Полёт на Альфа Центавра с помощью новового двигателя - Электро Пульс Кольца

Автор Astrodrive, 07.03.2023 20:38:55

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

Astrodrive

Полёт на Альфа Центавра с помощью новового двигателя - Электро Пульс Кольца.

Для межзвёздных перелётов нужны новые двигатели, так как старые не могут разогнать космический корабль до около световых скоростей. У старых двигателей либо быстро кончается топливо, либо не хватает энергии для разгона.

Мы планируем возможность межзвёздного пилотируемого полёта на Альфа Центавра с разгоном до половины скорости света. Масса корабля небольшая, 200,000 кг. Экипаж 5 человек. Расстояние до Альфа Центавра 4.344 световых лет.

Рассмотрим все виды старых инерционных двигателей (то есть постепенно увеличивающих инерцию корабля):

1) Ионный Двигатель
2) Световой Двигатель
3) Баззардовский Рэмджет

Здесь можно почитать об анти-инерционных двигателях (которые не увеличивают, а уменьшают инерцию корабля), позволяющих полёт быстрее Скорости Света. ... извините что на английском, появится время переведу.
https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/index.php?topic=21858.msg2504669#msg2504669

Задача разогнаться до 150,000,000 метров в секунду за 3 года. То есть мы разгоняемся за 3 года, 6 лет летим и 3 года тормозим. Всего 12 лет полёта.

v = a t;
a = v / t;
v = 150,000,000 м/сек
t = 365 * 3 * 24 * 3600 = 94,608,000 сек

a = v / t = 150,000,000 / 94,608,000 = 1.58 м/сек^2

Все три двигателя должны давать нам ускорение 1.58 м/сек^2.

1) Сначала рассмотрим Ионный Двигатель. Основной параметр это Кинетическая Энергия ускоренных ионнов. Энергия Ядерного Реактора определяет максимальную скорость истечения Ионной струи. Массу топлива берём 94,608,000 грамм (около половины массы корабля). Ионный двигатель выбрасывает 1 грамм ионнизированного газа в секунду.

       m v^2
E = ---------;
           2

v = sqrt (2 E / m);

Допустим, что космический корабль использует 50 МВ Ядерный Реактор. Мы находин скорость истечения Ионной Струи. Масса m = 0.001 кг выбрасывается за 1 секунду.

v = sqrt (2 * 50,000,000 / 0.001 ) = 316,227 м/сек;

Это максимальная скорость достижимая с 50 МВ Ядерным Реактором на борту космического корабля. Изменение скорости за время равно ускорению.

Массу корабля мы допускаем 200,000 кг.

m(ионной струи) v(ионной струи)/1 сек = F = m(корабля) a(корабля?);
m(ионной струи) a(ионной струи) = F = m(корабля) a(корабля?);

0.001 * 316,227 = 200,000 а(корабля);
а(корабля) = 0.001 * 316,227 / 200,000 = 0.00158 м/сек^2.

Получаем а(корабля) =  0.00158 м/сек^2, а надо 1.58 м/сек^2. Вариант корабля с Ионными Двигателями отпадает.

2) Рассмотрим Световой Двигатель. Ставим на корабль 60 лазеров, то есть 60 лазерных кварцевых трубок наполненных СО2 плюс другие необходимые газы. Допускаем, что один лазер испускает луч за одну секунду, а затем 60 секунд охлаждается водой из охладительной системы Ядерного Реактора. Изменение Импульса за время равно Силе. Импульс лазера равен:

E = p c;
p = E/c;

p = 50,000,000 / 300,000,000 = 0.166 кг м/сек;

delta p
-------- = F = m(корабля) a(корабля); для светового двигателя
delta t

0.166 = m(корабля) a(корабля);
a(корабля) = 0.166 / 200,000 = 0.00000083 м/сек^2; !!! а надо 1.58 м/сек^2.

Световые Корабли с лазерными двигателями отпадают.

3) Рассмотри Баззардовский Рэмджет. Максимальная скорость истечения Ионнов из нашего корабля 316,227 м/сек. Значит если наш корабль разогнался и летит с этой скоростью, то встречные ионны из космического пространства ударяются о корабль с этой же скоростью. Импульс удара встречных Ионнов равен импульсу Ионнов истекаюших из двигателя. Разогнаться дальше невозможно. Баззардовский Рэмджет как вариант для межзвёздного полёта тоже отпадает.

Все три предлагаемых двигателей отпадают. Нам нужен новый двигатель, для разгона до половины скорости света, дающий ускорение 1.58 м/сек^2.

-----

Мы предлагаем новый вид двигателя - Электро Пульс Кольцо. Космический корабль несёт вокруг себя большое Алюминиевое Кольцо с радиусом 500 метров. На носу корабля располагается Конический Мазер. Мы включаем Мазер и облучаем конусом, излучаемой электро-магнитной волны, молекулярный Водород во внешнем космическим пространством. Молекулярный Водород превращается в Ионны. Мы отключаем Мазер и включаем отрицательно заряженное Кольцо. Кольцо притягивает к кораблю положительно заряженные Ионны и ускоряет корабль. Когда Ионны достигают Кольца, мы отключаем Кольцо. Мы ждём пока Ионны улетят достаточно далеко в космическое пространство и затем повторяем цыкл. Мазер и Кольцо пульсируют. Каждый пульс немного ускоряет космический корабль.

Электро Пульс Кольцо начинает хорошо разгонятся со скорости 10,000 км/сек. До этой скорости мы предлагаем разгон Ионным Буксиром внутри Солнечной Системы. Мы не будем здесь его рассматривать. Электро Пульс Кольцо может а само разогнаться, но мы хотим максимально сократить время межзвёздного полёта.

Здесь мы объясняем Пульс Ионные Двигатели https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/index.php?topic=21858.msg2521546#msg2521546

Корабль с Электро Пульс Кольцом движется через пространство заполненное молекулярным Водородом:

j(количество молекул в см^3) = 1,000,000 молекул Водорода;
v(скорость корабля) 1 сек = 10,000 км/сек 1 сек = 10,000,000,00 см/сек 1 сек = 10,000,000,00 см;
Площадь кольца (Pi r^2) = 3.1415 * 500(метров)^2 = 3.1415 * 500,00(сантиметров)^2;

Число молекул = Площадь кольца (Pi r^2) v(скорость корабля)1сек j(количество молекул в см^3);

Число молекул = 3.1415 * 500,00^2 * 10,000,000,00 * 1,000,000 = 78.53 Е23;

Число Авагадро это 6.02 Е23, то есть один грам молекулярного Водорода, 78.53 E23/6.02 E23 = 13 грамм Водорода.

Если корабль летит со скоростью 10,000 км/сек, то из космического пространства ему навстречу через Кольцо пролетает 13 грамм молекулярного Водорода в секунду.

а(корабля) = 0.013 * 316,227 / 200,000 = 0.02 м/сек^2.

При желаемой скорости 150,000 км/сек мы получаем а(корабля) = 0.31 м/сек^2. Очень близко к желаемому ускорению 1.58 м/сек^2.

При дальнейшем улучшение корабля: более мощный Ядерный Реактор и более больщое кольцо, мы получаем желаемое ускорение.

Для торможения корабля можно использовать Солнечный Парус. Раскрыв Парус на околосветовой скорости, корабль начинает тормозить, сталкиваясь с молекулами Водорода во внешнем пространстве, поэтому Парус нужно раскрывать не на полную площадь.

Картинки внизу показывают космический корабль с Электро Пульс Кольцом и корабль который тормозит с помощью Солнечного Паруса.
Я ухожу с этого форума по личным причинам. Спасибо всем за обсуждение интересных тем.


Astrodrive

Мне просто интересно, что работает для межзвёздного перелёта, а что нет. Я читал много утверждений типа приведённых внизу, но интересно было самому посчитать.

Это из "Траектории жизни" Константина Феоктистова. https://epizodsspace.airbase.ru/bibl/feoktistov/traektoria/11.html

"Третья проблема - энергетика. Если в ракетном двигателе корабля использовать наиболее эффективную термоядерную реакцию, то для путешествия в оба конца со скоростью, близкой к скорости света, даже при идеальной конструкции ракетной системы, требуется отношение начальной массы к конечной не менее, чем десять в тридцатой степени, что представляется нереализуемым."

"Что же касается создания фотонного двигателя для звездного корабля, использующего аннигиляцию материи, то здесь пока маячат сплошные проблемы (хранение гигантских запасов антивещества, защита конструкции корабля и зеркала фотонного двигателя от выделяемой энергии и от той части антивещества, которая не подвергнется аннигиляции в двигателе, и прочее), и не видно решения ни одной из них."

"Оказывается, что отношение начальной массы корабля к конечной составит порядка десяти в девятнадцатой степени! Это означает, что при массе жилых и рабочих помещений и оборудования (то есть всего того, что везет корабль), равной всего 100 тоннам, стартовая масса окажется больше массы Луны. Причем половина этой массы - антивещество. Откуда его взять?"

>>> У нас нет гигантских запасов антивещества. Оно супер дорогое. НАСА утверждает, что 1 грамм анти-Водорода стоит $62.5 триллиона долларов. Почему для фотонного эффекта просто не выстрелить из лазера?

"Из сегодняшних представлений о мире складывается впечатление, что решить проблему транспортировки материальных тел на галактические расстояния со скоростями, близкими к скорости света, нельзя, бессмысленно ломиться через пространство и время с помощью механической конструкции."

"Электромагнитные волны распространяются практически без потерь во всей наблюдаемой Вселенной. Возможно, здесь и кроется ключ к разгадке тайны межзвездных перелетов."

"Если не впадать в мистику, то следует признать, что личность современного человека нельзя отделить от тела. Но можно представить себе специально сконструированного индивидуума, у которого личность может отделяться от тела, аналогично тому, как математическое обеспечение может быть отделено от конструкции современных электронных вычислительных машин."

>>> Я понимаю, что информационное обеспечение роботов можно посылать как радио сигнал. Как посылать человеческий персонал на другие звёздные колонии, даже если они были построены роботами? Как посылать железо самих роботов?
Я ухожу с этого форума по личным причинам. Спасибо всем за обсуждение интересных тем.

Юрий Темников

Вначале было СЛОВО!И Такое......что все галактики покраснели и разбежались.

Ирти

Давайте на луне пока потренеруемся. Сядим, поработаем чуток, обратно прилетим, снова повторим..

mik73

Цитата: Astrodrive от 07.03.2023 21:39:39"Электромагнитные волны распространяются практически без потерь во всей наблюдаемой Вселенной. Возможно, здесь и кроется ключ к разгадке тайны межзвездных перелетов."
У-у-у-у. Прямо А. Колпаков, "Гриада", если кто такое помнит. Правда, там сначала гравитонный звездолёт построили. Который при старте чуть не сдвинул с орбиты Луну..

mik73

Цитата: Astrodrive от 07.03.2023 21:39:39Я понимаю, что информационное обеспечение роботов можно посылать как радио сигнал. Как посылать человеческий персонал на другие звёздные колонии, даже если они были построены роботами?
Согласно Ийону Тихому проф. Аффидавид Донда показал, что бесконечно большая  программа может исполняться самостоятельно, без всякого материального носителя. Впоследствии  Донда развил эту идею до экспериментальной демонстрации того, что после превышения некоторой критической плотности информация превращается в материю, причем реакция носит цепной характер. Поэтому всё просто - достаточно переслать такое количество информации, чтобы в пункте приёма она приобрела достаточную для начала материализации плотность, после чего в силу цепного характера реакции в процессе будут включены местные ресурсы, и в процессе материализации  начнётся самопроизвольное исполнение переданной программы. Останется только подобрать исходную информацию так, чтобы в результате её исполнения из возникающей материи формировался нужный объект.

А теме место, естественно, в ЧД.

SONY

Цитата: Astrodrive от 07.03.2023 20:38:55Корабль с Электро Пульс Кольцом движется через пространство заполненное молекулярным Водородом:

j(количество молекул в см^3) = 1,000,000 молекул Водорода;
Хм...
ЦитироватьBased on a previous study of the atom filtration in the heliospheric boundaries, we estimate the neutral hydrogen density in the unperturbed local interstellar medium of 0.195 ± 0.033 cm−3. This value agrees with astrophysical observations of the interstellar clouds in the Sun proximity.
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/abb80a/pdf
Не кажется ли вам, что вы в своих расчётах немного, в какие-нибудь миллионы раз, завысили концентрацию водорода?..

ZOOR

Я зуб даю за то что в первом пуске Ангары с Восточного полетит ГВМ Пингвина. © Старый
Если болит сердце за народные деньги - можно пойти в депутаты. © Neru - Старому


Diy

Я бы привел такой список более-менее  реализуемых межзвездных двигателей по эффективности:
  • ЯЭДУ - туго межзвездный;
  • ТЯРД - относительно эффективный  межзвездный;
  • Квазифотонный мезонный аннигиляционный Багрова-Смирнова - весьма эффективный.
«Кто виноват, что им светят два солнца?..»

Diy

Третий пункт - это фактически предложенный в СССР в 70-80-х относительно реализуемый вариант фотонного двигателя.
«Кто виноват, что им светят два солнца?..»

Бертикъ

А куда деваются электроны, образованные при ионизации водорода?
Как много мы знаем, и как мало мы понимаем. © А.Эйнштейн

Astrodrive

Цитата: SONY от 08.03.2023 01:50:06
Цитата: Astrodrive от 07.03.2023 20:38:55Корабль с Электро Пульс Кольцом движется через пространство заполненное молекулярным Водородом:
j(количество молекул в см^3) = 1,000,000 молекул Водорода;
Хм...
ЦитироватьBased on a previous study of the atom filtration in the heliospheric boundaries, we estimate the neutral hydrogen density in the unperturbed local interstellar medium of 0.195 ± 0.033 cm−3. This value agrees with astrophysical observations of the interstellar clouds in the Sun proximity.
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/abb80a/pdf
Не кажется ли вам, что вы в своих расчётах немного, в какие-нибудь миллионы раз, завысили концентрацию водорода?..

https://en.wikipedia.org/wiki/Interstellar_medium

"In the interstellar medium, matter is primarily in molecular form, and reaches number densities of 10^6 molecules per cm3 (1 million molecules per cm3)."

На википедии говорят, что 10^6 молекул на один кубический сантиметр. Это в пространстве между звёздами.
Потом дают таблицу и называют это "молекулярными облаками".
Я ухожу с этого форума по личным причинам. Спасибо всем за обсуждение интересных тем.

mik73

Цитата: Astrodrive от 10.03.2023 12:11:47На википедии говорят, что 10^6 молекул на один кубический сантиметр. Это в пространстве между звёздами.
а) любой приведенный в википедии факт требует проверки по более серьёзным источникам. поскольку в википедии пишет кто угодно и что угодно.
б) то, что она "достигает" плотности 106 на см3, совершенно не означает что эта плотность везде такая. Напротив, даже в той же статье указано, что молекулярные облака, в которых встречается такая плотность, занимают доли процента  объёма межзвёздного вещества в Галактике. А если почитать не только википедию, то становится ясно, что такая плотность встречается только в отдельных образованиях в этих молекулярных облаках ("молекулярных ядрах"). В среднем же даже в них (облаках) плотность на 3 порядка меньше.

в общем а) учитесь читать написанное б) пользуйтесь приличными источниками, а не википедией, где может быь написано что угодно.

Бертикъ

Цитата: Astrodrive от 07.03.2023 20:38:55Молекулярный Водород превращается в Ионны. Мы отключаем Мазер и включаем отрицательно заряженное Кольцо. Кольцо притягивает к кораблю положительно заряженные Ионны и ускоряет корабль.
Повторю вопрос. А куда деваются электроны?
Как много мы знаем, и как мало мы понимаем. © А.Эйнштейн

Astrodrive

Цитата: Бертикъ от 10.03.2023 12:49:24
Цитата: Astrodrive от 07.03.2023 20:38:55Молекулярный Водород превращается в Ионны. Мы отключаем Мазер и включаем отрицательно заряженное Кольцо. Кольцо притягивает к кораблю положительно заряженные Ионны и ускоряет корабль.
Повторю вопрос. А куда деваются электроны?
Извините я забыл объяснить как отделить электроны от ионнов. Сначала мы получаем плазму, а потом разделяем её на ионны и электроны. Электроны мы стараемся отбросить подальше, чтобы отрицательно заряженное Электро Пульс Кольцо притягивало в основнон только ионны. Когда Кольцо отключается, то ионны и электроны улетают от корабля и не действуют силой кулона на корабль.

Есть три решения этой проблемы:

1) Мазер, когда включён, отталкивает электроны и ионны от корабля. Поскольку электроны намного легче ионнов, то они и улетают намного дальше. Ионны таким образом отделяются от электронов. Когда включается Электро Пульс Кольцо, то ионны находятся ближе к кораблю, чем электроны.

2) Второе кольцо размещенно на самом носу корабля, а основное кольцо на самом концу. У двух колец радиус одинаковый. Сначала включается носовое кольцо, отрицательно заряженное. Оно притягивает ионны и отталкивает электроны. Сила притяжения ионнов равна силе отталкивания электронов, корабль не ускоряется. Ионны скапливаются на носу корабля, а электроны отталкиваются и улетают далеко от корабля. Затем носовое кольцо отключается и включается основное кольцо, отрицательно заряженное. Оно притягивает ионны, накопившиеся на носу корабля. Электронов нет, так как они уже улетели далеко вперёд от корабля.

3) Корабль это цилиндр с большим кольцом на конце. Ставим ещё одно маленькое кольцо на нос корабля, с радиусом чуть больше чем радиус цилиндра корабля. Включаем маленькое носовое кольцо, отрицательно заряженное. Оно отталкивает электроны от оси/корпуса корабля, и притягивает ионны к оси корабля. Носовое кольцо отключается и включается основное кольцо, отрицательно заряженное. Электроны находятся уже далеко по сторонам от оси/корпуса корабля, а ионны наоборот рядом с корпусом корабля. Основное кольцо притягивает ионны, накопившиеся у корпуса корабля.

Нужно выбрать наиболее эффективное решение из трёх для ускорения космического корабля. Второе решение, подходит для трубы ионного двигателя или для ствола плазменного ружья. Для космического корабля скорее всего подходит Третье решение - выгодно отбрасывать электроны по бокам корабля.
Я ухожу с этого форума по личным причинам. Спасибо всем за обсуждение интересных тем.

Бертикъ

Но Вы наверное в курсе, что электронное и ионное облака также притягиваются друг к другу и будут сильно сопротивляться их "растаскиванию"? Вы оценили динамику этого процесса или у Вас всё на уровне "так хочу, значит так и будет"?
Как много мы знаем, и как мало мы понимаем. © А.Эйнштейн

Astrodrive

Цитата: ZOOR от 08.03.2023 21:14:21
Цитата: Astrodrive от 07.03.2023 20:38:55Для торможения корабля можно использовать Солнечный Парус.
Тоже с 1,58 ?
Если корабль летит со скоростью v = 150,000,000 м/сек и затем открывает Солнечный Парус с площадью Pi r^2 (r = 500 м), то он начинает тормозить, сталкиваясь с молекулами Водорода.

С начала найдём количество молекул ударяющихся о Парус за одну секунду.

Число молекул = 3.1415 * 500,00^2 * 150,000,000,00 * 1 сек  * 1,000,000 = 1,178 Е23;

Это 1,178 Е23 / 6.02 Е23 = 195.68 граммов Водорода.

Теперь посчитаем силу удара этих молекул о Солнечный Парус корабля и затем найдём анти-ускорение корабля.

m(молекул Водорода) a(ударяющегося Водорода) = F = m(корабля) a(корабля?);

0.19568 * 150,000,000 = 200,000 * a(корабля?);

a(корабля?) = 0.19568 * 150,000,000 / 200,000 = 146.76 м/сек^2

Получается открываем Парус и начинаем тормозить с анти-ускорением 146.76 м/сек^2! Это в сто раз больше, чем необходимые 1.58 м/сек^2. Только работает это в гипотетическом Молекулярном Облаке.
Я ухожу с этого форума по личным причинам. Спасибо всем за обсуждение интересных тем.

Astrodrive

Цитата: Бертикъ от 10.03.2023 17:00:11Но Вы наверное в курсе, что электронное и ионное облака также притягиваются друг к другу и будут сильно сопротивляться их "растаскиванию"? Вы оценили динамику этого процесса или у Вас всё на уровне "так хочу, значит так и будет"?
Да, вы правы. Электроны притягиваются обратно к ионнам. Кольцо не может ускорять чистые ионны, за ними всегда тянутся электроны. Из-за этого Кольцо работает менее эффективно, чем в расчёте.

Во втором варианте, отброшенные вперёд электроны притягиваются обратно к ионнам. Когда включается Кольцо, то ионны на некотором расстоянии за собой тянут и электроны. Чем больше это расстояние между ионнами и электронами, тем лучше эффективность Кольца.

В третьем варианте, мы отбрасываем электроны по бокам корабля. Расстояние перпендикулярно направлению полёта корабля, и основное Кольцо тянет электроны за ионнами по гипотенузе. Кольцо работает более эффективно чем во втором варианте.

Эффективность работы Электро Пульс Кольца определяется расстоянием между ионнами и электронами во время притягивания ионнов к Кольцу. То есть мощность носового Кольца, отделяющего ионны и электроны, определяет эффективность работы основного Электро Пульс Кольца.
Я ухожу с этого форума по личным причинам. Спасибо всем за обсуждение интересных тем.