радиоактивное в-во, но с оговорками, что некоторые калийные удобрения имеет 110-130 мкР/ч.

[Skipper]

То есть, у такого длинного цилиндта момент инерции в неправильной плоскости больше чем в правильный (нужной нам). А это значит, что если вы раскрутите цилиндр правильно  и предоставите самому себе, он рано или поздно перейдет к вращению в неправильной плоскости. Свободно вращающаяся система всегда стремиться перейти в плоскость с максимальным моментом инерции.

Спасибо, теперь понятно.
Наверно, можно придумать, как с эффектом закручивания цилиндра бороться.
Но, безусловно, длинный цилиндр проигрывает Вашей бочке по отношению площади поверхности к объему.
Если проблема переменной гравитации для бочки не критична - можно остановиться на ней.

[Retired]

Вывод: дома марганцовка - самое радиоактивное в-во, но с оговорками, что некоторые калийные удобрения имеет 110-130 мкР/ч.

Ну у кого-то дома авиационные  с радиевой краской, или противопожарка с америцием