Инженерные вопросы межзвездных перелетов

[Alex_Semenov]

Блин, только сейчас сообразил какую фигню сморозил!
Как раз для линзы движение ее краев не важно!
Когда волна входит в пленку, которая от нее убегает на скорости v, ее длина увеличивается на dl = lv/c. Но когда выходит с обратной стороны, то она как бы излучается (принцип Гюйгенса) движущимся объектом уже в сторону фокуса и длина волны опять возвращается к необходимой.
Так что для паралинзы проблема колебаний краев несущественна!

[poruchik]

Иван Моисеев пишет:
 

poruchik пишет:
 

tagus пишет:
 

.........

По моей классификации
http://path-2.narod.ru/02/01/urov.htm

полеты через черную дыру - это "1".

Моисеев несколько не понял. Это не кротовые норы. Внимательнее почитайте. Предлагается использовать ЧД, как энергоустановку, а не как тоннель. Кстати классификация довольно субъективная, на усмотрение классификатора.

[Иван Моисеев]

Моисеев несколько не понял. Это не кротовые норы. Внимательнее почитайте. Предлагается использовать ЧД, как энергоустановку, а не как тоннель. Кстати классификация довольно субъективная, на усмотрение классификатора.

Это я не не понял, а позабыл. Где это обсуждалось?

Что касается классификации, то любая классификация - это просто инструмент.
Как может молоток быть субъективным? Могут быть другие молотки.
Если есть подобная классификация (другой молоток) - я бы с удовольствием с ней познакомился.

[AlexV]

Так что для паралинзы проблема колебаний краев несущественна!

Да, эта проблема касается в основном зеркал и антенных полей. Для паралинзы она, на первый взгляд, не так актуальна. Так уж, похоже, у схемы Форварда особых альтернатив нет.

[zyxman]

Кстати я как-то читал про нынешние работы ЕМНИС ЕКА, по гигантскому космическому интерферометру - они делают сверхпрецизионные ионники, как раз для компенсации колебаний/смещений отдельных зеркал.
А положение, насколько я понял, будет поддерживаться также интерферометрически, но в качестве меры будет применяться луч с более короткой волной чем рабочая.

[poruchik]

Это я не не понял, а позабыл. Где это обсуждалось?

В этой ветке, только много страниц раньше

[Alex_Semenov]

Кстати я как-то читал про нынешние работы ЕМНИС ЕКА, по гигантскому космическому интерферометру - они делают сверхпрецизионные ионники, как раз для компенсации колебаний/смещений отдельных зеркал.
А положение, насколько я понял, будет поддерживаться также интерферометрически, но в качестве меры будет применяться луч с более короткой волной чем рабочая.

Именно это я и имел в виду, когда говорил о "динамической стабилизации". И именно лазерами, длина волны которых много меньше базовой.
Кстати.
Один из немаловажных факторов перспективности того или иного метода МП - его "халявность". То есть, у технологии есть хорошие перспективы появится  в металле, если она является синтезом ряда востребованных наукой и обществом не-МП технологий, которые развивались (или будут развиваться) для других целей. Останется в итоге только "чуть" доработать имеющиеся решения и "вперед к звездам"!
Так Форвард очень надеялся, что СОИ Рейгана продвинет его парусники к реализации "на халяву" за счет Пентагоновских сверхрасходов. Поэтому он очень сильно рекламировал и военные технологии сверхтонких парусов (например, спутники-шпионы на неестественно-приподнятых орбитах для наблюдения за полюсом, через который, как известно, планировалось вести обмен ядерными ударами). Но политики оказались умней, и вовремя остановили "планов гормоздье".
Так вот, технология динамичной стабилизации больших систем в космосе хочешь не хочешь будет развиваться для космических телескопов-интерферометров. Экзопланетология - это первейшая проблема для астрономии XXI века, как ни крути. Да и вообще астрономия. А учитывая тенденции на сворачивание пилотируемой космонавтики (она будет свернута!) появление в космосе гигантских телескопов в XXI неизбежно, если человечество достаточно плавно пройдет "черную сингулярность" (наложение пиков энергетического, демографического и экономического кризисов) и вообще не откажется от исследования космоса хоть как-нибудь.
А вот мощные (гигаватты) непрерывные лазеры (да еще накачиваемые солнечным светом) вряд ли появятся "сами собой" для каких-то других целей в ближайшие 100-300 лет. Не нужны они ни для чего, кроме межзвездных парусников. Увы!
То есть эволюционным путем появится не могут. Нужен бросок типа программы "Аполлон". А рассчитывать на них – не стоит.
Далее. Мощные мазеры. Они сейчас в основном развиваются для магнитного термояда (ими греют плазму) и по мелочам... Но гигаватные мазеры (да еще и ниже мм длиной волны) тоже никому особо не нужны пока (и вряд ли будут нужны). Очень сильно они продвинулись бы появись у нас SPS (ОСЭ) - орбитальные солнечные электростанции. Но шансов на это очень немного.
Энергетические проблемы Земли будут решаться на Земле. Это и к гадалке не ходи!

Технология самого лазерного паруса очень близки солнечным парусам. Там главное получить низкую удельную плотность ~0.1 г/м2. Те паруса, что сейчас пробуют разворачивать в космосе на много порядков тяжелее. Но у парусов есть все шансы продвинуться к идеалу до конца  XXI веке. Ведь сверхлегкие солнечные паруса-автоматы обещают невиданные скорости запуска легким исследовательским зондам "нахаляву". Это то, что нужно научной космонавтики в условиях затяжного кризиса. Так что есть надежда что тут успех будет достигнут.
Но, разумеется, до конца XXI века мы все будем строить красивые планы, компьютерные модели по поводу межзвездных полетов. Не более. Возможно до конца XXIII века...
Я безапелляционно уверен: прежде чем опять взглянуть на звезды человечество должно очень радикально измениться. И эти радикальные перемены могут его вообще прикончить. Колонизация космоса=полет к звездам – задача на послезавтра. Возможно даже не для людей или не таких людей как мы с вами.

Одно ясно как день – современное постиндустриальное болото, современный человек (как он есть) не в состоянии ни то что к звездам, но на Луну вернутся. Увы!

[Alex_Semenov]

James Bickford describes an orbital plasma magnet system for concentrating and trapping antiprotons.

Некто James Bickford предложил проект установки для сбора антивещества накапливаемого в магнитных полях Земли.
Магнитные ловушки будут улавливать антипротоны и накапливать.
Расчитываемая производительность - 8.6 микрограмм в год.

http://nextbigfuture.com/search/label/nuclear

Если бы удалось собирать все антивещество в пределах солнечной
системы - это было бы около килограмма в день.

Спсибо. Ценная ссылка. Вернее там есть ссылка на ценный Pdf. Все нашли?
Вообще-то это развитие уже старой идеи (2003?).
Помните эту идею?
http://www.daviddarling.info/encyclopedia/A/antimatter-driven_sail.html



Вот часть I:
http://www.hbartech.com/niac_sail1_final.pdf
Авторы тогда уверяли, что им над пару грамм антиматерии чтобы запустить небольшой "парусник" к Альфе Центавре на маленькой скорости (до 0.01с). Это идея из класс Зубринской ракеты на "соленой воде". Источник энергии распад урана но экзотическая антиматерия нужна здесь для катализа.
Так вот, второй изюминкой идеи (помимо паруса-реактора) был антипротонный харвейстер. У меня давно есть работа его описывающая. Незнаю в сети она сейчас есть? Это были три статически заряженные проволочные сферы массой до 10 т и в км диаметром.
Есть расчеты, схемы оценки его производительности.
А работа в данной ссылке (обратите внимание там типа "часть II") уже развивает идею сбора антиматерии в космосе. Почему я и обрадовался увидив эту работу.
То есть процесс в этом направлении пошел. Идея зацепилась и выжила в умах ученых.
Конечно, глупцы будут пускать слюни: "Ура! ученые работаю и значит скоро у нас будут тонны дармового антивещества!" Но обратите внимание. Хитрые ученые говорят о нанограммах за 900 тысяч долларов. И для такого сбора нужно немала железа разместить в космосе.
Очень плохим фактом для антиматерии является, то что она в заметных количествах нужна только для МП. То есть для "баловства".
Никакая попутная технология ее не подвезет к реализации эволюционным путем.
Хотите лично мое мнение?
Антиматерия никогда (даже Z0) не будет использоваться в количествах больших грамм или килограмм. Это слишком экзотическое вещество. Слишком дорогое. Нужны гигантские поля заполненные комбайнами возле колец типа Сатурна чтобы собрать заметное количество "дармовой" антиматерии.
Расходовать ее тупо, сжигая для перевозки аватаров в засолнечные колонии никто никогда не будет.
Но в нужном месте нужным образом примененное оно очень даже может пригодится.

Хотя проекты звездолетов на тысячи тонн антиматерии (от того же Фрисби или даже Камерона все равно остаются интересными.
Я говорил и говорю – мне интересна проблема МП в целом. Мне мало знать как мы полетим к звездам. Мне надо знать почему мы не полетим другими способами....

Полет к звездам как и полет по воздуху в конечном итоге ограничится одним- двумя спобобами (самолет-вертолет и все). Да будут там "воздушные шары" или совсем экзотика. Но основной способ перемещения через 10 000 лет – миллион будет один. И навсегда.
Если не изобретут дыру в параллельный мир, спалив для этого целую галактику и миллион лет времени.
Но это будет уже совсем другая история.

[КотКот]

Процесс перевода "Дедала" прошел экватор и приближается к  стадии "ловли блох" мелких ошибок....
http://daedalus-zvezdolet.narod.ru/index.html

[Иван Моисеев]

Процесс перевода "Дедала" прошел экватор и приближается к  стадии "ловли блох" мелких ошибок....
http://daedalus-zvezdolet.narod.ru/index.html

Здорово! Аплодисменты.
Насчет "ловли блох". Когда скажете, что какая-то глава готова - дайте отмашку - я подключусь.

[Wyvern]

Процесс перевода "Дедала" прошел экватор и приближается к  стадии "ловли блох" мелких ошибок....
http://daedalus-zvezdolet.narod.ru/index.html

Где там собственно расчет двигателя? энергия в импульсе, ускорение за испульс, среднее ускорение и проч.? Оч. надо  :?

[КотКот]

Процесс перевода "Дедала" прошел экватор и приближается к  стадии "ловли блох" мелких ошибок....
http://daedalus-zvezdolet.narod.ru/index.html

Где там собственно расчет двигателя? энергия в импульсе, ускорение за испульс, среднее ускорение и проч.? Оч. надо  :?

Честно говоря ,у меня пока глаза разбегаются,  где-то в 5-6 частях надо искать.......

[zyxman]

Что-то снова и снова возвращаюсь к теме распределенных оптических систем

Итак, не новость:
24 февраля 2007
Институт Bae продемонстрировал прототип "фотонного двигателя" для высокоточной коррекции положения.
Идея состоит в том, что лазерный луч оказывает давление на зеркала, и регулирование интенсивности луча позволяет изменять это давление с очень высокой точностью - примерно в 100000 раз точнее существующих ракетных двигателей (честно не знаю, какие именно двигатели подразумевались, однако твердотелый лазер, пожалуй, действительно точнее чего угодно).
http://www.engadget.com/2007/02/24/bae-institute-crafts-magical-photonic-laser-thruster

вообще загляните все сюда:
http://www.niac.usra.edu/newsroom/index.html

Это Институт Передовых концепций НАСА, который был в 2007 году закрыт ввиду недостаточного финансирования (клятый Constellation съел все деньги), однако там уже успели исследовать много интересных вещей и некоторые даже запланированы к внедрению в миссиях ближайшего времени.

[КотКот]

Почти разобрался с большинством таблиц. Началась стадия ловли блох...

[Alex_Semenov]

Замучила проблема.

Как подвесить отражающее  зеркало над северным (южным) полюсом Каллисто?
В чем суть задачи?
Я решил все же покрутить эту глупую идею - использовать какую-нибудь луну  Юпитера в качестве межзвездного космодрома. То есть в качестве базы для двигателя межзвездного парусника.
Возьмите, например, Калисто.



Орбита далеко от радиационных поясов Юпитера (там, в случае полета к Юпитеру людей планируют разместить первую обитаемую базу).



Эта луна удобна для расположения мощной энергетической (термоядерной) системы на 4-100 Тватт. Гигантские запасы очень холодного льда (для термодинамических циклов) позволят получить очень высокий тепловой КПД от турбин (до 60-75%). Там есть наверняка вся гамма минеральных ресурсов для построения и развертывания такой грандиозной системы. Не исключено что система будет разворачиваться в "автоматическом режиме" без участия нас, людей.

Там вакуум (нет атмосферы). Небольшая сила тяжести (в восемь раз меньше чем земная).
Рай для машинного саморепликатора.
Луна движется по орбите вокруг Юпитера делая один оборот за 16 дней.
http://ru.wikipedia.org/wiki/Каллисто (спутник)
Наклон плоскости орбиты к эклиптике 2 градуса. Почти нет.
Спутник, разумеется, всегда повернут одной стороной к гиганту-хозяину.
Но.
Это все же спутник планеты, который совершает сложное движение в пространстве.
Поэтому мы здесь не мудрствуем и  рассматриваем короткую длину волны 1 мкм (используем, например лазеры на свободных электронах) и классическую схему с линзой, как предлагал Форвард. То о чем говорил AlexV таким образом почти снимается. Хотя и в этом случаее нам понадобится синтез апертуры (чтобы получить все же точечный источник) диаметр излучателя здесь определяется не дифракцией на расстоянии разгона (эта функция переходит к паралинзе находящейся далеко отсюда, зависшей в апогее вытянутой элептической орбиры вокруг Юпитера), а термодинамическими ограничениями. Так для 4 TW (разгон небольшой автоматической миссии) нам понадобится массив зеркал не менее 2 км в диаметре (и то греться они будут очень сильно но у нас под руками масса хладогена и огромные поля льда в качестве дармового радиатора).
Твердая опора для излучателя – массивная луна - тоже вещь не последняя.
Но где это поле излучателей (в 2-20 км диаметром) разместить на поверхности спутника?
Есть два места, где можно расположить излучатели, запускающие межзвездный зонд.
Северный и южный полюс.
Звездный купол над ними почти не вращается.
Если вы запускаете звездолет к звездам в полярной (относительно эклиптики солнечной системы) области неба, то все что вам надо - расположить излучатель на южном или северном полюсе. Небольшое отклонение (до 30 а то и 45 градусов) можно компенсировать наклоном отдельных фасеток излучателя, хотя в этом случае вы должны сопровождать цель в течении местных суток.
Это проблема. Но не самая большая, учитывая что у нас твердое основание.
Но как быть с эклиптическим экватором (и субтропиками)?
Звезды в этой зоне для полярных излучателей считай недоступны. Нужно излучатель ставить на попа (2 км в диаметре?!) или подвешивать над излучателем перенаправляющее зеркало.
Если зеркало (в 2-5 км диаметром тоже) подвесить над серевным (южным) полюсом под углом в 45 градусов к лучу, то оно прекрасно перенаправит луч на любую экваториальную цель-звезду и даже южнее (если излучатель на северном полюсе). Таким образом наш межзведный космодром накрывает более чем половину купола.
Две стартовых площаднки – весь купол с избытком.
Конечно, теперь иногда (в некоторых случаях) луч будет пересекаться Юпитером (раз в 16 дней). На это время его надо отключать. Это будут короткие остановки и они вряд ли будут значительно влиять на динамику разгона (который длится около года).
Но наше зеркало должно именно леветировать над полюсом. Висеть неподвижно (относительно полюса Каллисто).
Любая орбита здесь не подходит.
Собственно говоря, световое давление луча в 4 000 гигаватт оказывает давление силой в 2,67E+04 ньютон (то есть в пару тонн силы) и учитывая малую силу тяжести луны, от падения на поверхность оно могло бы удерживаться именно самим лучом,  будучи достаточно массивным.
Но! Зеркало должно быть повернуто к лучу примерно под углом 45 градусов (конечно в зависимости от положения звезды-цели этот угол может быть и больше и меньше). А это значит, что сила светового давления (всегла перпендикулярная плоскости зеркала) будет раскладываться на два вектора.    
Вектор полезной силы - направленный против силы тяжести (подвешивающий зеркало над полюсом) и вредный вектор силы – направленный в бок по касательной в плоскости экватора.
Тяжко это расписывать. Все представили?
Вот как теперь бороться с этой вредной силой, которая естественно сместит спутник с полярной вертикали?
В этом и суть задачи.
Сначала я полагал, что ну и пускай смещает. По мере смещения эта паразитная сила будет компенсироваться смещением вектора силы тяжести против нее (который всегда направлен к центру луны). Но если вы все нарисуете: луч из полюса, его вектор, рассмотрите принцип отражения (угол падения равен углу отражения) и поймете как направлен вектор давления, то вам станет ясно что полностью компенсировать боковую силу за счет тяжести луны и смещения спутника для случая экваториальной звезды-цели вам не удастся. Даже если вы пренебрежете радиусом луны (что делать нельзя).
Кстати, в таком случае полярные излучатели (а в другом месте их никак не разместишь чтобы они всегда были в поле зрения зеркала) должны наклонять свои телескопы очень низко к горизонту и сопровождать зеркало в течение местных суток, что тоже не есть гуд (хотя такой механизм мы все равно вынуждены предусмотреть изначально).
В общем сильно смещать от полярной вертикали зеркало нежелательно да и нет смысла.
Но тогда чем компенсировать паразитную реакцию?
Есть две идеи "в лоб".

Первая, поганая. Двигателем. Скажем ионным. Энергии для его работы у нас более чем достаточно.  Остается для таких двигателей только запастись реактивной массой. Но тогда само зеркала становится телом переменной массы и учитывая что оно частично висит на луче, мы получаем ненужные нам сложности.

Вторая идея – получше. Использовать магнитное поле Юпитера. Тогда, кстати, луны ближе к Юпитеру (Европа например) выглядят предпочтительней там поле и плотность ионов больше.
Смысл в том что  мы можем компенсировать боковую реакцию зеркала с помощью электродинамической связки, то есть силой Лоренца.



Но может быть есть идеи получше?

Я рассматривал идею просто привязать зеркало к луне. Тросами. Скажем, на высоте 5-10 км... Но мне эта идея показалась неразумной. Такое зеркало должно поворачиваться в азимутальной плоскости  относительно поверхности (на самом деле это луна поворачивается, двигаясь по орбите, а луч должен направляться в неподвижную точку на небесной сфере). Значит все же лучше левитация.
Но как тогда компернсировать паразитную реактивную силу, которая равна косинус (или синус) 45 градусов (например) от силы давления светового луча?
На мой взгляд очень интересная астроинженерная задача.
Кручу ее в голове уже несколько дней...
Но все хожу кругами.
Может все же ионный двигатель который как-то снабжается топливом опять же с поверхности Калисто?
Но тогда как?

[zyxman]

Но как тогда компернсировать паразитную реактивную силу, которая равна косинус (или синус) 45 градусов (например) от силы давления светового луча?

Повесить два (или более) зеркала - чтобы отраженные лучи шли в разных направлениях, и их паразитные реактивные силы векторно складывались в ноль, и запускать сразу много зондов в разных направлениях.
А остаточные силы компенсировать ионником или еще как-то (кстати, магнитный парус в комплекте с ускорителем, находящимся на поверхности, тоже может давать боковой вектор).

[КотКот]

Но как тогда компернсировать паразитную реактивную силу, которая равна косинус (или синус) 45 градусов (например) от силы давления светового луча?

Повесить два (или более) зеркала - чтобы отраженные лучи шли в разных направлениях, и их паразитные реактивные силы векторно складывались в ноль, и запускать сразу много зондов в разных направлениях.
А остаточные силы компенсировать ионником или еще как-то (кстати, магнитный парус в комплекте с ускорителем, находящимся на поверхности, тоже может давать боковой вектор).

1.У Сатурна , Нептуна и Урана можно подобрать на эти случаи подходящие спутники
2. Наклон Барнарда --- 4 градуса
    Толиман    ---   -60 градусов
    Сириус     ---    -16 градусов
    Так что такая система подойдет только для Альфы Центавра...

[zyxman]

Так что такая система подойдет только для Альфы Центавра...

Какая именно система? - Я там две предложил.

[Alex_Semenov]

Запуск сразу двух парусников считаю идеей несерьезной.
Мне нужно запускать куда я хочу и когда хочу.

А остаточные силы компенсировать ионником или еще как-то (кстати, магнитный парус в комплекте с ускорителем, находящимся на поверхности, тоже может давать боковой вектор).

Поначалу я решил, что ваша идея левитации на магнитном парусе – золотая идея без изъянов.
То, что мне нужно! Вот смотрите.
В чем изюминка?
Хочешь увеличить импульс (m*v) увеличивай или скорость (экономя массу) или массу (экономя энергию). Нам нужно последнее. Массы на Калисто 10^ 23. Мы хотим сэкономить энергию, но и ее у нас тут тераватты. То есть мы можем создать искусственный восходящий поток плазмы с полюса!
Энергия от скорости растет  квадратично. Это значит что снизив скорость потока (увеличив его массу) в N раз и увеличивая его массу в N раз я получая тот же импульс, экономлю энергию (на создание противоимпульса) в N^2 раз.
Так, на глаз, используя поток плазмы с полюса в 300 км/с (солнечный ветер ~ 500 км/с) я имею скорость материи по сравнению со световым лучом в  1000 раз меньшую, а значит ориентировочно в миллион раз меньшие энергозатраты (по сравнению с основным лучем).
Более точный расчет дает более скромные цифры.
Импульс света P= 2W/c = 4E+12*2/300 000 000 = 26 666,67 [Н*c] =[м/с]*[кг]
Если скорость плазмы v=300 км/с, то для создания ею такого же импульса нам надо за секунду обрушивать на парус: m=P/v = 0,089 кг  (89 г) заряженных частиц.
Считаем кинетическую энергию этой плазмы (классически, так как скорость невелика) E=0,089* (300 000)^2/2 =4 000 000 000 Дж. И так как все это за секунду, то нам нужно на противодействие реакции луча 4 ГВатта энергии в виде потока плазмы. Это в 1000 раз меньше чем мощность луча. То есть 0.1% от энергии самого луча.
Это очень небольшая доля всей энергетической мощности системы. На зеркалах мы теряем до 3%, На зонах Эйри 16% !
Самое замечательное, мы можем этим потоком не только комперсировать боковое дейстие луча но и помогать ему поддерживать массивное зеркало от падения. Действительно, магнитный парус может работать как в нормальной так и в аксиальной ориентации.



Подробней см: http://go2starss.narod.ru/pub/E014_PPV.html

То есть подвесив зеркало по нужным образом "перекошенным" парусом мы можем не только так компенсировать реакцию на зеркало, но и дополнительно удерживать  зеркала  в вертикальном направлении (что электродинамическая связка не сможет ибо в этом направлении как раз и направлены силовые линии магнитного поля Юпитера).
Система работает тихо, плавно (хотя вспышки на солнце могут это дело потревожить).
Сам магнитрый парус – система легкая.
Все почти идеально.
Но это все плюсы.
Минусы.
Подвешивать зеркало над полюсом желательно как можно выше.

Во-первых на большей высоте меньше сила тяжести. А значит зеркало  можно сделать тяжелее. Так на высоте 100 км сила тяжется в 9.25 раз меньше чем на Земле. На высоте 1000 км в 17 раз. На высоте 10 000 в 226 раз меньше.

Во-вторых если у нас больше высота левитации зеркала, то сам Каллисто создает меньшую тень в его поле зрения и мы можем накрыть нашим лучом больший угол южного купола неба. Так при 100 км мы можем запускать парусники от 90 градусов (эклиптика) до 73 градусов южнее. И только А при 1000 км почти на 45 градусов. При 10 000 мы добиваем на юг аж до 12 градусов.
То есть высоко подвешенное зеркало – саоме то.
Но теперь представьте себе махонький парус (токовая петля в пару км в диаметре) на расстоянии 1000 – 10 000 км от полюса. Некая установка вокруг излучателя генерирует искуственный восходящий поток плазмы. Около килограмма в секунду.  Как попасть в крошечный парус этим потоком заряженной плазмы,  которые все время норовят разлететься в стороны? Кто знает? Физики!
Плазма у нас достаточно холодная.

Вообще говоря высота парения зеркала может быть любой. Если мы отражаем луч на юг то фактически весь импульс луча работает против силы тяжести (у нас будет очень небольшая боковая составляющая, но будет). Когда же мы запускаем парусник к экваториальной звезде, паразитная сила на синус 45 "торчит у нас в бок". Именно тогда с ней тяжелее всего бороться. Но в этом случае и высота левитации зеркала может быть очень небольшой. До десятков километров над излучателем.
То есть в разных ситуация ситуация будет разной.
Но хотелось бы иметь универсальное решение.

Интересно, можно ли фокусировать в пятно пару километров поток относительно холодной плазмы (300-100 км/с) на дистанцию 1000 – 5000 км?
Если речь идет о протонах, то это (если не ошибаюсь) 0.47 КЭв
Скажем пустив по центру кольцевого столба медленных протонов (основных носителей импульса) поток более быстрых и потому узконаправленных электронов. Это же фактически провод. Электроны создают поле, которое закручивает вокруг себя протоны не давая им уйти далеко от указанного им направления.
Может быть?
Кстати, со стороны это будет красиво смотреться? Луч плазмы из полюса спутника.
Ведь  луч света (видимый они или инфракрасный) со стороны никому не виден.


Еще одна идея, которую я не знаю как рассчитать. Световая труба. Говорят по трубе из света (опять же лазеры) можно было бы перекачивать кислород (газ) с Земли на Луну. А можно ли по такой трубе подавать на леветирующее зеркало (всего то 1000-5000 км!) рабочую массу для его стабилизирующего двигателя?
Чем холодней такой газ (и выше его масса), тем меньше энергии на стабилизацию зеркала надо.
Очень заманчиво использовать относительно холодный газ не только как реактивную массу, но и как хладоген. Зеркало будет сильно греться. Если бы потерянную на зеркале энергию можно было бы еще использовать как энергию стабилизируюшего двигателя – цены этой бы идее не было бы.

Я рассматривал идею просто запускать к зеркалу время от времени заправщики. Заправщик выстреливается магнитной катапультой (похожей на "американские горки") так, чтобы  как раз зависнуть примерно на высоте зеркала. Приближаясь к ней он включает маневровые двигатели, сближается, стыкуется, сливает топливо, отстыковывается и падает на посадку.
Концепция по многим параметрах неплоха. Но есть минус.
Неудобным свойством данной системы будет то что постепенных расход запаса рабочей массы на борту зеркала, а в особенности быстрое переливание очередной порции топлива из заправщика, хочешь не хочешь, будет раскачивать весь объект во время операции. А зеркало должно висеть с микронной точностью, "как вкопанное" направленное на цель.

[zyxman]

В плотных пучках заряженных частиц вообще есть существенная проблема - эти частицы взаимно отталкиваются и соответственно разлетаются.
Одно из решений - неравновесная плазма, в которой большой избыток электронов - на единицах метров это точно помогает.

На больших расстояниях вероятно все-же прийдется поступать по-другому - очень разреженный поток и очень высокие энергии..

Кстати я вижу еще проблему: будет синхротронное излучение, возникающее прямо на парусе.

А вот кстати рабочее тело действительно можно переносить ускорителем - например рабочее тело (или хороший сорбент) в виде заряженной пыли ускорять до такой скорости, чтобы около отражательной системы пылинки имели скорость порядка менее 200-300м/с, а на месте их собирать электростатически, перерабатывать, итд.