Техническая возможность межзвёздных перелётов

[Major]

Другое дело, если мы научимся получать автоустойчивые волновые пакеты, можно будет заменить материальные корабли этакими энергетическими конструкциями и производить более успешную локацию небесных тел. Но это, скорее всего, никогда не произойдёт. Слишком сложно, а физика поля, похоже, застопорилась надолго.

О чем-то подобном я читал лет десять тому назад в Scientific American. Было показано, что можно создавать пучки света, не расходящиеся из-за дифракции. Просто нужно сделать коллиматор со специальной зрачковой функцией. Свет распространялся бы, не выходя за границы “трубы” определенного диаметра, только энергия из-за дифракции непрерывно перераспределялась бы по сечению “трубы”. Правда, там были какие-то вещи, затрудняющие практическую реализацию.

Какие-то детали, конечно, можно реконструировать (например, цвет неба), но не всю картину в целом. Невозможно предсказать ход биологической эволюции, причем невозможно в принципе, какой бы мощный компьютер не использовался. Поведение неравновесной системы очень сложно смоделировать, даже на ближайшее будущее, поэтому точные прогнозы погоды – это, скорее всего, утопия. Точность, конечно, будет возрастать, но она никогда не станет 100%. И это при том, что имеется огромное количество учтенных факторов. По данным интерферометров можно будет только судить, есть ли жизнь на планете или нет, ну и вывести какие-то самые общие предположения об экосистеме, основанные на земных аналогиях, и уже поэтому сомнительные. А чтобы узнать облик инопланетных существ, придется туда лететь, любая экстраполяция будет гаданием на кофейной гуще.

Насчет биологической эволюции – вопрос сложный. Скажем, в биологии известно явление конвергенции – когда  абсолютно независимые ветви эволюционного процесса дают схожие “конструктивные решения”. Самый известный пример – дельфины, ихтиозавры и акулы. Другой типичный пример – эволюция сумчатых и плацентарных, которая, несмотря на географическую изоляцию, породила очень похожих животных, например, кротов (сумчатых и обычных). Так что не исключено, что число “конструктивных решений”, доступных эволюции для каждой экологической ниши, ограничено. А ниши определяется физическими условиями на планете, которые предсказать уже проще.
Хотя, конечно, чтобы знать это наверняка, нужен хотя бы один пример эволюции на другой планете. Скажем, выдаст наша программа результат: “На планете N небо бежевого цвета, в морях водятся разумные существа. Похожи на чайник, но со щупальцими. Питаются любопытными космонавтами”. Ясно, нужно лететь, чтобы проверить это на все это на практике, особенно последний пункт. Все, пошел придумывать транспортное средство

[andrey.fedorov]

Интересная статья про межзвездные полеты:

http://filosof.net/disput/barbarash/4-4.htm

P.S. Это одна из глав книги http://filosof.net/disput/barbarash/oglav.htm

update:

Астрономический обзор по "необычным" кометам:

http://pulse.webservis.ru/UFO/comets.html

[Protoss]

Я абсолютно согласен что наша ветвь галактики наиболее заселённая,но ведь и звёзды ядра галактики были когда то молодые и возможно там осталась жизнь на более высокой ступени развития(возможно даже бестелесная).а насчёт полётов создать бы двигатель и устройство свёртывающее пространство в "струну "и тогда бы можно было пронзить пространство мгновенно.Но для этого нужны поистенне колоссальные запасы энергии.

[buratino]

Моё исклюзивное мнение : человек сможет потоптаться на Марсе и всё!!! Идело тут не в ограниченных ресурсах земли,
а в организационных способностях  homo.Вспомните историю с Вавилонской башней,Мы могли бы быть в космосе уже 3000
лет назад!Вероятность ограниченного доступа вверх(одна башня),и неограниченного сверху в низ(вариант:копья,дротики,камни)развалила тогдашнее ООН.
Так и сейчас и в будующем страны или группы стран не допустят существование независимой(самодостаточной)
организации вне пределов Земли.А без освоения ближнего
космоса(не горсть пыли раз в пол века , а энергостанции и заводы,эаводы,эаводы,вплоть до производства подушек)
не будет возможен межзвёздный полёт!

[bob]

Да, шансов на межзвёздный полёт очень мало по очень простой причине - это практически никому не нужно, кроме кучки энтузиастов. Впрочем, так было всегда. Полёт станет возможен, если его параметры и стоимость станут соразмерными с типовым размером крупной политической спекуляции. Тогда им заинтересуются сильные мира.

[bob]

Уважаемый Major, если не очень затруднительно, скиньте ссылку на  источники по нерасходящемуся лучу, который Вы упомянули . Интересен принцип.

[Major]

Уважаемый Major, если не очень затруднительно, скиньте ссылку на  источники по нерасходящемуся лучу, который Вы упомянули . Интересен принцип.

К сожалению, ссылку дать не могу. Это была заметка в "Scientific..." то ли в конце 80-х, то ли в начале 90-х. Этого номера у меня, конечно, нет.
Могу дать другую ссылку - на близкую тему: получение произвольно большой разрешающей способности при фиксированном диаметре объектива. Источник - М. Борн, Э.Вольф "Основы оптики",  М, "Наука", 1970, стр. 452  

[Major]

Я тоже когда-то читал про нерасходящиеся пучки излучения и даже самофокусировка. Но ето для прохождения в атмосфере. По сечению луча создаеться градиент по интенсивности(только не помню, где интенсивность выше, в центре луча или на краях). Читал вроде бы в "Технике молодежи" но очень давно.

Нет, там речь шла о нерасходящихся пучках в вакууме. Принцип, насколько я помню,  был простой – в фокальной плоскости коллиматора помещаем когерентный источник света в форме кольца, а перед объективом – пластину со специальным профилем для коррекции волнового фронта. Основная проблема была в том, что в кольцевом источнике ширина кольца не должна превышать длину волны. Поэтому мощные пучки таким способом создать нельзя. Кроме того, на расходимость пучка будут влиять неизбежные погрешности при изготовлении пластины, да и когерентность реального источника света не может быть точно равна 1.

[bob]

Ясно: очередная невоплотимая мечта. Пока с природой спина не разберутся, ждать чего-либо подобного в реальной области бесполезно.

[8257]

Короче идея о том, что все материалы нужно таскать с Земли, это тупик. Правильный путь освоения космоса - роботы, способные самовоспроизводиться. Ничего в этом сложного нет если подумать. Как говорится, ещё немножко ещё чуть чуть. Уже почти получается.

Осваивать нужно для начала не планеты, а пояс астероидов. Взлёт и посадка с них ничего не стоит. Посылаем группу роботов, которые на астероиде строят маленький километров в десять на десять завод по производству других роботов с разным назначением, в том числе и копии первых.

Как только заводик запущен, он начинает штамповать братиков и сестричек в дополнение первой группы.  Как королева у пчёл. Новые роботы отлетают к другим астероидам, ведут там разведку полезных ископаемых, собирают руду, а через некоторое время строят другой заводик. И так пока всё там не застроят. Солнечной энергии в астероидном поясе хватает.  Материалов тоже должно быть много, железа, например, хоть отбавляй.

После того как производство само сабой развернулось, можно посылать роботам запрос на строительство какого угодно большого звездолёта. Хоть в сто километров. Лёд из комет разложенный электролизом послужит горючим.

И всё это для Земли практически бесплатно. Лишь первую группу роботов слепить нужно. Моторчики я уже купил. Теперь вот программульку накрапать и всё будет ОК.  

[Ryba]

Возможность есть,для этого нужны корабли где может автономно существовать жизнь примерно 1000 земных лет.Кто надеется при своей жизни узнать о финише экспедиции,то это тщетно.Не забывайте гигантских масштабов нашей галактики.Я даже уверен,что было время когда подобная экспедиция иннопланетян достигла нашу Землю,но это было очень очень давно,лет этак 200 000 тому.Космос очень гигантский,и корабль один раз улетев,может больше и не вернутся в эту точку,или вернуться через огромное растояние времени.

[acceptik]

   Если вернутся к теме возможности межзвездных путешествий, то, мне все таки кажется, что при сохранении нынешних темпов научного и экономического роста,даже без учета возможного открытия альтернативных источников энергии, запуск автоматического невозвращаемого зонда к ближайшим звездам возможен.
   Сейчас у земной цивилизации просто нет достаточно средств для вкладывания денег в предприятие, расчитанное на срок, гораздо превосходящий современную техногенную цивилизацию. А теперь представьте, что цивилизация в том виде, в каком мы ее знаем сегодня, продолжит жить и развиваться в течении, ну скажем, несколько тысяч лет, и тогда проэкт запуска зонда к звездам не кажется столь уж фантастическим.
   P.S. Все это лишь мои домысли, но мне они кажутся довольно логичными.

[bob]

Темы, посвящённые возможности межзвёздных полётов во всех разделах форума давно умерли. Поэтому рискну завести новую. Итак, список основных трудностей, в том числе фундаментальных.
1. Отсутствие возможности развить энергию аннигиляции. Ядерный корабль, сделанный на основе современных технологий и мыслимых технологий ближайшего будущего, может развить скорость не выше 0,01-максимум0,05с, если всё-же возможен управляемый термояд.
2. Термодинамичекий износ ходовой части, реализующей субсветовую реактивную струю, превосходит возможности любых современных материалов в тысячи раз. Даже при холодной тяге ускоритель, при попытке развить субсветовую скорость, разлетится в пыль задолго до её достижения.
3. Гравитационное приливное взаимодействие и межзвёздная среда быстро тормозят любые движения со скоростями выше пекулярных 0-500 км/с. Видимо, при межзвёздном полёте требуется постоянное ускорение.
4. Максимум излучения галактических источников и потоки ускоренных частиц от них в передней полусфере субсветового корабля за счёт эффекта Доплера уходят в жёсткое излучение огромной интенсивности. Тяжесть антирадиационной защиты нивелирует плюсы любого энергоисточника для двигательной системы.
5. Корабли, летающие в чистой зоне внутренней области солнечной системы, практически не нуждаются в противометеоритной защите. Однако, на долгом пути межзвёздного корабля хоть одна песчинка, да встретится. Результат лобового попадания песчинки на околосветовой скорости понятен - взрыв аннигиляционной бомбы массой с эту песчинку. Опять же нужна защита, как минимум способная выдержать ядерную бомбардировку корабля. Так же и с межзвёздным газом. Как он ни разрежен, корабль будет им источен.

[bob]

Я подумал и, кажется, решил проблему-5. Ввиду неразрешимости проблем 1-4, это мало чему помогает. Один автор недавно предложил разместить в носовой части корабля "мешок с камнями" Это плохо, так как весь импульс метеорита достанется кораблю вкупе с порцией радиоактивной шрапнели из "мешка", разлетающейся со скоростью в десятки км/с. Это способ для верного самоубийства. Есть другой способ - тонкий щит на кронштейне длиной в неск. сот метров, состоящий из практически незакреплённых порошковых пакетов, диаметром несколько десятков метров каждый, разделённых прочными перегородками, способными выдержать взрывную волну на большом расстоянии от эпицентра. Метеорит попадает в пакет, не передавая импульс кораблю, так как пакет почти не закреплён и сразу начинает рассыпаться, и испаряется вместе с пакетом. Взрывная волна обтекает корабль, отстоящий на безопасном расстоянии за счёт кронштейна, и щит. Перегородки щита не дают поразить соседние пакеты. Выбитую секцию можно даже не заменять, так как вероятность второго попадания в ту же воронку невелика. Как Вам такой способ?

[Mase]

Взрывная волна обтекает корабль, отстоящий на безопасном расстоянии за счёт кронштейна, и щит. Перегородки щита не дают поразить соседние пакеты. Выбитую секцию можно даже не заменять, так как вероятность второго попадания в ту же воронку невелика. Как Вам такой способ?

Просто щит с попавшей частичкой будет постепенно спихиваться в сторону корабля за счет обретения импульса от космических частиц.
И его тоже нужно будет разгонять до скоростей света вместе с кораблем.

Идеально, его конечно же, нужно механически отвязать, а по мере принимания ударов, его спихивание в сторону корабля, компенсировать небольшими корректирующими импульсами со стороны корабля.
Если к нему приделать сзади свой двигатель подешевле, или, время от времени посылать к нему небольшие автономные двигатели, которые нежалко.
А вообще, вперед надо посылать штрафбат.

В целом же, надо выяснить затраты, сколько импульса надо создать, дла поддержания щита.

M - масса корабля вместе с щитом
v - околосветовая скорость корабля
A - сечение щита/корабля в плоскости перпендикулярной движению
L - путь от звезды до звезды
V = A*L - объем встречающийся на пути
Ro - плотность межзвездного газа

m = Ro*V - масса собираемых пылинок, которую нужно разогнать до скорости корабля. Интересно, какая межзвездная плотность и какого порядка эта величина в кг, если например Сечение корабля ~ 10000 m^2, ~100m в диаметре.

Вообще-то исходя из таких соображений - космический корабль для дальних перелетов нужно делать ввиде поезда - с малым сечением

импульс, энергию требуемую для разгона попавшихся частичек - нужно рассчитать с учетом релятивизма.

Задача:
В системе отсчета корабля - это постепенное столкновение массы m всей пыли летящей со скоростью около "v" (~ с)
с неподвижной M (масса корабля вместе с щитом). Нужно эффективно продолжать ускорение по величине эквивалентное торможению.
Посчитать силу в собственной системе отсчета для поддержания нулевой скорости и умножить на "видимый сокращенный" путь в собственной системе отсчета корабля = энергия.
КПД небольшое, в общем надо посчитать.

пусть m << M, тогда

"подавленный" импульс p ~ mc*K, где m - масса всего газа, v ~ c - скорость встречного газа, К = 1/sqrt(1-v^2/c^2) - коэффициент выигрыша по времени в путешествии, если сравнивать с неподвижным наблюдателем.
Например, если за счет релятивистского замедления времени мы выигрываем в K ~ 10 раз, то и импульс придется примерно во столько же раз больший встретить на пути - это легко показать из формул.

Тогда сила торможения F ~ p/t, где t - время путешествия с т.з. космонавтов = сокращенное расстояние/скорость света:
t ~ (L/K)/с

Отсюда, требуемая "чистая" энергия (без учета плохого КПД, который сделает только хуже) будет:

E ~ F*(L/K) ~ p/t * (L/K) = p*c = mc^2 * K.

Т.е. энергии столько, сколько нужно на аннигиляцию всего встречного вещества, умноженное на коэффициент выигрыша по времени путешествия

[Тать]

bob
Итак, список основных трудностей, в том числе фундаментальных. Опубликовано: сегодня в 13:28:40
Я подумал и, кажется, решил проблему-5. Опубликовано: сегодня в
17:26:30
Быстро однако!   По два часа на проблему и к утру все ОК!

Есть другой способ - тонкий щит на кронштейне длиной в неск. сот метров, состоящий из практически незакреплённых порошковых пакетов, диаметром несколько десятков метров каждый, разделённых прочными перегородками, способными выдержать взрывную волну на большом расстоянии от эпицентра.
Первый же взорвавшийся пакет разрушит соседние - аннигиляция все таки! И этот мусор разрушит корабль.

Метеорит попадает в пакет, не передавая импульс кораблю, так как пакет почти не закреплён  если почти не закреплен - не выдержит ускорения корабля и отвалится.
И импульс будет в любом случае. Приведите цифры, массы, ускорения, макс. масса метеорита и его скорость(импульс) которые этот щит выдержит.

1. Отсутствие возможности развить энергию аннигиляции. а как ее использовать для движения? Есть способы, кроме реактивного? Которое для межзвездных не годится.

[Дрюша]

Ну, пылинка/песчинка, она скорее всего просто прошьёт навылет... Вот, если тебя (хоть сквозь сердце, хоть сквозь мозг) проткнуть насквозь иглой толщиной 1 мкм... Ты это даже не заметишь!

И всё же, имхо, не за чем летать слишком быстро, быстрее 500-1000 км/с. Гораздо проще влезть в свой генетический код, найти там, где напрсано "Stop; End.", и заменить его на GoTo куда-нибудь лет на 25. И тогда, будучи бессмертным, летать куда угодно, и не париться по поводу субсветовых скоростей...

[Mase]

Ну, пылинка/песчинка, она скорее всего просто прошьёт навылет... Вот, если тебя (хоть сквозь сердце, хоть сквозь мозг) проткнуть насквозь иглой толщиной 1 мкм... Ты это даже не заметишь!

И всё же, имхо, не за чем летать слишком быстро, быстрее 500-1000 км/с. Гораздо проще влезть в свой генетический код, найти там, где напрсано "Stop; End.", и заменить его на GoTo куда-нибудь лет на 25. И тогда, будучи бессмертным, летать куда угодно, и не париться по поводу субсветовых скоростей...

Это самое идеальное, если песчинка пройдет навылет, не провзаимодействовав, тогда можно считать что ее и не было.
А искать нужно во всех направлениях и оптимизировать как генетику так и механику.

[AlAn]

И всё же, имхо, не за чем летать слишком быстро, быстрее 500-1000 км/с. Гораздо проще влезть в свой генетический код, найти там, где напрсано "Stop; End.", и заменить его на GoTo куда-нибудь лет на 25. И тогда, будучи бессмертным, летать куда угодно, и не париться по поводу субсветовых скоростей...

Да! Такому бессмертному космонавту придется изрядно поскучать во время перелета.

[Markab]

Да! Такому бессмертному космонавту придется изрядно поскучать во время перелета.

Вы не учитываете о возможность анабиоза.
Например, медведи в спячку впадают, но нам это не годится - у них хитрый метаболизм. Одна из пород лягушек(забыл название) замерзает вместе с водой, а потом отмерзает и живет как ни в чем не бывало. Правда у нее глюкозы в крови много. Но наиболее значимое состоит в том, что мозг после подобной заморозки/спячки нормально работает, т.е. сохраняются все рефлексы.
Может и для людей что то придумают?