Техническая возможность межзвёздных перелётов

[bob]

"Воздухозаборник" на звездолёте для межзвёздного водорода начнёт энергетически "окупаться" только на релятивистских скоростях. Чем разгоняться до их достижения? Межзвёздный газ очень разрежен. И, даже, допустим, мы их достигли. Как в этом случае аккумулировать и использовать водород? Он превратится в энергичный встречный поток частиц, как в ускорителе, крайне опасный для любого устройства. (Реплика в сторону. Где-то у Шкловского был расчёт минимального диаметра "термоядерного воздухозаборника" для старта с нуля относительной скорости. Получилось около 700 километров ширины для современных технологий.)

[vsevolodson]

  На Земле не добывается такого кол-ва лития , а если это запустят - повредится озоновый слой .

никто и не собирается добывать столько лития на Земле, так же как и запускать с неё

Добыть в космосе - ещё большая проблема , нужно будет переработать несколько кубических километров богатой литием руды !

Никто и не собирается лететь к другим звёздам раньше, чем удастся это сделать. До тех пор удастся запустить только мелкие автоматические зонды вроде Дедала. Астероиды/кометы/спутники, бесплатная солнечная энергия - в помощь.

Кроме этого в этом варианте полёт будет " в один конец " . Нехорошо решать проблему , заменив её другой , только более утончённой .

А чем плохо лететь в один конец? Добровольцы найдутся. Это же колонизация.

[vsevolodson]

"Воздухозаборник" на звездолёте для межзвёздного водорода начнёт энергетически "окупаться" только на релятивистских скоростях. Чем разгоняться до их достижения? Межзвёздный газ очень разрежен. И, даже, допустим, мы их достигли. Как в этом случае аккумулировать и использовать водород? Он превратится в энергичный встречный поток частиц, как в ускорителе, крайне опасный для любого устройства. (Реплика в сторону. Где-то у Шкловского был расчёт минимального диаметра "термоядерного воздухозаборника" для старта с нуля относительной скорости. Получилось около 700 километров ширины для современных технологий.)

Можно упреждающе ионизировать газ, отбирая часть мощности двигателя и загребать магнитным полем. Вблизи Солнца должно быть проще разогнать такое, т.к. у нас есть плазменный ветер от Солнца. Ну а вообще прямоточники, конечно, годятся только для межгалактических перелётов. Интересно, что при этом общее время пути внутри корабля долетевшего до галактики Андромеды может быть меньше, чем общее время полёта к Сириусу на замкнутых термоядерных паровозах.

[makishima]

Интересно, что при этом общее время пути внутри корабля долетевшего до галактики Андромеды может быть меньше, чем общее время полёта к Сириусу на замкнутых термоядерных паровозах.

Аппетиты ваши растут прямо на глазах - еще внутрисистемных полетов в помине нет, а вы за межзвездный взялись, а теперь вам и этого мало - соседнюю галактику подавай. Когда летим на край вселенной? 

Ну, а если серьезно, имхо само словосочетание темы, куда перенесли последние сообщения представляет собой оксюморон. Просто вдумайтесь: звездолёт на сегодняшних физ. принципах! Эта словесная конструкция опровергая сама себя!

Ладно, вот мой рецепт звездный путешествий (и экспансии заодно) исключительно на сегодняшних физ. принципах.

1. "Субсвет нам не светит" (с) А значит лететь будем "пешком", без надрыва и трудовых подвигов типа "догоним и перегоним".
2. Лететь придется долго, поэтому живой экипаж и тем более действующая полноразмерная экосистема отменяются.
3. Т.к. действия автоматики контролировать некому, экспедиция будет "неприцельной" - просто куда глаза смотрят.
4. Автоматика в процессе полета просто будет по возможности анализировать встречающиеся системы на перспективность.
5. Разгоняться аппарат будет ионником.  Рабочего тела взять нужно побольше, но без фанатизма, не кубические километры.
6. Энергия от привычного нам радиоактивного распада. Выскребем весь запас расщепляющих материалов Земли для такого важного дела. Топливо реакторов придется менять часто, а полет длиться миллионы лет, так-что жадничать нельзя.
7. Когда аппарату встретится перспективная система - он тормозится, ложится на орбиту вокруг звезды и приступает к полномасштабным исследованиям системы. Если после этого, система все еще кажется перспективной - начинается освоение.
8. Экипаж, а точнее десант для экспансии все-таки будет ...в виде генетического материала в танках высшей защиты. Первыми культивируются анаэробные бактерии и засеваются в океан подходящей планеты. Далее по списку и так очень долго (опять-таки миллионы лет), пока не будет создана нормальная экосистема.
9. Когда планета готова к появлению людей - выращиваются и они. И высаживаются.
10. Все, аппарат готов продолжить миссию человеческой экспансии - он опять разгоняется и уходит искать другие подходящие системы.

Вы спросите, а что же с людьми на планете? А то же самое. Т.к. наставников и воспитателей толковых им организовать нереально, первые люди вырастут дикими. Но рано или поздно, через несколько десятков тысяч лет они построят свою высокоразвитую цивилизацию. Изобретут колесо, MP3-плеер и попкорн, и будут изобретать тысячи теорий о происхождении человека, а также о том, как бы распространить себя в космос.

[gans2]

Т.к. энерговыделение бороводорода почти точно такое же, как при расщеплении урана, и при всём этом запасы тория превосходят запасы урана и бора вместе взятые, то вместо бороводорода всё же проще использовать торий (в качестве топливного сырья, кстати хранить торий тоже намного проще). Пусть это будет форсажная утилизация нейтронов ураном-233 Тяга точно будет куда больше чем в Вивернджете.

Вот почему как не разбирается в процессе, так лезет прожэкты рисовать. Как может быть больше тяга, а особенно Уи, с ураном он в 10 раз тяжелей по весу ядра, чем бор. А нейтроны уже ни не страшны....

[vsevolodson]

Эта словесная конструкция опровергая сама себя!

вовсе нет. вы говорите достаточно уныло и неинтересно

1. "Субсвет нам не светит" (с) А значит лететь будем "пешком", без надрыва и трудовых подвигов типа "догоним и перегоним".

10..20 Мм/с - некий оптимум для термоядерных двигателей

2. Лететь придется долго, поэтому живой экипаж и тем более действующая полноразмерная экосистема отменяются.

почему же? пусть себе живёт своей жизнью. к тому же надо чтобы регулярно кто-то всё починял.

5. Разгоняться аппарат будет ионником.  Рабочего тела взять нужно побольше, но без фанатизма, не кубические километры.

где же столько энергии взять? наверное оптимально извлекать из ядерной реакции? а  отработанное топливо (кубические километры для такой мощности всё равно получатся) волочить с собой?

Первыми культивируются анаэробные бактерии и засеваются в океан подходящей планеты. Далее по списку и так очень долго (опять-таки миллионы лет), пока не будет создана нормальная экосистема.
9. Когда планета готова к появлению людей - выращиваются и они. И высаживаются.
10. Все, аппарат готов продолжить миссию человеческой экспансии - он опять разгоняется и уходит искать другие подходящие системы.

Вы спросите, а что же с людьми на планете? А то же самое. Т.к. наставников и воспитателей толковых им организовать нереально, первые люди вырастут дикими. Но рано или поздно, через несколько десятков тысяч лет они построят свою высокоразвитую цивилизацию. Изобретут колесо, MP3-плеер и попкорн, и будут изобретать тысячи теорий о происхождении человека, а также о том, как бы распространить себя в космос.

но тут более-менее согласен. хотя с дикостью, мп3-плеерами и миллионами лет - нет

[vsevolodson]

Вот почему как не разбирается в процессе, так лезет прожэкты рисовать. Как может быть больше тяга, а особенно Уи, с ураном он в 10 раз тяжелей по весу ядра, чем бор. А нейтроны уже ни не страшны....

что там, что там - менее 1 Мэв/нуклон. энерговыделение в расчёте на еденицу массы одинаковое.. у бороводорода нейтроны тоже вылетают, хотя меньше и не такие энергичные, но зато с ураном можно в принципе соорудить более мощный двигатель (например импульсный), чем бороводородный пробкотрон, сжигающий грамм в час

[gans2]

Чем тяжелее масса атома отбрасываемого вещества, тем ниже удельный импульс. В идеале отбрасывать надо протоны. Альфа частица оптимум. Все остальное  - экспоненциально хуже.

[vsevolodson]

Хм, почему-то для меня это вовсе не очевидно. Всё же уран хранить (в виде тория) и использовать значительно проще.

2. Лететь придется долго, поэтому живой экипаж и тем более действующая полноразмерная экосистема отменяются.

Когда в школе по физике проходят тему "диффузия" в начальных классах, часто рассказывают об опыте, когда-то поставленном. Он выглядел так: взяли две плитки - медную и свинцовую, положили одну сверху на другую и оставили в "тёмном холодном месте". Через N лет посмотрели и обнаружили что плитки "срослись" и проникли друг в друга на небольшое расстояние - "диффундировали".
Вы представляете что будет с ДНК живых организмов, эмбрионы которых хранились в "тёмном и холодном месте"  в течение тысяч или более лет? Вы вообще знаете зачем живые существа умирают? Или что такое "апоптоз", например? Радиация (небольшого фона - не избежать) и квантовые флуктуации просто размажут любые "замороженные" клетки и гены за такое время, даже если всё это хранить при абсолютном нуле температуры. Вместо генетического материала и эмбрионов, долетев до чужой звезды вы получите органическую кашу, абсолютно неспособную к воспроизводству. Вы забыли про Мудрость Природы, которая всё предусмотрела и реализовала постоянное обновление жизни и продолжение рода наиболее "удавшимся" особям.
Возникает впечатление что некоторые участники пересмотрели дешёвой фантастики, где люди летят к звёздам в кабинке квазишаттла в срок меньше своей жизни, или спят многие годы в течение полёта. Человеческий эгоизм ("если я отправлюсь к другой звезде, но не доживу до её достижения - то проект такого звездолёта плохой, он летать не будет") - очень любит такие фильмы и подогревается ими, в ущерб развитию более реалистичных схем экспедиций.

[NIK-KULE]

  Ранее говоря о 100 000 т. топлива ( водород ) я не сильно загнул .    
Это для Альфы Центавра будет лететь 140 лет . Для более интересных звёзд (например Бета Южной Гидры 21 св. лет ,G0 ,светим. 6 )- 700 лет ..Не сможет пережить так долго машина !  Необходимо разогнаться сильнее .
   Сейчас никто не удивляется что люди ходили по Луне , хотя хим. двигатель имеет скорость истечения - 3 км/сек . Для возврата с Луны надо набрать более 15 км .      Так вот звездолёт , имея 10 000 км/сек истечения вполне может разогнаться и до 50 000 км/сек .Учитывая невесомость и вакуум его конструкция будет совершеннее современных ракет . На нижних ступенях звездолёта , весом в десятки тыс. -водородные баки . На верхних - небольшие отсеки более дорого топлива - гелий-3 сдейтерием . Мне больше нравится одностуенчатый вариант лёгкого бака с большой массой водорода и с заправкой водородом у звезды- цели .
  Кто умеет считать - пусть посчитает , при каком конструктивном совершенстве можно разогнать звездолёт ( отношение веса топлива к конструкции ) для импульсного термоядерного .... Может оказаться что 100 000 т и не надо .

[vsevolodson]

  Ранее говоря о 100 000 т. топлива ( водород ) я не сильно загнул .

Вопрос в том как сжигать водород. Вы так и не ответили

Не сможет пережить так долго машина !  Необходимо разогнаться сильнее .

Поэтому я и говорил что периодически надо будет ремонтировать, возможно даже иногда останавливать на некоторое время двигатели и делать "капремонт" прямо в пути. Это требует большого груза инструментария и экосистемы для постоянного и нормального "функционирования трудящихся". А разгоняясь слишком сильно вы обретёте проблемы с сопротивлением среды. Прогорит ваш звездовоз как метеор в ионосфере - и всё. Тогда нужен массивный щит. Но лучше лететь медленнее и брать больше экосистемы, чем дохлого щита. Бортовая экосистема - очень важный компонент для колониальной экспедиции. Как я уже говорил не раз, подходящую планету надо будет ещё чем то заселять. Иначе - обречены на вымирание.

Мне больше нравится одностуенчатый вариант лёгкого бака с большой массой водорода и с заправкой водородом у звезды- цели .
  Кто умеет считать - пусть посчитает , при каком конструктивном совершенстве можно разогнать звездолёт ( отношение веса топлива к конструкции ) для импульсного термоядерного .... Может оказаться что 100 000 т и не надо .

Я полагаю что каждый свою ценную идею должен считать самостоятельно
Если использовать твёрдое топливо - то и баков/ступеней - не надо вовсе. Достаточно просто навалить кучу впереди звездовоза (дешево и сердито), которая к тому же будет защищать собственно транспорт. Именно поэтому "я за" гидрид лития (тоже дешевый и сердитый), который можно потихоньку плавить избытками тепла и стравливать в камеры сгорания. Т.е. мы ещё и рабочее тело для системы охлаждения получаем заодно.

[NIK-KULE]

   Höðr это я у Вас спросил про недостаток водорода ! " Свою идею сами считайте " .... Имейте ввиду что всё новое это хорошо забытое старое . Есть проекты импульсных термоядерных ракет , разгоняющихся до скорости 0,5 световой и весом не более 7 000 т.
  Да вот только не мои .

[vsevolodson]

   Höðr это я у Вас спросил про недостаток водорода ! " Свою идею сами считайте " .... Имейте ввиду что всё новое это хорошо забытое старое . Есть проекты импульсных термоядерных ракет , разгоняющихся до скорости 0,5 световой и весом не более 7 000 т.
  Да вот только не мои .

Не понял - не я ведь предлагаю водород жечь, а вы.

[NIK-KULE]

   Гидрид лития не такой - уж дешёвый , если Вы предлагаете космонавтам отращивать бороды сотнями лет и ремонтировать двигатель молотком без ручки .

[vsevolodson]

Гидрид лития-7 дешевле чем и торий, и дешевле чем уран, и бороводород, и дейтерий, и гелий-3
Чтобы бороды и отрастающие волосы в работе не мешали, можно заплетать их в косички, как это делали викинги, покорявшие Исландию, Гренландию и Северную Америку
А ручку для молотка можно всё-таки взять с собой на звездовоз

[NIK-KULE]

Чем тяжелее масса атома отбрасываемого вещества, тем ниже удельный импульс. В идеале отбрасывать надо протоны. Альфа частица оптимум. Все остальное  - экспоненциально хуже.

  Вопрос . Возможно-ли разогнать електромагнитным полем продукты термояда после микровзрыва до более высоких скоростей истечения . Каким-нибудь пинч-эффектом  ?
  Кстати , пилотов не обидно запустить на 100 лет , с условием что их может подобрать в пути более современное средство транспорта , летящее туда-же .

[vsevolodson]

Почти готовы расчёты, предварительно:
полная стартовая масса: ~500 млрд тонн
конечная масса груза: ~74 млрд тонн
максимальная скорость: 12 Мм/с (~0,4% c)
средняя скорость: 10 Мм/с (~0,33% c)
длительность полёта: 3000 лет (из них 500 лет разгона + 500 лет торможения)
дальность: 10 световых лет (~3,07 пк)
кол-во двигателей: 60, "выстроены специальной хитрой конструкцией"
частота импульсов: разгон=100 Гц, тормоз~40 Гц
мощность импульса: ~15 килотонн т/э
суммарная мощность двигателей: разгон~915 мегатонн/с, тормоз~360 мегатонн т/э за секунду
размеры кораблика: диаметр 10 км, длина - 5..8 км

вот так паровоз получился...

[NIK-KULE]

   Это наверное шутка . Не - не-не , я так не играю .
  Где-же есть столько лития . Звездолёт , даже пилотируемый будет в миллион раз легче .

[AlexOrex]

Почти готовы расчёты, предварительно:
полная стартовая масса: ~500 млрд тонн
конечная масса груза: ~74 млрд тонн
максимальная скорость: 12 Мм/с (~0,4% c)
средняя скорость: 10 Мм/с (~0,33% c)
длительность полёта: 3000 лет (из них 500 лет разгона + 500 лет торможения)
дальность: 10 световых лет (~3,07 пк)
кол-во двигателей: 60, "выстроены специальной хитрой конструкцией"
частота импульсов: разгон=100 Гц, тормоз~40 Гц
мощность импульса: ~15 килотонн т/э
суммарная мощность двигателей: разгон~915 мегатонн/с, тормоз~360 мегатонн т/э за секунду
размеры кораблика: диаметр 10 км, длина - 5..8 км

вот так паровоз получился...

Внушительно! Да, с таким багажом можно и о терраформации подумать 
Только 10 Мм/с - это 3,3% с, а не 0,33%, так что пролететь 10 св. лет можно всего за 300 лет!

[vsevolodson]

  неделями считал и пересчитывал и сделал такую дурацкую ошибку

PS
нашёл ошибку - скорость везде в 10 раз меньше, т.е. макс 1,2 Мм/с

PSPS
нашёл ещё кучу ошибок