Реальный ЯРД для реального звездолета

[jre]

Лучше всего конечно был бы термоядерный двигатель, но термоядерные реакторы пока не доступны современным технологиям, тем более что есть принципиальные препятствия для создания работающего ТР,
Как вариант может быть возможно создание микро-магнитных ловушек на сверхсильном магнитном поле, порядка 10 тесла и выше. Но мотаться катушки должны на золотых проводниках, другие просто не выдержат токи, и сильно большие потери будут.
А вот ядерные реакторы давно научились делать, и их вполне можно использовать для создания двигателя для звездолета. Правда обычные реакторы даже для космоса, для звездолета не подойдут, ибо нужна мощность реактора гигаваттного и тераваттного класса!

Иначе не хватит энергии для работы сверхмощного высокотемпературного плазменного двигателя,  Ибо нужно ускорение свыше 0.01 м в сек., иначе полет сильно затянется, свыше 100 лет.
Для звездолета массой в 10 тысяч тонн, подобное ускорение можно реализовать с очень высокой мощностью ЯРД.
Плазменный двигатель должен развивать тягу свыше 10 т.
При скорости истечения плазмы 1000 км в сек, расход составит 100 грамм в сек. Мощность струи составит 100 гигаватт! Это без учета КПД энергоустановки! Реально нужна мощность порядка тераватта!
Обычные реакторы подобную мощность не в состоянии генерировать. Для этого нужны специальные очень тонкие твэлы по форме, например крестообразной, или буквой Т, сверху покрытые тонким слоем золота, ибо иной материал будет слишком малотеплопроводным. Если площадь твэлов удастся поднять в сотни, тысячи раз, а это вполне возможно, то съем энергии может достичь тераваттного уровня. Либо нужно использовать ЯРД с жидким ураном и прокачивать через него газ с большой скоростью.
При таких мощностях нужна очень мощная система циркуляции охлаждающего теплоносителя. Что в принципе вполне реально осуществить. Но при этом возможность взрыва реактора возрастет многократно, ибо при любом малейшем сбое любых систем, возможен очень быстрый перегрев твэлов с их разрушением, и последующей цепной реакцией.
Здесь потребуется сверхбыстродействующая система ввода замедлителя и система с форсажным режимом охлаждения твэлов, впрочем это тоже не сильно большое препятствие, и преодолимое.
Естественно, что никакие турбины снять подобную мощность просто не в состоянии, либо потребуются сверхгигантские турбоагрегаты, но без них вполне можно обойтись, вполне возможно прямое преобразование тепловой энергии в электрическую. Для этого используется эффект термоэлектронной эмиссии
Большие оксидированные поверхности нагреваются теплоносителем до порядка 1500-2000 град, и излучают электроны на другую металлическую поверхность, охлаждаемую излучением света в вакуум. Понадобятся многие тысячи  метров излучающей поверхности, чтоб преобразовать тераваттную мощность.
Потом нужен будет преобразователь низковольтного постоянного тока в напряжение, требуемое для работы сверхмощного плазменного двигателя. Лучше всего высокочастотное напряжение, но такое получить при таких мощностях слишком сложно. В общем с плазменным двигателем потребуются весьма большие работы. Но это все не принципиально, и вполне достижимо для нынешних технологий, в самом крайнем случае, можно запустить два корабля, один легкий и скоростной с экипажем, второй тяжелый и более тихоходный с основным грузом.

[jre]

С учетом предварительного разгона вокруг Солнца мощность реактора может быть снижена

[jre]

Как вариант, можно взять очень много рабочего тела, типа ж водорода, тогда КПД будет выше, мощность поменьше,  правда потребуется переменная скорость выбрасываемой струи.
Забыл сказать, видимо нужен реактор на быстрых нейтронах, ибо в противном случае понадобится очень много обогащенного урана, а это весьма опасно! Лучше взять уран 238 и окружит оболочкой активную зону, тогда потом можно будет извлечь плутоний.

[Дмитрий Инфан]

25 лет назад, в конце зимы (в феврале, если быть точным), на областном слёте изобретателей и рацианализаторов я защищал проект аналогичного звездолёта - с ядерной силовой установкой и лазерными двигателями (гамма-лазер с ядерной накачкой, позаимствованный из широко известной в ту пору американской программы СОИ). Как ни странно, целью экспедиции у меня тоже была Эпсилон Эридана. Правда стартовая масса корабля у меня была всего 1000 тонн - я старался уменьшить её до предела, так полезная нагрузка (приборы, для исследования планет) у меня исчислялясь даже не в килограммах, а в граммах (звездолёт, естественно, был беспилотный) - это был, как сказали бы сегодня, "нано-звездолёт". Связь с Землёй предполагалось поддерживать не по радио, а с помощью двигателей корабля - лазерный луч направлялся в сторону Земли, соответствующим образом регулировался, модулировался и т. д., на Земле астрономы принимали его через телекоп.
Как ни странно, комиссия выслушала моё не очень связное выступление, в целом, благожелательно, хотя, как теперь понимаю, я был полный дуб в технических вопросах. В оправдание скажу, что мне было всего 15 лет. Эх, молодость, молодость...

[jre]

Гамма -лазер? Любопытно, их вроде так и не доделали? Можно представить какая нужна мощность ЯРД! Проще было обыкновенную "фару" поставить, а в фокусе большой лист из вольфрама или типа того, слишком низкий КПД, как для любого фотонного звездолета, реально построить не получится. Впрочем для подроска весьма похвально!
Очень скверно, что цивилизация вообще звездолеты не рассматривает, как реальность, чисто как игрушку не более того

[jre]

Дмитрий Инфан пишет:
Как ни странно, целью экспедиции у меня тоже была Эпсилон Эридана.

юбопытно, а почему не ближайшая система звезд Альфа Центавра...?

[Дмитрий Инфан]

Потому что Эпсилон Эридана одиночная звезда, похожая на Солнце, где можно было надеяться найти планеты и какую-нибудь жизнь. Альфа Центавра - кратная система, у которой планет быть не должно по определению (как тогда казалось).

[jre]

А ну да, забыл, что тогда кратные звезды исключались, как имеющие планетные системы, хотя достаточно тесные кратные звезды по идее должны терять планеты, ибо их орбиты должны сильно возмущаться и гулять от воздействия второй звезды. Даже в солнечной системе, по расчетам выходит, что планеты тоже весьма существенно перемещаются со своих мест, что уж говорить про кратные звезды, но тем не менее у кратных звезд тоже найдены планеты.

[Дмитрий]

Пока есть только рентгеновский лазер.
`Реальный ЯРД для реального звездолета`-- тема для неграмотных.
Полеты к звездам невозможны из-за высокого yровня радиации,
даже к Марсу опасно лететь.

[Дмитрий]

...

[jre]

Ivan Ivanov пишет:




Пока есть только
рентгеновский лазер.
`Реальный ЯРД для реального звездолета`-- тема для
неграмотных.
Полеты к звездам невозможны из-за высокого yровня радиации,
даже к Марсу опасно лететь.

Вы правы, в обычных кораблях лететь категорически нельзя, хотя некоторые утверждают, что и на Земле в некоторых местах люди нормально живут при высокой радиации, и причем у них не бывает рака! Те, кто имел склонность к раку, они там долго не выживут, а те, кто не имеет, у них врожденная склонность противостоять радиации работает очень хорошо! Это по словам некоторых.
А вообще звездолет обязательно конструируется так, чтоб иметь достаточную защиту от радиации, это вам не тонкостенные Союзы и прочие, прочие... все предусмотрено, в том числе защита от пыли, летящей с огромными скоростями

[jre]

Можно значительно снизить мощность ядерного реактора, если рабочее тело не тащить на себе, а собирать и выбрасывать с не очень большой скоростью. При скорости 5-15 тыс км, можно пошарить в облаке Оорта, там довольно много должно быть конденсата в виде снежинок, а может и чего побольше, чтоб словить это, надо его сначала испарить и превратить в плазму, должен быть сканирующий локатор, для выявления вещества, которое испаряется мощным лазером. Плазма поступает в плазмозаборник, хотя можно еще поле высокой частоты использовать. Ежели будет обнаружено более крупное тело, то придется делать резкий маневр, либо направлять тело в защитный щит. Оно там тоже в плазму превратится

[inneren]

бред это хлеб, а хлеб это брэд
в ЧД однозначно, один из немногих случаев, когда в ЧД и без вариантов
не более чем технологический вынос мозга на данном уровне развития техники, технологии и пр. и др.

[Дмитрий]

Предлагаю  не фантазировать, а сначала изучить основы, которые известны.Так мы сбережем энергию, время, силы, деньги, которых у нас очень мало.
http://rnd.cnews.ru/natur_science/news/top/index_science.shtml?2013/01/04/514674

Вот сделана мной страничка, которую улучшили
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D0%B6%D0%B7%D0%B2%D1%91%D0%B7%D0%B4%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D1%91%D1%82
Попробуйте разработать конкретный маленький узел, например, модель оранжереи в виде атолла в морском аквариуме, изготовьте модель из картона
 и опубликуйте статью с рассчетами.Не страдайте гигантоманией и великими скачками.
Пока не известны физические принципы на которых он будет работать.Но он должен  быть очень простым,  надежным.
Мы не знаем, что такое зимняя спячка животных, как устроен и работает мозг.А это так же связано с конструкцией звездолета.

[Дмитрий]

Мы не знаем, что такое темная энергия и темная материя, которые составляют 80-90% вселенной.Как же без этих знаний о космосе конструировать звездолет?

[jre]

Мы не знаем много чего, это не повод, чтоб сложить руки и ждать у моря погоды после дождичька в четверг, При нынешнем уровне развития техники, науки, технологии, вполне есть возможность слетать к звездам, если использовать новые пионерные идеи и разработки, ибо существующие проекты ну никак не дают возможности никуда далеко слетать.
На счет болезней головного мозга, это для любителей марсианских прогулок проблема, Для звездолета проблемы не будет, ибо обойма с капсулами с космонавтами будет размещена как минимум в 10 м водяной защите или аналогичной.
Проблема только с достижимостью сверхвысокой мощности реактора и надежное ею управление. Это все равно что замедленный взрыв атомной бомбы полностью под контролем и с полным съемом тепловой энергии. Альтернативой может быть только термоядерный реактор, коему нет никаких предпосылок для его постройки на современном научно-техническом уровне, Так что суперядерный реактор это единственная пока возможность для РЕАЛЬНОГО полета к звездам!

[Иван57]

jre пишет:
Мы не знаем много чего, это не повод, чтоб сложить руки и ждать у моря погоды после дождичька в четверг, При нынешнем уровне развития техники, науки, технологии, вполне есть возможность слетать к звездам, если использовать новые пионерные идеи и разработки, ибо существующие проекты ну никак не дают возможности никуда далеко слетать.
На счет болезней головного мозга, это для любителей марсианских прогулок проблема, Для звездолета проблемы не будет, ибо обойма с капсулами с космонавтами будет размещена как минимум в 10 м водяной защите или аналогичной.
Проблема только с достижимостью сверхвысокой мощности реактора и надежное ею управление. Это все равно что замедленный взрыв атомной бомбы полностью под контролем и с полным съемом тепловой энергии. Альтернативой может быть только термоядерный реактор, коему нет никаких предпосылок для его постройки на современном научно-техническом уровне, Так что суперядерный реактор это единственная пока возможность для РЕАЛЬНОГО полета к звездам!

Предпосылка термоядерного реактора во Франции строится.
И по идее термоядерный реактор предпочтительнее ядерного. По крайней мере топлива для него больше.

[pkl]

Иванов пишет:
Мы не знаем, что такое темная энергия и темная материя, которые составляют 80-90% вселенной.Как же без этих знаний о космосе конструировать звездолет?

Люди начали строить паровые машины, ещё не имея полного объёма знаний о теплофизике.

[jre]

Больше топлива, не значит что термоядерный звездолет реальней! Проблема ДАЛЕКО не в топливе! Термоядерные реакторы строятся давно и упорно, и столь же безрезультатно, с большой вероятностью можно предположить и участь французского! Ибо есть принципиальные препятствия для создания рабочего реактора, и их обойти почти не возможно.

[jre]

Изменяю концепцию ядерного звездолета, с целью построить реальный корабль, на звезду долетает корабль 30-40 т веса, с экипажем человек 20-30. Корабль большой, но чрезвычайно легкий, из суперлегких сплавов литий-берилиевых и титановых, а может и из наноматериалов. Перед торможением вес корабля 200-300 т. Стартовая масса преположительно около 3000 т. Мощность реактора можно уменьшить порядка до гигаватта! Видимо нужны два реактора, один гигаваттный, второй легкий - около 10 мегаватт. для торможения, впрочем частично можно затормозиться в короне звезды.
Первоначально предпологалось везти на борту минизавод, с тем чтоб на месте сразу можно было развернуть поселение, и обустроить все на высоком научно-техническом уровне, но это слишком дорогое удовольствие, придется брать лишь мелкий инструмент, все остальное, в том числе и минизавод изготавливается на месте. Плюс еще  берется библиотека, как одна из самых важных частей.
Ну еще и миниоранжерея и банк растений и животных и человеческих половых клеток
В добавок к основному кораблю можно запустить второй вспомогательный, более тяжелый и более тихоходный, с грузом самого необходимого для жизнедеятельности поселенцев. Медицинское оборудование, и все самое необходимое.
Думаю, что подобный проект по силам даже для одной большой страны