NASA выдало грант на разработку необычного двигателя для полётов в межзвёздное пространство

[Veganin]

https://3dnews.ru/1084022/nasa-vidalo-grant-na-razrabotku-neobichnogo-raketnogo-dvigatelya-dlya-polyotov-v-megzvyozdnoe-prostranstvo
https://www.nasa.gov/directorates/spacetech/niac/2023/Pellet_Beam_Propulsion/

NASA выдало грант на разработку необычного ракетного двигателя для полётов в межзвёздное пространство
25.03.2023 [12:44],  Геннадий Детинич

Из числа 14 концептуальных разработок грант NASA получил проект, который может совершить революцию в освоении далёких уголков Солнечной системы. Это проект ракетного двигателя, который теоретически позволит ракете за 5 лет преодолеть тот путь, который зонд «Вояджер-1» проделал за 35 лет. Полёты внутри системы перестанут быть событиями длиною в человеческую жизнь.



Сумму в размере $175 тыс. NASA выдало группе учёных из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. «На первом этапе мы продемонстрируем осуществимость предложенной концепции двигательной установки путём детального моделирования различных подсистем предложенной двигательной установки и проведения экспериментальных исследований», — сказал руководитель проекта Артур Давоян (Artur Davoyan).

В основе предложенного решения pellet-beam (луч-пеллеты) лежит та же концепция, что и со звёздным парусом, питаемым внешней лазерной установкой. В своё время российский бизнесмен Юрий Мильнер и знаменитый британский ученый Стивен Хокинг инициировали проект Breakthrough Starshot, цель которого заключается в отправке мини-спутников к звездной системе Альфа Центавра. Небольшой зонд должен был приводиться в движение мощной лазерной установкой на орбите Земли, которая била бы в парус и разгоняла бы космический аппарат.

Концепция pellet-beam предполагает почти то же самое, но только вместо фотонов в парус или двигатель с мощным магнитным полем будут бить сгустки плазмы. Очевидным образом плазма будет сильнее взаимодействовать с парусом или магнитным полем двигателя корабля, чем не имеющие массы фотоны. Это позволит быстрее и сильнее разогнать корабль и, что более важно, намного более тяжёлый, чем лёгкий как пёрышко зонд под парусом. В конце концов, на зонде размером с обувную коробку много оборудования отправить нельзя по определению.

Согласно расчётам, для разгона корабля массой 1 т до скорости 120 км/с понадобится 10-МВт лазер на орбите. Двигатель pellet-beam позволит достичь внешних планет менее чем за год, а уйти на 100 а.е. примерно за 3 года. Выскочить из гравитационной линзы Солнца на удалении примерно 500 а.е. можно будет за 15 лет. На такой скорости пройденное за 35 лет зондом «Вояджер-1» расстояние в 122 а.е. будет преодолено за 5 лет.

Концепция pellet-beam предполагает, что топливо будет подаваться не из корабля, а в корабль. Гранулы топливного вещества будут выстреливаться в сторону корабля и облучаться мощным лазером. За счёт эффекта лазерной абляции вещество будет испаряться с поверхности гранул и ускоряться, превращаясь постепенно в облачко летящей на огромной скорости плазмы. Плазма будет бить в магнитное поле двигателя корабля и ускорять его. Звучит как фантастика, но NASA не пожалело на разработку концепции денег. Будет интересно узнать, что из этого получится.

[pkl]

Блин, вспомнились мои фантазии:
https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/index.php?topic=9994.msg464937#msg464937
А так идея старая, но вряд ли реализуемая при нынешних технологиях. НАСА лучше бы дала денег на разработку термоглиссера и/или ЯЭДУ - у них больше шансов на реализацию при нашей жизни.

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Лиса возглавляла отдел работающей над темой: Продергивание верблюда через иголочное ушко. Лет через десять заинтересовались достижениями отдела. Ну, лиса водит по лабораториям, показывает технику, плакаты с графиками, все как положено. Все ждут фуршета. Осталось выяснить вопрос, а каковы результаты? Некоторые результаты уже есть, говорит лиса, проблема частично уже решена... и продергивает шерстинку через игольное ушко.
К чему это я. К тому, что шерстинка в проекте есть. Несомненно можно создать и лазер нужной мощности, и испарить, и разогнать. Но вот с попаданием. Я не знаю, как можно будет решить вопрос точного наведения пучка на аппарат, когда расстояние до него станет таким, что сигнал будет проходить некоторое достаточно большое время, за которое сам аппарат будет пролетать некоторое большое расстояние. Практически точно знать местоположение аппарата мы принципиально не сможем. Можно будет увеличивать толщину луча, но довольно скоро до совершенно неприличных размеров. Глухой номер, но на начальном этапе шерстинку через игольное ушко будут красиво продергивать... за БОЛЬШОЕ финансирование.

[Dulevo]

В аппарат будет бить не луч - а пеллеты разогнанные лучом.
Так что точно нацеливать вам не надо.

Аппарат сам будет корректировать свою позицию подстраиваясь под уклонение пеллет (как корректируют огонь с помощью трассеров).

Ну и сам разгон - будет идти на достаточно короткой дистанции.

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

То есть у аппарата будет уже своя система коррекции???

[Dulevo]

Должна быть. Но фиг знает что они там напроектируют.

[opinion]

Пишут про скорость пеллет 120 км/с. Астрономическая единица - 150 млн км. Сильно округляя и не учитывая торможение в гравитационном поле Солнца, получаем примерно 10 суток на одну а.е. Или 100 а.е. примерно за три года. Но как эта оценка перекочевала на космический корабль, разгоняемый этими пеллетами, мне непонятно.

[blik]

1. пеллета на 120 км/с это снаряд высочайшей пробивной способности. Как собираются передавать импульс  от пеллет на корабль без разрушения последнего?

2. выстрел всегда идет с разбросом по скорости и направлению и на дальности от а.е. и больше этот разброс будет огромен, много больше размеров корабля, как передавать импульс от пеллет на корабль?

3 " ... вещество будет испаряться с поверхности гранул и ускоряться, превращаясь постепенно в облачко летящей на огромной скорости плазмы. .."
как эта плазма в относительно компактном виде долетит до корабля и не расширится до размеров планеты?

[opinion]

3 " ... вещество будет испаряться с поверхности гранул и ускоряться, превращаясь постепенно в облачко летящей на огромной скорости плазмы. .."
как эта плазма в относительно компактном виде долетит до корабля и не расширится до размеров планеты?

Это отсебятина переводчиков.

[Dulevo]

Там сказано что пеллеты будут передавать импульс магнитному полю (как и во многих других концепциях пелетного разгона)
- для этого - им надо быть плазмой.

Видимо все-таки разгон предполагается на маленькой дистанции и плазма не успеет расшириться.

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Там сказано что пеллеты будут передавать импульс магнитному полю (как и во многих других концепциях пелетного разгона)
- для этого - им надо быть плазмой.

Видимо все-таки разгон предполагается на маленькой дистанции и плазма не успеет расшириться.

То есть на аппарате еще и установка для создания магнитного поля с нехилой электроустановкой к нему... Боюсь, что такой аппаратец на малой дистанции уже не разгонишь.

[Шлангенциркуль]

~100 км/с на отлете можно получить более традиционным способом при разгоне у Солнца.

[Dulevo]

Но если получится с помощью пеллет разогнать до 100 км...
То это можно будет дальше совершенствовать - в перспективе - до десятков тысяч км.

Проект на перспективу.

[pkl]

Нет, раньше такие называли "проект в рабочий стол".

[Бертикъ]

Такие проекты всегда и везде называются просто распилом.

[Dulevo]

Из одного такого распила выросла система автоуправления автомобилями.

Из другого - стартап по термояду.

Это называется - инвестирование в будущее.

Пусть из 1000 проектов только один окажется стоящим. Этот один - оправдывает затраты на тысячи которые оказались невыполнимыми.

[pkl]

Вы понимаете вообще всю сложность задачи? Есть же профильная тема и там перечислялись возможные решения. В т.ч. и такие.

Да и вообще, по правде говоря, нам бы сначала нормально научиться вылезать из гравитационной ямы собственной планеты.

[nonconvex]

Из одного такого распила выросла система автоуправления автомобилями.

Из другого - стартап по термояду.

Это называется - инвестирование в будущее.

Пусть из 1000 проектов только один окажется стоящим. Этот один - оправдывает затраты на тысячи которые оказались невыполнимыми.

Хороший лозунг для инвесторов, запишу.

[Dulevo]

Не поверите - они это знают. Называется Венчур инвестмент.
Инвестируют в стартапы зная что треть не переживет и пары лет, а 75% - развалится в течении 20 лет.

А здесь - это даже не инвестмент - а вклад денег в развитии технологий находящихся в зародыше.
Скорее всего не получится - но зато будет заложен фундамент для будущих попыток в этом направлении.

[nonconvex]

Не поверите - они это знают. Называется Венчур инвестмент.

Скажите, у вас один стартап, или таки два?