Техническая возможность межзвёздных перелётов

[Ruslan_Sharipov]

Т.е. в буратин Дайсона-Шарипова. Тысячи лет болтаться как пенёк с глазами в вакууме с метаболизмом уровня дерева - это как раз то, о чём мечтает каждый!

Что же делать если кругом так много вакуума и так мало всего остального. Если кому нравится метаболизм бабочек-однодневок, те остаются дома со своим метаболизмом.

[Rattus]

Что же делать если кругом так много вакуума и так мало всего остального.

Пролетать мимо не задерживаясь. По возможности - в режиме гибернации. И всё.

[Ruslan_Sharipov]

Пролетать мимо не задерживаясь. По возможности - в режиме гибернации.

Существо, не способное освоить жизнь в вакууме в окрестностях своей планеты, не сможет строить дальнемагистральные космические корабли. Да и возить гибернирующее ничтожество на дальние расстояния - слишком много чести, ибо вряд ли где найдутся такие условия, в которых оно способно жить, и если даже где-то и найдутся, то вряд ли присутствие данного ничтожества там необходимо.

[Проходящий Кот]

Как говорил Раскольников-Достоевский:"Я тварь дрожащая или право имею."

[Rattus]

Но Дайсон никаких буратин типа Homo vacuumus не предлагал, так шо это поклёп на энтого уважаемого т-ща недавно почившего в обозе

Дайсон предлагал буратин обыкновенных - фотсинтезирующих, раскидистых и немобильных. Только в вакууме. Что в общем не противоречит термодинамике реальных биосистем (хотя в деталях может ещё вылезти масса проблем сомнительной решаемости). Ну а то, что тут регулярно предлагает наш собеседник - по реалистичности как раз и соответствует ходящей и осмысленно говорящей цельнодеревянной кукле.

На единороге же. Какие кони.

Упоминание "скачки на единороге" содержит в себе некую аллюзию на сексуальные действия...

Вот и выросло поколение, не видевшее https://youtu.be/SOc0xO8qwSY?t=71

Существо, не способное освоить жизнь в вакууме в окрестностях своей планеты, не сможет строить дальнемагистральные космические корабли.

Главное в это уверовать. А также забыть про экспериментальную работу покойного Дайсона.

Да и возить гибернирующее ничтожество на дальние расстояния - слишком много чести, ибо вряд ли где найдутся такие условия, в которых оно способно жить

Пока нет данных по составу атмосфер землеподобных экзопланет, никакие "вряд ли" тут не катят.

если даже где-то и найдутся, то вряд ли присутствие данного ничтожества там необходимо

Безусловно - ВАше мнение очень важно будет для потомков о том, где им следует селиться.

[crazy_terraformer]

Дайсонтрии, mea culpa!

На единороге же. Какие кони.

Упоминание "скачки на единороге" содержит в себе некую аллюзию на сексуальные действия...

Вот и выросло поколение, не видевшее https://youtu.be/SOc0xO8qwSY?t=71

Товарищ явно не в теме, может он даже на стуле ни скакал, не то что на игрушечной лошадке...

[равлик]

На расстоянии r от Солнца размещается зеркальный парашют площадью S массой m. На него действует давление солнечного света p. При отсутствии орбитального движения он будет притягиваться к Солнцу с силой F, зависящей от размера и его поверхностной плотности.

Получается технически реализуемая толщина h парашюта плотностью ρ около микрона синтетического полимера для прочности с алюминиевым напылением 0,1 мкм для наилучшего отражения солнечного света. При этом толщина парашюта не зависит от расстояния до Солнца.
За счёт вращения вокруг своей оси, давления света и правильно подобранных стяжек этот зеркальный парашют приобретёт параболическую форму и будет концентрировать солнечный свет в фокус, где располагается газовый лазер низкого давления с оптической накачкой. Простые газы прозрачны для солнечного света, поэтому используются в лазерах с накачкой электрическим разрядом. Но многие органические вещества могут поглощать солнечный свет и излучать на узкой длине волны. Большой размер лазера позволяет использовать вещества с очень малым парциальным давлением.
Максимальная мощность лазера ограничена его нагревом. Охлаждение в вакууме происходит только за счёт излучения, которое ограничивает максимальную поверхностную плотность мощности освещения лазера, КПД которого много меньше 1, а значит почти весь солнечный свет будет идти на нагрев. Полиимиды выдерживают температуру до ~600 К, значит допустимая мощность облучения составляет ~7 кВт/м².
Итоговая мощность ограничена отношением длины l к диаметру d. Учитывая КПД десяток процентов, итоговая мощность приблизительно  l / d • 1 кВт/м², что в l / d раз больше хромосферного лазера.

Задаваясь конечной скорость v рассчитываются требования к количеству лазеров N. Что определяется удельной по площади S мощности P облучения (длиной волны λ) лазерного диэлектрического (толщиной h=λ/4) паруса (определяющего ускорение, предполагая массу паруса половину от всего корабля и попадания на парус половины мощности лазеров) и диаметра излучателя d (определяющего минимально возможный угол α расхождения из-за дифракции, чтобы половина мощности лазеров попала на парус, имеющий в начале диаметр не больше лазера).

Получается важный вывод. При использовании солнечного парусного лазера совершенно неважно насколько маленький корабль, размеры лазера от этого не зависят! Но диаметр лазера ограничивает диаметр паруса и полезную массу корабля сотни кг/км². Например чтобы получить треть скорости света нужно тысячу солнечных парусных лазеров диаметром 10 км и длиной 100 км как для запуска для корабля на 10 тонн, так и для микрозондов.

Солнечный ветер имеет скорость v и плотность ρ_в на расстоянии r от центра Солнца. Протоны солнечного ветра имеют небольшую энергию до 2 кэВ, а значит они полностью будут поглощаться даже тонким парусом, испаряя его нановзрывовами при попаданиях протонов в металл с удельной по массе энергией испарения L порядка 100 МДж/кг. В результате он портит солнечный парус толщиной h плотностью ρ_п со скоростью

Учитывая толщину паруса солнечного лазера доли микрона, он должен находится на порядки дальше орбиты Земли, чтобы мог долго работать. Возможно скорость испарения будет меньше за счёт обратного осаждения испарившегося алюминия на большой парус. Чем больше задана скорость корабля, тем дольше происходит ускорение, а значит дольше должен прослужить парус иначе лазер выключится раньше, чем разгонит корабль. Алюминиевый парус орбитального лазера становится расходным материалом, который должен устанавливаться перед каждым разгоном межзвёдного корабля с лазерным парусом, а между ними лазер должен летать по орбите.
На орбитах десятки а.е. время падения лазера без орбитальной скорости или изменение направления оси его зеркала относительно солнечных лучей при наличии орбитального движения будет длиться годами, значит специально разгонять или тормозить лазер не нужно. Учитывая изготовление его из органики, то он может без разгонов и торможений делаться из комет за орбитой Нептуна.
Но с алюминием там проблемы, его нужно добывать на каменных астероидах, перерабатывать и доставлять. Даже найдя каменные астероиды недалеко (несколько лет доставки) от строительства лазера, основной проблем становятся затраты на обогащение алюминия из его оксида. Энергозатраты могут уменьшится за счёт использования водорода для восстановления, который также с малыми энергозатратами может быть получен из метана и аммиака комет, нагреванием концентрированным солнечным светом, для получения которого тоже понадобятся большие алюминиевые зеркала...

[Ый]

Получается технически реализуемая толщина h парашюта плотностью ρ около микрона синтетического полимера для прочности с алюминиевым напылением 0,1 мкм для наилучшего отражения солнечного света.

Нереализуема технически.

За счёт вращения вокруг своей оси, давления света и правильно подобранных стяжек этот зеркальный парашют приобретёт параболическую форму и будет концентрировать солнечный свет в фокус, где располагается газовый лазер низкого давления с оптической накачкой.

Как всё это реализовать? Ну, фантазёты.

[MenFrame]

Протоны солнечного ветра имеют небольшую энергию до 2 кэВ, а значит они полностью будут поглощаться даже тонким парусом, испаряя его нановзрывовами

Энерговыделение протона на пике Брэга конечно большое, но не думаю что речь может идти о микровзрывах. При таком сценарии пыль в солнечной системе сожрала бы эрозия, чего очевидно не наблюдается.

[Фантазер]

  Всё это чрезвычайно сложно ,страшно дорого и требует невероятно много энергии.
 ИМХО нужен другой путь.
 Где-то здесь есть тема про макроны,собственно тот же путь,но с применением  ускорителей и микрочастиц ,опять же для ускорения МЗ(межзвёздный зонд).И опять же с гигантскими потерями энергии.
И здесь же была тема предлагающая использовать эти самые макроны для самосборки МЗ .Вместо тьмы лазеров тьма ускорителей,подсветка в радиодиапазоне с цепочки станций в пределах СС дает энергию для сборки из макронов достаточно крупных "кусочков способных к дальнейшей самосборке.И сборка эта будет осуществляться под контролем и управлением тех же станций.
Таким образом можно обойти Чудовищные потери энергии на разгон МЗ и расхождение луча.и возможно создавать не только МЗ но и звездолёты формируя внутри них и экипаж.И всё ,что из атомов.

[alex_semenov]

  Всё это чрезвычайно сложно ,страшно дорого и требует невероятно много энергии.
ИМХО нужен другой путь.

Вопрос - для чего?
Я практически не сомневаюсь что лазерный парусный привод СО ВРЕМЕНЕМ займёт свою нишу. Но не сразу.

Что могу сказать по поводу работы Равлыка? Мне нравится. Что-то там есть. Одно но. Там ничего нет про фокусировку.  Это еще одна головная боль концепции. И чуть ли не главная. Димаетр апертуры. Либо линзы либо синтезированной апертуры.
Я в своё время, пересмотрев море разных концептов астросооружений остановился на гравицапе, как на наиболее компактной. То есть далеко в Койпере (где нет серьезных граввозмущений) преобразуем подходящее каменное тело диаметром ~ 200 км в тепловую машину, пустотелую в основом, диаметром ~ 3000 км. Его поверхность - радиатор. Нагреватель в ядре - КВС на дейтерии. Мощность как вся цивилизация I-го типа по Кардашеву. Один полюс тела (с циклопической опорный конструкцией) - синтезированая апертура диаметром в ~ 1000 км. Этакая "звезда смерти". С помощью такой штуки можно запускать паруса в самом разном направлении массой по ~ 50 000 тонн (половина - парус, половина сам межзвездный корабль, парус после разгона не нужен) со скоростью 0.5с.
Проект Равлика - конкурент моему. Есть еще ряд подобных. Все они в чем-то лучше в чем-то хуже. Надо вникать в детали и обстоятельства.
Но моё мнение что такой подход  - не первоочередной.
Хотя могу и ошибаться.

[Ulkolainen]

Вот сначала подтвердите доподлинно , что этот парадокс реально соблюдается, а не является гипотезой на основе неопределенных исходных данных...

Стесняюсь спросить: а как Вы себе представляете соблюдение парадокса?
Он же на то и Парадокс, что пара как бы верных по отдельности исходных положений вступает в противоречие меж собой. Когда и если будет доказано (в т.ч. эмпирическим путем), что одно из них ошибочно - Парадокс исчезнет.

С поверхности нашего Солнца скорость убегания из системы 618 км/с; с радиуса земной орбиты 35,3 - разница на один порядок.

Речь не о побеге с поверхности Солнца...  При разгоне часть энергии уйдет на преодоление гравитационной ямы...

А при побеге она уйдет на взятки ангелам-охранителям.
Мы собс-но разницу чего именно взялись сравнивать?

[foxjony]

Как всё это реализовать? Ну, фантазёты.

Только фантазеры двигают прогресс.

Проект Равлика - конкурент моему. Есть еще ряд подобных. Все они в чем-то лучше в чем-то хуже. Надо вникать в детали и обстоятельства.

Меня больше интересует дальняя космическая связь, нежели полеты в неизвестность.

Межзвёздная связь
https://drive.google.com/file/d/1v-MS0zd4NUwOk0kB8KNEsVzWEjRQOZZj/view?usp=drive_link

[Алексей Николаевич.]

Начитался.
Ну,не впечатляет.
Счас по быстрому накину идею.
Берём астероид покрепче.
Желательно слегка вытянутой формы.
Строим в нём с одного конца,на глубине пару сотен метров всё что нужно для многодесятилетнего существования экипажа.
С другого конца высверливаем дыру.
Внутри неё взрываем термоядерные заряды с частотой, приемлемой,(может и с пулемётной).
Получаем реактивную струю из испарившейся внутри дыры части астероида.
Для манёвра,ещё пару таких туннелей поменьше,направленных в три стороны,(вроде рулевых двигателей,но того же принципа).
И вменяемые технологии и неплохая скорость,получаемая после пары лет разгона.
Посчитать хорошо бы,насколько нужен большой астероид,чтобы с запасом хватило вещества для долгого расхода на рабочее тело, и толщины для защиты и прочего.
Под поверхностью глубиной 300 метров и защитить от опасностей космоса проще,(типа пыли,камней,жёстких излучений и прочего)...
Интуиция говорит,что это проще реализовать чем сотни километров парусов толщей 300 метров или гигатонных бандур,которые и построить то материала не хватит,как и лазеров мощностью больше чем вся энергетика Земли,которыми ещё и попасть надо в точку за десять световых лет...
Размеры необходимого астероида после расчета уточнить можно,может и уменьшить получится.
В случае чего,можно сие изделие в меньших масштабах для полётов по системе испытать с обычными микроядерными взрывами,главное используется принцип не нарушающий законы Природы,обычный реактивный.
Возможно это давно придумано,описано.
Но не читал именно о использовании астероидов и тяге из испаряемого в большом туннеле вещества самого астероида...

[Mercury127]

уже проходили, в теме по дрыгателям.

[BlackEric]

А теме то уже 21 год был.

За это время широко распространилась мобильная связь и интернет и во много раз выросли мощности компьютеров. У меня сейчас дешевый телефон мощнее, чем был в 2002 хороший компьютер.
Были открыты гравитационные волны, бозон Хиггса и множество экзопланет. И даже ракеты стали частично многоразовыми. А вот к межзвездным перелетам мы не ближе, чем когда было написано первое сообщение в этой теме...

P.S. Еще одной из проблем космического лифта является то, что орбита спутников будет пересекаться с его тросом.

[Алексей Николаевич.]

А вот к межзвездным перелетам мы не ближе, чем когда было написано первое сообщение в этой теме...

Согласен.
Но добавлю парадокс.
Думаю,даже полетев уже к ближайшим звёздам,не перестанут думать над проблемами.
Может даже больше станут этим заниматься.
Я имею в виду,искать новые принципы.
И возможно!
Возможно старая фантастика кого то натолкнёт на идею...

[PostAlien]

Но ничто из этого не лечится одним единственным средством

Ясное дело.

А о механизмах старения мы знаем, что они непреодолимы

Когда мы это узнали?

И знаем почему

И почему же?

[Kaiserfrogling]

Т.е. ГЭС - это вечный двигатель? Так и запишем.

Если следовать классическому определению Perpetuum Mobile - именно так!

А о механизмах старения мы знаем, что они непреодолимы. И знаем почему. Так что тут всё безнадёжно.

Вообще-то один любопытный вариант наука, под названием трансплантология, уже предложила - заменять старые и больные органы запчастями.
Замена больных органов уже спасла миллионы жизней, за что ей огромное спасибо.
С заменой старых органов запчастями пока облом... и возможно к лучшему! С определенной точки зрения, невелика разница между вампиром, ворующим жизнь других чтобы продлить свою, и "охотником за органами", ворующим органы с той же целью!

[PostAlien]

На расстоянии r от Солнца размещается зеркальный парашют площадью S массой m. На него действует давление солнечного света p. При отсутствии орбитального движения он будет притягиваться к Солнцу с силой F, зависящей от размера и его поверхностной плотности.

Получается технически реализуемая толщина h парашюта плотностью ρ около микрона синтетического полимера для прочности с алюминиевым напылением 0,1 мкм для наилучшего отражения солнечного света. При этом толщина парашюта не зависит от расстояния до Солнца.
За счёт вращения вокруг своей оси, давления света и правильно подобранных стяжек этот зеркальный парашют приобретёт параболическую форму и будет концентрировать солнечный свет в фокус, где располагается газовый лазер низкого давления с оптической накачкой. Простые газы прозрачны для солнечного света, поэтому используются в лазерах с накачкой электрическим разрядом. Но многие органические вещества могут поглощать солнечный свет и излучать на узкой длине волны. Большой размер лазера позволяет использовать вещества с очень малым парциальным давлением.
Максимальная мощность лазера ограничена его нагревом. Охлаждение в вакууме происходит только за счёт излучения, которое ограничивает максимальную поверхностную плотность мощности освещения лазера, КПД которого много меньше 1, а значит почти весь солнечный свет будет идти на нагрев. Полиимиды выдерживают температуру до ~600 К, значит допустимая мощность облучения составляет ~7 кВт/м².
Итоговая мощность ограничена отношением длины l к диаметру d. Учитывая КПД десяток процентов, итоговая мощность приблизительно  l / d • 1 кВт/м², что в l / d раз больше хромосферного лазера.

Задаваясь конечной скорость v рассчитываются требования к количеству лазеров N. Что определяется удельной по площади S мощности P облучения (длиной волны λ) лазерного диэлектрического (толщиной h=λ/4) паруса (определяющего ускорение, предполагая массу паруса половину от всего корабля и попадания на парус половины мощности лазеров) и диаметра излучателя d (определяющего минимально возможный угол α расхождения из-за дифракции, чтобы половина мощности лазеров попала на парус, имеющий в начале диаметр не больше лазера).

Получается важный вывод. При использовании солнечного парусного лазера совершенно неважно насколько маленький корабль, размеры лазера от этого не зависят! Но диаметр лазера ограничивает диаметр паруса и полезную массу корабля сотни кг/км². Например чтобы получить треть скорости света нужно тысячу солнечных парусных лазеров диаметром 10 км и длиной 100 км как для запуска для корабля на 10 тонн, так и для микрозондов.

Солнечный ветер имеет скорость v и плотность ρ_в на расстоянии r от центра Солнца. Протоны солнечного ветра имеют небольшую энергию до 2 кэВ, а значит они полностью будут поглощаться даже тонким парусом, испаряя его нановзрывовами при попаданиях протонов в металл с удельной по массе энергией испарения L порядка 100 МДж/кг. В результате он портит солнечный парус толщиной h плотностью ρ_п со скоростью

Учитывая толщину паруса солнечного лазера доли микрона, он должен находится на порядки дальше орбиты Земли, чтобы мог долго работать. Возможно скорость испарения будет меньше за счёт обратного осаждения испарившегося алюминия на большой парус. Чем больше задана скорость корабля, тем дольше происходит ускорение, а значит дольше должен прослужить парус иначе лазер выключится раньше, чем разгонит корабль. Алюминиевый парус орбитального лазера становится расходным материалом, который должен устанавливаться перед каждым разгоном межзвёдного корабля с лазерным парусом, а между ними лазер должен летать по орбите.
На орбитах десятки а.е. время падения лазера без орбитальной скорости или изменение направления оси его зеркала относительно солнечных лучей при наличии орбитального движения будет длиться годами, значит специально разгонять или тормозить лазер не нужно. Учитывая изготовление его из органики, то он может без разгонов и торможений делаться из комет за орбитой Нептуна.
Но с алюминием там проблемы, его нужно добывать на каменных астероидах, перерабатывать и доставлять. Даже найдя каменные астероиды недалеко (несколько лет доставки) от строительства лазера, основной проблем становятся затраты на обогащение алюминия из его оксида. Энергозатраты могут уменьшится за счёт использования водорода для восстановления, который также с малыми энергозатратами может быть получен из метана и аммиака комет, нагреванием концентрированным солнечным светом, для получения которого тоже понадобятся большие алюминиевые зеркала...

Я конечно адский некропостер, но у меня есть пара замечаний. Во-первых, если всё излучение концентрируется на лазер, то давление света на парус надо считать не как ньютон на ≈150 мегаватт, а как ньютон на 299792458 ватт. То есть поверхностная плотность вдвое ниже. Кроме того, считать мы должны поверхостную плотность не самого паруса, а его миделевого сечения. А у вогнутых конструкций площадь поверхности больше миделя. У полусферы, например, вдвое. В-третьих, отдача лазера. Если всё сконцентрированное излучение переходит в лазерное, то давление солнечного света и отдача лазера уравновесятся и конструкция неизбежно начнёт падать. Если КПД лазера 50%, а остальное – это равномерно излучение паразитное тепло, то вы должны уменьшить поверхностную плотность ещё вдвое. Хотя если КПД десяток процентов, то всё не так страшно. Кроме того, возможно, ситуацию можно подправить, если отражать паразитно тепло концентратором в сторону Солнца, создавая тем тягу. И, разумеется, мы должны включать в поверхностную плотность паруса массу не только самого паруса, но и остальных конструкций.