Техническая возможность межзвёздных перелётов

[Марина]

Тут многие посчитали, что для разгона до скорости света при 1g понадобиться месяц.( Я насчитал 35 дней.)
А без центробежной "гравитации" о полётах и думать не следует.

[Louis]

Тут многие посчитали, что для разгона до скорости света при 1g понадобиться месяц.( Я насчитал 35 дней.)
А без центробежной "гравитации" о полётах и думать не следует.

30 мегасекунд это около 100 земных суток, то есть более 3 месяцев.

[Louis]

Нет, траву не примнут - она просто мгновенно превратится в плазму.
Интересно а какова вероятность наткнуться на айсберг в космосе? Особенно если гнать  с 0,2·с. (не будем называть "Титаник"ом)
Первопроходец должен быть максимально автономным.
При 10-15 лет необходима искуственная гравитация, а это устанавливает минимум по размерам.
Интересно куда можно добраться за 10-15 лет.

к вопросу о звёздном "Титанике".
В окрестностях Солнца две потенциально опасных в плане "айсбергов" зоны: пояс астероидов и Облако Оорта (кометный пояс). Однако, астероидов, не считая мелкой космической пыли, ВСЕГО около 100 тысяч, то есть, если бы они были равномерно распределены по своему "поясу", расстояние между ними равнялось бы десяткам тысяч километров. Кометный пояс на 4 порядка более разряжён. Так что, чтобы напороться на айсберг в космосе, надо ОЧЕНЬ сильно постараться.
Кроме того, ближайшие к Солнцу звёзды достижимы ТОЛЬКО по траекториям, не пересекающим пояс астероидов.

[Louis]

 :-[сорри, поправка: это 10 мегасекунд - 115 земных суток. 30 мегасекунд - это 347 суток, то есть почти год при ускорении 10м\с².

[Mase]

Тут многие посчитали, что для разгона до скорости света при 1g понадобиться месяц.( Я насчитал 35 дней.)
А без центробежной "гравитации" о полётах и думать не следует.

30 мегасекунд это около 100 земных суток, то есть более 3 месяцев.

Разгон до скорости света понятие растяжимое.
Для 0.5с, 0.9с или 0.99с - время разгона сильно отличается, сначала нужно определиться, до какой скорости разгоняться и в чьем времени?
Во времени космонавта или во времени неподвижного наблюдателя.
См. таблицу, для типичного собственного ускорения в 1g:
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,10053.msg202835.html#msg202835

[Тать]

Mase 

Расстояние до Солнца не важно, можно выбрать любую орбиту. Если расстояние уменьшается в два раза, то давление света возрастает в четыре раза, сила тяжести тоже в 4 раза.
А соотношение сил остается прежним. Причем это стационарное положение - не нужно иметь вращение по орбите Солнца.

Это есть набор слов. Непродуманный и небрежный.
 

[Mase]

Mase 

Расстояние до Солнца не важно, можно выбрать любую орбиту. Если расстояние уменьшается в два раза, то давление света возрастает в четыре раза, сила тяжести тоже в 4 раза.
А соотношение сил остается прежним. Причем это стационарное положение - не нужно иметь вращение по орбите Солнца.

Это есть набор слов. Непродуманный и небрежный.
 

Дорогой Тать, объясните в чем здесь непродуманность? . Опять не вникли как следует .

Если взять кусок пленки расположить ее перпендикулярно к радиусу на центр Солнца, то отношение:

светового давления на единицу площади пленки
к силе притяжения на единицу площади пленки

Не Будет зависеть от расстояния до Солнца.

Это следствие того, что интенсивность света и гравитация падают о одинаковому закону с расстоянием. как 1/r².
А соотношение сил уже тогда не зависит от расстояния.

А выбрав соотношение сил равным 1, и поддерживая его посредством регулировки коэфф-та отражения поверхности, можно тогда сделать стационарно висящий над Солнцем пленочный объектив, причем на любом умереном расстоянии от Солнца, чтобы его интенсивность не повредила.

Все равно, чтобы световой луч поддержать нерасходящимся и параллельным на такие огромные расстояния в несколько световых лет, объектив должен иметь диаметр порядка сотен километров, чтобы эффекты диффракционной расходимости лучей не испортили параллельность света.

Конечно, тут геометрическия оптика еще не рассматривалась, но диффракция - вещь фундаментальная.
Параллельный луч рано или поздно расплывется и в далеком космосе, какими-бы идеальными линзами объектив не располагал. И спасение здесь только одно - диаметр луча должен быть большим, а для этого нужен такой большой объектив.

Имея же широкий и надежный параллельный луч - засовываем корабль с Солнечным парусом и полетел он родимый далеко, поддерживаемый устойчивым световым давлением на долгие световые года.

И тут Остапа понесло ...

Если людей не посылать, то скорость можно достаточно приличную сообщить такому объекту, или религиозных злодеев выкидывать из нашей солнечной системы, чтобы их материальная составляющая не смогла потом реинкарнироваться .
А вообще роботов, почему бы и не позасылать в дальних космос, Они бы нам сообщали что и как.

Вот если бы придумали как добраться до другой звезды и развернуть там похожее чудо назад к Солнцу, то можно было бы сделать регулярное межзвездное сообщение.
По одному лучу ускоряемся, по другому тормозим. Просто такую вещь вряд ли легко можно будет где-то Создать.

[Марина]

Тут многие посчитали, что для разгона до скорости света при 1g понадобиться месяц.( Я насчитал 35 дней.)

30 мегасекунд - это 347 суток, то есть почти год при ускорении 10м\с2.

Как обычно мелкая ошибка всего в один порядок. Кто ещё кроме меня 1 месяц насчитал?

Боюсь точно стационарного положения не будет. Придётся поддерживать его двигателями, что само по себе не страшно.
Но возникает вопрос как поддерживать форму объектива.
Может лучше множество независимых плоских зеркал. Осталось только научиться их наводить.

[Mase]

Тут многие посчитали, что для разгона до скорости света при 1g понадобиться месяц.( Я насчитал 35 дней.)

30 мегасекунд - это 347 суток, то есть почти год при ускорении 10м\с2.

Как обычно мелкая ошибка всего в один порядок. Кто ещё кроме меня 1 месяц насчитал?

Боюсь точно стационарного положения не будет. Придётся поддерживать его двигателями, что само по себе не страшно.
Но возникает вопрос как поддерживать форму объектива.
Может лучше множество независимых плоских зеркал. Осталось только научиться их наводить.

Зеркала можно сделать с переменным коэфф-том отражения и с регулиремой фазовой задержкой на эффекте жидкий кристаллов. Тем самым можно как притяжение к Солцну менять, так и фокусировку корректировать.

[Марина]

Можно уточнить про фазовую задержку?

Прозрачная линза светом поддерживаться почти не будет.

Да с зеркалами я преборщил у них отдача будет сильная. Придётся вернуться к линзе.

[Mase]

Можно уточнить про фазовую задержку?

Прозрачная линза светом поддерживаться почти не будет.

Да с зеркалами я преборщил у них отдача будет сильная. Придётся вернуться к линзе.

По поводу прозрачности - это да - нужно обязательно, иначе импульса не передать.
Чтобы в совокупности, если пленок много, то суммарная прозрачность была ненулевая.

Но поглощение не обязательно должно быть, нагрев опасен - может быть полуотражающая-полупрозрачная поверхность. Вот прозрачностью управлять не сверхсложно по-моему.



По поводу фазовой задержки - линзы работают на задержке фазы падающего фронта волны - это модулируется разной толщиной стекла. Свет в стекле медленнее распространяется.
Но фазу можно модулировать не обязательно толщиной - пленка может быть тонкой и одинаковой, а ее коэфф-т преломления регулируем. Я слышал, что начинают делать электростатические объективы - прикладывают поле к веществу - его показатель преломления меняется и скорость распространения света тоже - эффективно это создание линзы.

Можно и просто на управляемых зеркалах (с управляемой прозрачностью), как Вы и предложили, как Архимед в свое время корабли поджигал при помощи женщин и зеркал. Причем Зеркала могут быть довольно большие, нам не нужно свет в маленькое пятно фокусировать - ширина луча должна быть большой - это наверное и проще будет при текущем уровне технологии.

[Марина]

На краю линзы угол падающего света и сфокусированного будут сильно отличаться в результате возникнет сила направленная от центра к краям. Она может достигать нескольких процентов от тяги корабля. То же касается зеркал их отдачу придётся компенсировать противонаправленными парусами.

[Louis]

При использовании парусов на сверхдальних (межзвёздных) расстояниях возникнут не только перечисленные проблемы.
1) "Тугая тяга": неспособность корабля достаточно быстро развернуться при опасности столкновения, либо (при развороте на ракетах) потеря фокусировки. Короче, либо потеря времени, либо "Эффект "Титаника"". В Облаке Оорта, несмотря на его разряжённость, это вполне реально. А кто его знает, какой плотности встретятся подобные облака в других солнечных системах?
2) Неизвестные землянам пылевые облака на траектории, которые искажают свет звёзд, а отражённый свет Солнца могут ослабить до минимума.
3) Уже упоминавшаяся проблема длительной невесомости на борту корабля (годы).
И вообще, что ни говорите, я сторонник автономных двигательных установок на космических кораблях.

[Mase]

При использовании парусов на сверхдальних (межзвёздных) расстояниях возникнут не только перечисленные проблемы.
1) "Тугая тяга": неспособность корабля достаточно быстро развернуться при опасности столкновения, либо (при развороте на ракетах) потеря фокусировки. Короче, либо потеря времени, либо "Эффект "Титаника"". В Облаке Оорта, несмотря на его разряжённость, это вполне реально. А кто его знает, какой плотности встретятся подобные облака в других солнечных системах?
2) Неизвестные землянам пылевые облака на траектории, которые искажают свет звёзд, а отражённый свет Солнца могут ослабить до минимума.
3) Уже упоминавшаяся проблема длительной невесомости на борту корабля (годы).
И вообще, что ни говорите, я сторонник автономных двигательных установок на космических кораблях.

Согласен с Титаником, но не согласен с атомными двигателями как основными.

Во-первых энергии с собой не надо везти много - она всегда поставляется лучом и дармовая.
Во вторых - этот же луч и высвечивает объекты на пути, если такие лежат по курсу.
Луч явно шире паруса корабля, поэтому объекты будет видно заранее задолго до столкновения - будет возможность маневра, или по крайней мере упрощается такая возможность.
Сам маневр естественно нужно делать другим двигателем - парус слишком медленная вещь, хотя никто ничего еще так и не оценивал, поэтому забегать вперед рано с суждениями
мне. Но согласитесь - удобно ведь, если дорога подсвечена нахаляву, для атомного реактора потребовалось бы еще и на это энергия, чтобы лоцировать объекты впереди

[george telezhko]

Пробежал бегло нить и не понял: если парус такой, что гравитация Солнца уравновешена солнечным ветром - то откуда возьмется тяга?
Или имеется в виду, что в начале полета отношение сил перестроят в пользу солнечного ветра?

[Mase]

Джорж - идея такая - есть огромный пленойчный объектив который свой вес удерживает частично отраженным импульсом света.
Объектив очень большой - порядка сотен километров в диаметре.  Висит стационарно у Солнца, без вращения.

На Выходе объектива ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ луч, с диаметром сравнимым с размером объектива, Т.е. Солнце примерно в его фокусе находится. Далее этот луч может быть параллельным очень большие расстояния и его интенсивность не будет падать как 1/r², если бы объектива не было.

Размер же апертуры объектива достаточно большой, что при диаметре в 300км, свет не будет диффракицонно расходится даже на десятке световых лет.
См. оценки:
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,10053.msg212879.html#msg212879

Теперь получается гигантский дармовой прожектор на энергии Солнца, который к тому же и очень далеко светит без потерь. Вплоть до ближайших звезд.
Интенсивность луча на его выходе, например как у Земли Солнце светит примерно, но не спадает - можно далекие планеты освещать.

Засовываем в такой луч корабль с собственным световым парусом и всегда имеем дармовой свет и световое давление для ускорения. Световая дорога.

Вот если бы на другой такой звезде развернуть такой же но противоположный луч, то по одному лучу можно ускоряться - переехать на другой и тормозить - получается межзвездная трасса. Без лишних затрат и скорости кораблей можно иметь приличные и энергии просто завались.

[george telezhko]

Так. Значит на кораблике есть парус. Если парус неотражающий, то он ловит импульс от луча прожектора и его энергию, то есть еще и печка дармовая получается
А если отражающий, то импульс удваивается - так? - но энергию не получаем, и надо еще думать, чтобы исходный рефлектор не сдувало обратным лучом от паруса корабля - луч же будет долго добавляться к солнечному давлению.
И стартовать надо не с той же стороны Солнца, чтобы давление солнечного ветра не препятствовало давлению подсветки.
Правильно ли я уловил нюансы?

[Mase]

Так. Значит на кораблике есть парус. Если парус неотражающий, то он ловит импульс от луча прожектора и его энергию, то есть еще и печка дармовая получается
А если отражающий, то импульс удваивается - так? - но энергию не получаем, и надо еще думать, чтобы исходный рефлектор не сдувало обратным лучом от паруса корабля - луч же будет долго добавляться к солнечному давлению.
И стартовать надо не с той же стороны Солнца, чтобы давление солнечного ветра не препятствовало давлению подсветки.
Правильно ли я уловил нюансы?

Парус корабля во-первых может быть немного сферичным - тогда отраженное излучение рассеится в большой угол и на объектив сильно влиять не будет.
Сам парус не обязательно иметь такой же большой как и диаметр луча. Большой диаметр луча лишь для низкой диффракционной расходимости.

Само тело корабля может быть малым в сечении, а парус -большим и полностью отражающим или полупрозрачным без внутреннего поглощения, также за ним можно солнечные батареи сделать. Думаю тепловой баланс - не проблема. Смотря сколько энергии захотим на внутренние нужды забрать от Солнца.

Про Солнечный ветер не думал. Но он угаснет с расстоянием также как 1/R² - он не фокусируется объективом. Главное Сам объектив бы выдержал - но он рядом с нами - его можно постепенно обновлять.

[george telezhko]

Так. Значит на кораблике есть парус. Если парус неотражающий, то он ловит импульс от луча прожектора и его энергию, то есть еще и печка дармовая получается
А если отражающий, то импульс удваивается - так? - но энергию не получаем, и надо еще думать, чтобы исходный рефлектор не сдувало обратным лучом от паруса корабля - луч же будет долго добавляться к солнечному давлению.
И стартовать надо не с той же стороны Солнца, чтобы давление солнечного ветра не препятствовало давлению подсветки.
Правильно ли я уловил нюансы?

Сам парус не обязательно иметь такой же большой как и диаметр луча. Большой диаметр луча лишь для низкой диффракционной расходимости.

Это понятно Можно сразу разгонять несколько кораблей даже

Про Солнечный ветер не думал. Но он угаснет с расстоянием также как 1/R² - он не фокусируется объективом. Главное Сам объектив бы выдержал - но он рядом с нами - его можно постепенно обновлять.

Ветер мешал бы сильно при старте между Солнцем и объективом - от Солнца он сильнее, чем от объектива.

[Mase]

Так. Значит на кораблике есть парус. Если парус неотражающий, то он ловит импульс от луча прожектора и его энергию, то есть еще и печка дармовая получается
А если отражающий, то импульс удваивается - так? - но энергию не получаем, и надо еще думать, чтобы исходный рефлектор не сдувало обратным лучом от паруса корабля - луч же будет долго добавляться к солнечному давлению.
И стартовать надо не с той же стороны Солнца, чтобы давление солнечного ветра не препятствовало давлению подсветки.
Правильно ли я уловил нюансы?

Сам парус не обязательно иметь такой же большой как и диаметр луча. Большой диаметр луча лишь для низкой диффракционной расходимости.

Это понятно Можно сразу разгонять несколько кораблей даже

Про Солнечный ветер не думал. Но он угаснет с расстоянием также как 1/R² - он не фокусируется объективом. Главное Сам объектив бы выдержал - но он рядом с нами - его можно постепенно обновлять.

Ветер мешал бы сильно при старте между Солнцем и объективом - от Солнца он сильнее, чем от объектива.

Объектив кстати не обязательно вплотную ставить в Солнцу - можно и в 150 км, на таком же расстоянии как и Земля, тогда будут все оценки интенсвности света, близкие к тому, что наблюдаем на Земле, ну а Солнечный ветер уже будет послабже, хотя настолько же слабже как и солнечное излучение и то и другое упадет в одинаковое число раз.
Расстояние от Солнца до объектива надо оптимизировать в общем.