Довольно интригующее сообщение прочитал на сайте NASA:
http://www.nasa.gov/vision/universe/solarsystem/mag_beam.html
Смущает два момента: мощность которая необходима для работы такой радости и то, как ее охлаждать в космосе...
Отсюда, соответственно проблемы с источником питания и тому подобным... :?:
ЦитироватьДовольно интригующее сообщение прочитал на сайте NASA:
http://www.nasa.gov/vision/universe/solarsystem/mag_beam.html
Смущает два момента: мощность которая необходима для работы такой радости и то, как ее охлаждать в космосе...
Отсюда, соответственно проблемы с источником питания и тому подобным... :?:
Чтобы меньше смущало,нельзя ли поподробнее,please
если кто не знает Английский, то всегда есть машинный переводчик. Быть может и коряво, но смысл вполне ясен.
Машинный перевод (http://www.translate.ru/url/tu_body.asp?lang=ru&promt_id=734929090738&url=http%3A%2F%2Fwww%2Enasa%2Egov%2Fvision%2Funiverse%2Fsolarsystem%2Fmag%5Fbeam%2Ehtml)
:)
Цитироватьесли кто не знает Английский, то всегда есть машинный переводчик. Быть может и коряво, но смысл вполне ясен.
Машинный перевод (http://www.translate.ru/url/tu_body.asp?lang=ru&promt_id=734929090738&url=http%3A%2F%2Fwww%2Enasa%2Egov%2Fvision%2Funiverse%2Fsolarsystem%2Fmag%5Fbeam%2Ehtml)
:)
Коряво, меня покоробило... но смысл действительно передан.
Суть в том, что на орбиту выводится некая станция которая выпускает плазменный пучок (шнур, луч - кому как больше нравится) и этот пучок разгоняет космические аппарат.
Аналогично он тормозится прибыв на место назначение. То есть там должна стоять вторая станция.
По сути дела - сфокусированный ионник. А теперь вспоминаем, что у ионника тяга - десятые грамма при мощности в киловатты ;-) Боюсь, получится не причальное устройство, а оборонительное оружие ближнего поля...
По моему проще и менее фантастично разложить астронавтов на ионы и электроны, пустить плазменным шнуром к Марсу, там их собрать (уже на планете) нежили целиться в определенную точку КА с орбиты Земли и до орбиты Марса :D
Да не, это-то как раз можно. Берем магнитный парус... километров 10 он пееркрывает. Другое дело, что придется поток с очень большой точностью нейтрализовать, чтобы он не разлетелся нафиг из-за отталкивания. Но в _принципе - да, можно. Но IMHO проще тогда уж радиоизлучение переотражать, его фокусировать проще. И отражать тоже проще - сверхпроводящая решетка его отражает абсолютно.
Почитал ихний PDF. На стр. 45: чтобы запустить 10 тонн с LEO например к Марсу (дельта V = 3 км/с) на околоземной орбите понадобится иметь 2 тонны рабочего тела и на 200 тонн батареек :)
И еще не стоит забывать про третий закон Ньютона. Если корабль получает +3 км/с и уходит к Марсу то батарейки получают соотвественно как минимум -150 м/с и грохаются обратно на Землю :)
С этим тоже нет проблем - дуем ионниками в обратную сторону. А чтобы батарейки не грохались... ну, два варианта - если запускаем точно по орбитальному движению - то просто делаем запас высоты - для 150м надо километров 200 примерно. То есть стартовая орбита 500 км. А второй - 'дуем' ионником в две стороны сразу ;-)
Повторюсь - проблема вот в чем - поток от ионника с УИ 50 км/с и тягой 1 грамм имеет мощность в районе 10 мегаватт. Если мы принимаем этот поток в какой-то щит, то при его торможении выделяется эти самые мегаватты в виде тепловой энергии. Не принимать (отразить или отклонить) мы не можем, ибо поток нейтральный (иначе он дефокусируется на первых сотнях метров).
Получается, что нащ щит 'кипятится' мощностью в 10 мегаватт на каждый грамм получаемой тяги. Скажем, тонну дюраля такая мощность нагреет до плавления (если не учитывать охлаждение излучением) за 910*660*1000/10^7 = 60 секунд. По 10 градусов в секунду. Примерная мощность теплоотдачи щита площадью 10м2 через излучение 5.67*(10:-8*10*10:12) = 5.67 * 10^5 Вт. То есть в 20 раз меньше, чем нужно для охлаждения. Равновесная температура для рассеяния 10 МВт с 10 м2 - приблизительно 2300 К, или же 2000С. Щит при этой температуре будет рассеивать те же 10 МВт, которые получает от ионного пучка. 2000С - это лучшие тугоплавкие стали. Впрочем, в _принципе_ такая температура достижима. Более того, щит на 10 м2, закрывающий носовую часть корабля, может весить существенно меньше тонны - нам ведь не особенно нужна толщина, а только площадь - хватит веса в десятки килограммов и покрытия из фольги - тяга-то измеряетс граммами. Правда, понадобится делать щит двухслойным - черный основной щит и зеркальный отражающий, не дающий этим переизлучаемым 10 Мвт греть корабль.
Ну, и остаются еще проблемы фокусировки ;-).
ЦитироватьПочитал ихний PDF. На стр. 45: чтобы запустить 10 тонн с LEO например к Марсу (дельта V = 3 км/с) на околоземной орбите понадобится иметь 2 тонны рабочего тела и на 200 тонн батареек :)
Вы немного не туда посмотрели:) Приведенные ваши данные - только начальная стадия полета (околоземные маневры на LEO). Авторы честно сравнивают этот вариант с хим. ракетами, для которых нужно только 20 тонн топлива. Но вы посмотрите дальше: для дельта V = 20 км/с (путешествие к Марсу) требуется 3000 тонн "батареек" против 18000 тонн "химии".
Кстати, рассматриваются ведь не обычные ионники. Изюминка в силовом взаимодействии магнитного поля корабля и магнитного поля плазменного шнура (шнур в целом электронейтрален, но подвижности электронов и ионов разные).
Тут речь не об ионнике. Видимо, имеется в виду использовать задел по пучковому оружию, которое разрабатывали в свое время и в США и в России.
Много интересных вопросов, конечно. Поражающий фактор пучкового оружия - электромагнитный импульс, возникающий при торможении пучка. Как предполагается организовать радиационную защиту, чтоб этот разгоняющий пучок не пожег электронику на разгоняемом аппарате к такой-то матери? :)
А какая фиг разница? Пучковое оружие есть тот же ионник, он же ускоритель - только сфокусированный. Кстати при росте УИ на фиксированную тягу приходится линейно больше энергии - это я к тому, что если ускоряющий потенциаль больше, то и рассеивать придется больше.
P.S. Вообще, это IMHO просто варварство - ТАКОЙ поток мощности просто 'спускать' в космос в виде излучения. Ведь с 10 МВт выделяющихся на щите можно получить до 5 МВт электрической мощности безо всяких там ядерных реакторов!
> Кстати, рассматриваются ведь не обычные ионники. Изюминка в силовом взаимодействии магнитного поля корабля и магнитного поля плазменного шнура (шнур в целом электронейтрален, но подвижности электронов и ионов разные).
Бла-бла-бла... расфокусируется оно нафиг, если не будет СТРОГО электронейтральным. Сначала самоупорядочится, а потом расфокусируется. Это конечно надо смотреть... но даже электронейтральный газ в вакууме рассеивается. А тут - плазма!
ЦитироватьА какая фиг разница? Пучковое оружие есть тот же ионник, он же ускоритель - только сфокусированный. Кстати при росте УИ на фиксированную тягу приходится линейно больше энергии - это я к тому, что если ускоряющий потенциаль больше, то и рассеивать придется больше.
P.S. Вообще, это IMHO просто варварство - ТАКОЙ поток мощности просто 'спускать' в космос в виде излучения. Ведь с 10 МВт выделяющихся на щите можно получить до 5 МВт электрической мощности безо всяких там ядерных реакторов!
Насчет варварства я согласен. Как-то раз я видел проект разгона тяжелого корабля радиоизлучением, серьезный такой проект, с расчетами. Я на него рецензию писал :)
Насчет пучка - это не ионник. Ионник использует сетки между которыми приложена разность потенциалов, пучок получается цилиндрический итак, фокусировать там нечего. А пушка, которая интенсивный электронный пучок генерирует - это совсем другая песня. Там специальная система фокусировки нужна. Кажется, для пучкового оружия применяли так называемый телескоп, который увеличивал ширину пучка, снижая расходимость. Американцы вроде даже запускали такую штуку
Цитировать> Кстати, рассматриваются ведь не обычные ионники. Изюминка в силовом взаимодействии магнитного поля корабля и магнитного поля плазменного шнура (шнур в целом электронейтрален, но подвижности электронов и ионов разные).
Бла-бла-бла... расфокусируется оно нафиг, если не будет СТРОГО электронейтральным. Сначала самоупорядочится, а потом расфокусируется. Это конечно надо смотреть... но даже электронейтральный газ в вакууме рассеивается. А тут - плазма!
Цитата со стр. 57:
"Differential motion between the ions and electrons are generated currents and electric fields such that the magnetic field in which the plasma is born stays with the plasma."
Именно поэтому я написал, что "шнур в целом электронейтрален, но подвижности электронов и ионов разные".
Насколько я понял, магнитное поле от "источника" концентрируется вокруг плазменного луча, и именно с этим м. полем взаимодействует м. поле приемника.
Кстати, что вы имели в виду под "Бла-бла-бла"? Нельзя ли раскрыть тему подробнее?
Тема эта на форуме уже обсуждалась. Мне кажется идеальное место для излучателя на Луне. Там и энергию добыть проще и о стабилизации можно не думать.
А все очень просто. Посчитайте, какой будет тормозной путь... да, вон, хотя бы у нарисованного ATV, при УИ пучка (очень оптимистичном) 20 км/с и мощности 'парковочного устройства' - тоже оптимистичной - в 100 КВт. Если КПД 100%, то тяга такого устройства будет 10 граммов. 20-тонный ATV будет при такой тяге иметь ускорение в 0.005 см/c за сек и сбросит 50 м/с за 10000 секунд, иначе говоря - за 3 часа. При этом 'тормозной путь' будет 500 километров. Это для 50 м/с. При сравнимом уровне ускорения 2 км/с будут набираться в 40 раз дольше, а дистанция разгона будет больше уже в 1600 раз - то есть равна 800.000 км.
А теперь, пожалуйста, покажите мне устройство, которое может генерировать направленное магнитное поле в форме трубки, достаточное для удержания плазменного пучка на дистанции (хотя бы) в 500 км. И, если оно существует, то может просто использовать его непосредственно для притягивания / отталкивания корабля, снабженного простым постоянным магнитом?
Да бредятина это дремучая. Невозможно сфокусировать плазменную струю на больших масштабах, вне зависимости от того, электронейтральна она или нет (электронейтральна, конечно - иначе это не плазма, но от этого не легче), это же не жиденький пучок частиц из ускорителя, где каждая частица фактически сама по себе, и коллективных явлений нет. Плазменная струя будет расходиться со страшной силой.
sleo
ЦитироватьНасколько я понял, магнитное поле от "источника" концентрируется вокруг плазменного луча, и именно с этим м. полем взаимодействует м. поле приемника.
Для плазмы вне внешних магнитных систем это не звучит, как абсолютный бред, лишь в том случае, если ВДОЛЬ плазменного шнура течет ток. Что практически невозможно.
Вот чето про магнитные сопла для плазмы. Но это для "самоходных" КА, как я понял
http://www.spaceref.com/news/viewpr.html?pid=16815
ЦитироватьВот чето про магнитные сопла для плазмы. Но это для "самоходных" КА, как я понял
http://www.spaceref.com/news/viewpr.html?pid=16815
Похоже на очердной VASIMR :wink:
http://www.isso.uh.edu/postdoc/2004/garrison.htm
Agent
Цитироватьhttp://www.spaceref.com/news/viewpr.html?pid=16815
Довольно попсовая статейка, к сожалению, ничего толкового из нее выудить не удалось... Разве что сам факт работы над магнитными соплами - но совершенно непонятно, в каких направлениях.
ЦитироватьWhen properly channeled through a magnetic nozzle, plasma can be accelerated to velocities dramatically faster than those of conventional chemical propulsion systems.
Это только при условии высокой температуры хотя бы одной компоненты. А, дальше они в принципе об этом говорят, хотя и не акцентируя внимания.
ЦитироватьPropellant in a plasma state can be accelerated with the use of electromagnetic energy sources to increase the propulsion system's specific impulse -- the equivalent of a car's gas mileage.
Ну и при чем тут "ускорение электромагнитной энергией"? Если речь о магнитном сопле - значит, в направленное движение перекачиваем в любом случае тепловую энергию.
ЦитироватьSuch a nozzle, magnetically insulated against the superheated plasma flow, would enable plasma acceleration at temperatures far beyond those conventional materials can endure.
Несколько неточно. Плазма, ускоряемая в магнитном сопле, вовсе не обязательно такая уж горячая - ионы вполне могут быть и холодными, при высокой температуре электронной компоненты (как в том же VASIMRe)/
ЦитироватьДовольно попсовая статейка, к сожалению, ничего толкового из нее выудить не удалось... Разве что сам факт работы над магнитными соплами - но совершенно непонятно, в каких направлениях.
Это я по RSS фиду получил. Дальше гуглить нада. Я в этом не рублю, так что ключевые слова буду долго подбирать :)
ЗЫ: с первого захода удалось вод выудить картинку. Но это к сабжу кажись.
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/1224.jpg)
Я бы сказал, что конструкция на картинке - как раз магнитное сопло. А почему они струю такой "иголочкой" изобразили - одному аллаху известно.
ЦитироватьЯ бы сказал, что конструкция на картинке - как раз магнитное сопло. А почему они струю такой "иголочкой" изобразили - одному аллаху известно.
Судя по картинке, изрядно перефокусированная струя :D
А на какой примерно угол будет расходиться плазма?
Может, если угол не очень большой, а мощность очень велика, то все же вся эта бодяга имеет смысл? Ведь стационарный агрегат имеет меньшие ограничения по мощности... да и рабочее тело расходуется эффективнее...
Ну да, на растоянии метра (или, скажем так, порядка 10 размеров установки) оно работает. Необязательно даже картинку было искать - все знают телевизор. Его ЭЛТ как раз основана на фокусировке электронного пучка.
Но, повторюсь - растояние на которое надо доставить пучок без заметного расфокусирования - это 500 КИЛОМЕТРОВ. Допустим, даже удадалось улучшить характеристики фокусирующего устройтсва в 100 раз - не 1:10, а 1:100. Все равно в таком случае размер магнитной линзы для МКС составит 500 метров. Напомню, планируемая длина фермы - 108 метров, кажется. А сейчас 'крылья' резвернуты на 70 или 80 метров, кажется...
Stargazer
ЦитироватьСудя по картинке, изрядно перефокусированная струя
Что-то сомнительно мне, чтобы такую струю можно было получить в изображенном агрегате...
Татарин
ЦитироватьМожет, если угол не очень большой, а мощность очень велика, то все же вся эта бодяга имеет смысл?
Магнитное сопло-то? Конечно, имеет. Или ты про стокилометровую струю? Тогда - никакого смысла.
ЦитироватьА на какой примерно угол будет расходиться плазма?
Зависит от. Во-первых, свободная (т.е. вне всяких магнитных полей) струя плазмы будет расширяться никак не меньше, чем газовая струя с той же температурой и скоростью (это даже при условии, что на выходе поток строго параллельный, нет начального расхождения самой струи). То есть уже расходится очень и очень неслабо, даже на километровых расстояниях. Плюс возможны всякие чисто плазменные неустойчивостные примочки, которые дадут дополнительные выбросы.
Вообще, попытаться удержать плазменную струю от расширения можно разве что фиганув вдоль неё релятивистским электронным пучком, чтобы создать продольный ток - тогда получим этакий длинный-длинный z-пинч, и в принципе, равновесие там устроить можно (хотя, ясное дело, и не в стационарном режиме - возникнут проблемы с накоплением заряда). Но даже и это ситуацию не спасет - мы гарантированно огребем неустойчивости типа перетяжек и змеек, и вся струя шустро раздробится и/или перекорежится.