Ядерный Российский буксир для дальнего космоса

[Верный Союзник с Окинавы]

Оке, допустим у нас есть КК с бесконечным УИ и очень низкой тяговооружённостью и концепция "от радиации спасёмся скоростью".

Нужно менять скорость 4 раза: 

1 - у Земли для отлёта к Марсу

2 - у Марса для выхода на его орбиту.

3 - у Марса для отлёта к Земле.

4 - у Земли для выхода на её орбиту.

Ускорение возьму в 0,00002 м/с, что соответствует движку в 1 кг тяги и КК массой в 50 тонн.

Первый пункт проводится в магнитосфере Земле, тут норм с радиацией.

Второй и четвёртый пункт можно преодолеть только с тепловым щитом = масса = малая delta V = меньшая скорость полёта = хана концепции.

А вот с 3 пунктом вообще бяда. 1440 м/с delta V будут развиваться на протяжении 833 дней! И это вне магнитосферы Земли. Какая "защита через скорость", блджад?

[Верный Союзник с Окинавы]

монотопливо, как порох.

нене, там кислород образует эфирные мостики, -H2С-O-CH2-, т.е. это уже как бы частично "сгоревший" углерод, здесь нет высокоэнергетических связей, способных перегруппировываться с большим выделением энергии. у структурно близкого диметилового эфира энтальпия образования отрицательна, т.е. распадаться он должен с поглощением энергии, а не с выделением. просто видимо термодеструкция у сабжа происходит относительно "чистенько" и с выделением достаточного объема легких газов, типа
(-H2CO-)n => nH2 + nCO

Ну, т.е. это, условно, "паровой" двигатель? Как мне подсказывают остатки образования, то по закону сохранения энергия РТ в таком агрегате не может превысить поглощенной энергии излучения за минусом потерь. "Кипятить" РТ прямо в ядерном "котле" не проще? А то, что-то про КПД лазеров смутно припоминается, что оный копеечный.

Ну тык собственно поэтому такие прожекты остаются на бумаге - дичь она и есть дичь.

[Антикосмит]

Да этот АКЛРД по сути и есть в основном химический... просто с лазерным зажиганием... Или я что-то не так понял?

Мощный лазер приматывать к ядерному реактору имеет смысл только для одной цели - поджиг термоядерной реакции. Химии там делать нечего. Хотя может быть и другой вариант использовать лазер для создания сверхвысокотемпературной плазмы и за счет этого получать высокий удельный импульс. Газ греть не выйдет - слишком низкая плотность, а какой-нибудь полиоксиметилен или этилен может и прокатить. Но это если газовый лазер на углекислоте или угарном газе использовать.

Для справки КПД газовых лазеров на СО может доходить до 40%

[ExDi]

Ну, т.е. это, условно, "паровой" двигатель? Как мне подсказывают остатки образования, то по закону сохранения энергия РТ в таком агрегате не может превысить поглощенной энергии излучения за минусом потерь. "Кипятить" РТ прямо в ядерном "котле" не проще? А то, что-то про КПД лазеров смутно припоминается, что оный копеечный.

в меру моих предсталений - такая схема имеет смысл только если лазер внешний по отношению к ускоряемому аппарату. стоит себе на земле например и щелкает ему в зад..

[Inti]

монотопливо, как порох.

нене, там кислород образует эфирные мостики, -H2С-O-CH2-, т.е. это уже как бы частично "сгоревший" углерод, здесь нет высокоэнергетических связей, способных перегруппировываться с большим выделением энергии. у структурно близкого диметилового эфира энтальпия образования отрицательна, т.е. распадаться он должен с поглощением энергии, а не с выделением. просто видимо термодеструкция у сабжа происходит относительно "чистенько" и с выделением достаточного объема легких газов, типа
(-H2CO-)n => nH2 + nCO

Ну, т.е. это, условно, "паровой" двигатель? Как мне подсказывают остатки образования, то по закону сохранения энергия РТ в таком агрегате не может превысить поглощенной энергии излучения за минусом потерь. "Кипятить" РТ прямо в ядерном "котле" не проще? А то, что-то про КПД лазеров смутно припоминается, что оный копеечный.

Нет, не только паровой уж точно, скорее химический - но с высокой температурой детонации. 

Цитата из http://j.ioffe.ru/articles/viewPDF/9641

Наилучшие результаты по удельному импульсу реактивной отдачи Cm для λ = 10.6 µm показал полиоксиметилен, представляющий собой линейный полимер полиацетальной структуры (−CH2−O−CH2−)n с высокой поглощающей способностью C–O–C валентными колебаниями CO2-излучения. В составе полиоксиметилена содержится 53% кислорода — окислителя, и индуцируемая лазерным импульсом химическая реакция детонации вещества протекает с высоким тепловым эффектом Qdet ≈ 2700 kJ/kg. Такой тепловой эффект присущ веществам, относящимся к классу взрывчатых. 

---

Хотя ежели честно то мне кажется что такого типа двигатель всё же не произведёт революции, в ближайшее время уж точно. Лучше бы первый Нуклон полетел на реально существующих движках (электрических и если надо с химическим разгонником). 

Кстати о чисто паровом лазерном - это же реальный способ использовать неочищенный лёд с астероидов! 

[Inti]

Кстати, мощным лазером на орбите можно быстренько обнулить все спутники Старлинка, ггг.

[Антикосмит]

Забудьте про энергию химических связей. Всё дальнейшее развитие двигательных установок неизбежно будет идти по пути повышения скорости истечения плазмы в пределе со скоростью света. Лазер просто даёт возможность сконцентрировать значительную энергию в крохотной точке пространства и придать частицам мишени высокую энергию.

Пока мы не ушли от реактивного движения всё лимитируют запасы реактивной массы, а значит идти будут по пути её экономии, т.е. наращивания скоростей истечения.

[Inti]

Ну, т.е. это, условно, "паровой" двигатель? Как мне подсказывают остатки образования, то по закону сохранения энергия РТ в таком агрегате не может превысить поглощенной энергии излучения за минусом потерь. "Кипятить" РТ прямо в ядерном "котле" не проще? А то, что-то про КПД лазеров смутно припоминается, что оный копеечный.

в меру моих предсталений - такая схема имеет смысл только если лазер внешний по отношению к ускоряемому аппарату. стоит себе на земле например и щелкает ему в зад..

На Земле не получится потому что атмосфера луч таки рассеивает, зад должен быть метров 100 величиной. А с Луны или орбиты - должно работать. По этой же причине какому-нибудь Пересвету лучше базироваться на орбите или на Луне для работы по баллистическим ракетам и боеголовкам в верхних слоях атмосферы. Хотя лично я с трудом представляю мощность лазера для таких дел, но исключить не могу. Скажем очень короткий импульс с очень большой мощностью... что будет если он попадёт на боеголовку, даже гиперзвуковую в облаке плазмы?

[Верный Союзник с Окинавы]

Забудьте про энергию химических связей. Всё дальнейшее развитие двигательных установок неизбежно будет идти по пути повышения скорости истечения плазмы в пределе со скоростью света. Лазер просто даёт возможность сконцентрировать значительную энергию в крохотной точке пространства и придать частицам мишени высокую энергию.

Пока мы не ушли от реактивного движения всё лимитируют запасы реактивной массы, а значит идти будут по пути её экономии, т.е. наращивания скоростей истечения.

А в чём проблема просто взять больше реактивной массы?

[Inti]

Да этот АКЛРД по сути и есть в основном химический... просто с лазерным зажиганием... Или я что-то не так понял?

Мощный лазер приматывать к ядерному реактору имеет смысл только для одной цели - поджиг термоядерной реакции. 

Это легко (в теории). Сложнее сделать так чтобы взрыв шёл куда надо а не во все стороны. Вам сюда - ... серию экспериментов на новейшей установке по удержанию термоядерной плазмы с параметрами, пригодными для создания ракетного двигателя... - но у меня чуйка что для работы такого движка нужно будет иметь ОЧЕНЬ МОЩНЫЙ источник электричества для магнитов и лазеров, Окинава предложил бы просто солнечных панелей добавить и всего делов, но мне кажется что атомный реактор лучше бы справился.

[Антикосмит]

Забудьте про энергию химических связей. Всё дальнейшее развитие двигательных установок неизбежно будет идти по пути повышения скорости истечения плазмы в пределе со скоростью света. Лазер просто даёт возможность сконцентрировать значительную энергию в крохотной точке пространства и придать частицам мишени высокую энергию.

Пока мы не ушли от реактивного движения всё лимитируют запасы реактивной массы, а значит идти будут по пути её экономии, т.е. наращивания скоростей истечения.

А в чём проблема просто взять больше реактивной массы?

Во-первых её очень дорого выводить на орбиту
Во-вторых эту реактивную массу тоже нужно разгонять и тут всё равно упремся в вопрос эффективности.

    где  V — конечная скорость летательного аппарата;
    I — удельный импульс ракетного двигателя (отношение тяги двигателя к секундному расходу массы топлива);
    M 1  — начальная масса летательного аппарата (полезная нагрузка + конструкция аппарата + топливо);
    M 2  — конечная масса летательного аппарата (полезная нагрузка + конструкция аппарата).

Грубо говоря, вы сидите в лодке и вам нужно переплыть пруд. Что вы выберете один здоровенный булыжник, который можно кинуть один раз и медленно или лодку крупного щебня, который можно метнуть гораздо быстрее и много раз?

При этом, говоря уже о космических двигателях, при приближении к релятивистским скоростям у нас пойдет рост отбрасываемой массы, за счет накачки её энергией.

[Inti]

Забудьте про энергию химических связей. Всё дальнейшее развитие двигательных установок неизбежно будет идти по пути повышения скорости истечения плазмы в пределе со скоростью света. Лазер просто даёт возможность сконцентрировать значительную энергию в крохотной точке пространства и придать частицам мишени высокую энергию.

Пока мы не ушли от реактивного движения всё лимитируют запасы реактивной массы, а значит идти будут по пути её экономии, т.е. наращивания скоростей истечения.

А в чём проблема просто взять больше реактивной массы?

Кстати, можно сжигать лазером ваши любимые солнечные батареи и получать какой-никакой импульс, главное иметь атомный реактор для питания мощного лазера, ггг.

[Антикосмит]

Да этот АКЛРД по сути и есть в основном химический... просто с лазерным зажиганием... Или я что-то не так понял?

Мощный лазер приматывать к ядерному реактору имеет смысл только для одной цели - поджиг термоядерной реакции.

Это легко (в теории). Сложнее сделать так чтобы взрыв шёл куда надо а не во все стороны. Вам сюда - ... серию экспериментов на новейшей установке по удержанию термоядерной плазмы с параметрами, пригодными для создания ракетного двигателя... - но у меня чуйка что для работы такого движка нужно будет иметь ОЧЕНЬ МОЩНЫЙ источник электричества для магнитов и лазеров, Окинава предложил бы просто солнечных панелей добавить и всего делов, но мне кажется что атомный реактор лучше бы справился.

Других вариантов нет. На магниты можно тратиться поменьше, используя сверхпроводящие соленоиды.

Панели хороши около звезды, а в глубоком космосе им делать нечего.

[ExDi]

На Земле не получится потому что атмосфера луч таки рассеивает, зад должен быть метров 100 величиной.

ну зажигают же лазерами искусственные "звезды" высоко в атмосфере для обеспечения работы адаптивной оптики современных больших телескопов. здесь
https://лазер.рф/2017/09/13/5325/
утверждается, что на высоте 90 км диаметр светящейся области лазерной опорной звезды 1 м (при диаметре исходного лазерного пучка 30 см)

[Inti]

Да этот АКЛРД по сути и есть в основном химический... просто с лазерным зажиганием... Или я что-то не так понял?

Мощный лазер приматывать к ядерному реактору имеет смысл только для одной цели - поджиг термоядерной реакции.

Это легко (в теории). Сложнее сделать так чтобы взрыв шёл куда надо а не во все стороны. Вам сюда - ... серию экспериментов на новейшей установке по удержанию термоядерной плазмы с параметрами, пригодными для создания ракетного двигателя... - но у меня чуйка что для работы такого движка нужно будет иметь ОЧЕНЬ МОЩНЫЙ источник электричества для магнитов и лазеров, Окинава предложил бы просто солнечных панелей добавить и всего делов, но мне кажется что атомный реактор лучше бы справился.

Других вариантов нет. На магниты можно тратиться поменьше, используя сверхпроводящие соленоиды.

Панели хороши около звезды, а в глубоком космосе им делать нечего.

Вам бы сразу в в 22-й или 23-й век, да? Тут бы хоть что-то как-то куда-нибудь продвинуть со времени появления химических ракет. Если вёдра Маска так и останутся вершиной нашей  цивилизации - то это будет весьма печально.

[Inti]

На Земле не получится потому что атмосфера луч таки рассеивает, зад должен быть метров 100 величиной.

ну зажигают же лазерами искусственные "звезды" высоко в атмосфере для обеспечения работы адаптивной оптики современных больших телескопов. здесь
https://лазер.рф/2017/09/13/5325/
утверждается, что на высоте 90 км диаметр светящейся области лазерной опорной звезды 1 м (при диаметре исходного лазерного пучка 30 см)

Ну вот и прикиньте насколько он разойдётся на высоте 900 км. А миллион км?

[telekast]

монотопливо, как порох.

нене, там кислород образует эфирные мостики, -H2С-O-CH2-, т.е. это уже как бы частично "сгоревший" углерод, здесь нет высокоэнергетических связей, способных перегруппировываться с большим выделением энергии. у структурно близкого диметилового эфира энтальпия образования отрицательна, т.е. распадаться он должен с поглощением энергии, а не с выделением. просто видимо термодеструкция у сабжа происходит относительно "чистенько" и с выделением достаточного объема легких газов, типа
(-H2CO-)n => nH2 + nCO

Ну, т.е. это, условно, "паровой" двигатель? Как мне подсказывают остатки образования, то по закону сохранения энергия РТ в таком агрегате не может превысить поглощенной энергии излучения за минусом потерь. "Кипятить" РТ прямо в ядерном "котле" не проще? А то, что-то про КПД лазеров смутно припоминается, что оный копеечный.

Нет, не только паровой уж точно, скорее химический - но с высокой температурой детонации.

Цитата из http://j.ioffe.ru/articles/viewPDF/9641

Наилучшие результаты по удельному импульсу реактивной отдачи Cm для λ = 10.6 µm показал полиоксиметилен, представляющий собой линейный полимер полиацетальной структуры (−CH2−O−CH2−)n с высокой поглощающей способностью C–O–C валентными колебаниями CO2-излучения. В составе полиоксиметилена содержится 53% кислорода — окислителя, и индуцируемая лазерным импульсом химическая реакция детонации вещества протекает с высоким тепловым эффектом Qdet ≈ 2700 kJ/kg. Такой тепловой эффект присущ веществам, относящимся к классу взрывчатых.

---

Хотя ежели честно то мне кажется что такого типа двигатель всё же не произведёт революции, в ближайшее время уж точно. Лучше бы первый Нуклон полетел на реально существующих движках (электрических и если надо с химическим разгонником).

Кстати о чисто паровом лазерном - это же реальный способ использовать неочищенный лёд с астероидов!

Скорость детонации вроде именуется во взрычатом деле "бризантностью". Вряд-ли существуют вещества со скоростями в десятки км/сек. А ионник такие скорости может обеспечить. И КПД их достигает 60% согласно сведениям из популярной лит-ры. Так что ижея с лазерными взрывами, КМК, проигрывает.
Ядерный паровоз мысля довольно древняя, а вот грязный лёд использовать без очистки не получится, примеси, пыль это некислый абразив, ГВТ сьест в момент.
Меня, в свете той же радиационной защиты давно занимает вопрос, а не может ли чысокоэнергетический, высокоскоростной поток ионизированного газа явится такой защитой?  Типа ставим ионник с кольцевым соплом "в носЕ", по тянущей схеме, а жилой модуль получается окружен с зазором реактивной струей которая и будет "сдувать" некоторую часть частиц космического/солнечного ветра попутно еще и "эжектируя" его, увеличивая слегка тягу.

[ExDi]

Ну вот и прикиньте насколько он разойдётся на высоте 900 км. А миллион км

ну так менее 10 метров же - на 900 км. и это если не использовать для формирования самого луча адаптивную оптику..

есличо - я никоим образом не впечатлен этой идеей не думаю, что она будет реализована в каком-либо виде; мне просто представляется, что оптическая схема - не главная ее проблема

[telekast]

Забудьте про энергию химических связей. Всё дальнейшее развитие двигательных установок неизбежно будет идти по пути повышения скорости истечения плазмы в пределе со скоростью света. Лазер просто даёт возможность сконцентрировать значительную энергию в крохотной точке пространства и придать частицам мишени высокую энергию.

Пока мы не ушли от реактивного движения всё лимитируют запасы реактивной массы, а значит идти будут по пути её экономии, т.е. наращивания скоростей истечения.

А в чём проблема просто взять больше реактивной массы?

Во-первых её очень дорого выводить на орбиту
Во-вторых эту реактивную массу тоже нужно разгонять и тут всё равно упремся в вопрос эффективности.

    где  V — конечная скорость летательного аппарата;
    I — удельный импульс ракетного двигателя (отношение тяги двигателя к секундному расходу массы топлива);
    M 1  — начальная масса летательного аппарата (полезная нагрузка + конструкция аппарата + топливо);
    M 2  — конечная масса летательного аппарата (полезная нагрузка + конструкция аппарата).

Грубо говоря, вы сидите в лодке и вам нужно переплыть пруд. Что вы выберете один здоровенный булыжник, который можно кинуть один раз и медленно или лодку крупного щебня, который можно метнуть гораздо быстрее и много раз?

При этом, говоря уже о космических двигателях, при приближении к релятивистским скоростям у нас пойдет рост отбрасываемой массы, за счет накачки её энергией.

Для тяги энергетически выгоднее отбрасывать большую массу с меньшей скоростью, чем малую с большой, педальный вертолёт смогли оторвать от земли. Источник питания тоже чтото весит, а ядерный реактор будет весить афигеть сколько. И в отличии от рабочего тела его масса практически неизменна на протяжении всего полета. Так что придется искать какую-то середину. ИМХУ

[Верный Союзник с Окинавы]

Забудьте про энергию химических связей. Всё дальнейшее развитие двигательных установок неизбежно будет идти по пути повышения скорости истечения плазмы в пределе со скоростью света. Лазер просто даёт возможность сконцентрировать значительную энергию в крохотной точке пространства и придать частицам мишени высокую энергию.

Пока мы не ушли от реактивного движения всё лимитируют запасы реактивной массы, а значит идти будут по пути её экономии, т.е. наращивания скоростей истечения.

А в чём проблема просто взять больше реактивной массы?

Во-первых её очень дорого выводить на орбиту
Во-вторых эту реактивную массу тоже нужно разгонять и тут всё равно упремся в вопрос эффективности.

    где  V — конечная скорость летательного аппарата;
    I — удельный импульс ракетного двигателя (отношение тяги двигателя к секундному расходу массы топлива);
    M 1  — начальная масса летательного аппарата (полезная нагрузка + конструкция аппарата + топливо);
    M 2  — конечная масса летательного аппарата (полезная нагрузка + конструкция аппарата).

Грубо говоря, вы сидите в лодке и вам нужно переплыть пруд. Что вы выберете один здоровенный булыжник, который можно кинуть один раз и медленно или лодку крупного щебня, который можно метнуть гораздо быстрее и много раз?

При этом, говоря уже о космических двигателях, при приближении к релятивистским скоростям у нас пойдет рост отбрасываемой массы, за счет накачки её энергией.

Вот на во-первых можно и остановиться. Пока цена доставки груза на орбиту высока как сейчас, никаких потребностей в выбрасывании чего-то с релятивистской скоростью не будет.

Для всего, вплоть до колонизации ближайших планет хватит и химии и нормальных систем по заправке на орбите.

И если кидать ногами один здоровенный булыжник будет дешевле, чем покупать катапульту для метания щебня, то я буду кидать булыжники.