Инженерные вопросы межзвездных перелетов

[poruchik]

Корабль, оборудованный двигателем Мотовилова не имеет необходимости везти с собой горючее и безопасней корабля с термоядерным двигателем.

Предлагаю обсудить возможность применения двигателя Мотовилова для межзвездных перелётов.

Дружище, ты  пойми простую вещь - Мотовилова, Пупкина, Черезтризабораногузадерищенского и пр. - без разницы. Как ты будешь преобразовывать энергию в движение и далее в перемещение - дело твое, ГЛАВНОЕ - ГДЕ ТЫ ВОЗЬМЕШЬ СТОЛЬКО ЭНЕРГИИ? Назови источник энергии для полета. Выше были озвучены минимальные цифры 10^22 - 10^24Дж.

[zyxman]

Комрад PathFinder, вся проблема в том, что нет такой-уж принципиальной разницы, каким движком разгонять корабль - в любом случае ему нужно сообщить гигантскую энергию E=M/2*V^2, плюс релятивистский довесок, ибо мы желаем лететь хотя-бы на 0.01C а лучше 0.1C.
Вот с учетом, что корабль получится очень немаленьким, и получается гигантская необходимая энергия.

Обойти эту проблему можно было-бы уменьшением массы корабля, но и тут стараниями ЭНТУЗИАСТОВ (люди не за зарплату это делают), за прошедшие ДЕСЯТИЛЕТИЯ особо ничего революционного не нашли.

[PathFinder]

Обойти эту проблему можно было-бы уменьшением массы корабля

Ну так это и есть тот самый случай. Поскольку вещество для отбрасывания назад возить с собой не нужно. Только энергию.

Вы собственно статью Мотовилова почитайте. Она небольшая.
Там автор сравнивает свой двигатель с идеальным фотонным, причем не в пользу последнего.
Также приведены различные технические характеристики корабля, причём пилотируемого. Стартовая масса - в пределах разумного. Всего 6000 т.
Ещё раз привожу ссылку на статью:
http://epizodsspace.testpilot.ru/bibl/tm/1982/3-serdtse-zv.html

[PathFinder]

ГЛАВНОЕ - ГДЕ ТЫ ВОЗЬМЕШЬ СТОЛЬКО ЭНЕРГИИ? Назови источник энергии для полета. Выше были озвучены минимальные цифры 10^22 - 10^24Дж.

1. На ум приходит только термоядерный реактор.
2. Атомный - уже будет маловато.
3. Анигиляция - непрактично и вряд ли физически реализуемо.
4. Кто нибудь в курсе возможна ли в принципе какая-нибудь энергетика на уровне кварков?
5. Получение энергии из вакуума (благо в космосе этого добра предостаточно :lol:). Вроде даже академически признанная вещь. Насколько я понимаю - труднореализуемый способ.

[poruchik]

PathFinder пишет:
 

Также приведены различные технические характеристики корабля, причём пилотируемого. Стартовая масса - в пределах разумного. Всего 6000 т.
Ещё раз привожу ссылку на статью:
http://epizodsspace.testpilot.ru/bibl/tm/1982/3-serdtse-zv.html

Дружище, ну ты ж считать то умеешь.
6000тх9х10^16=54х10^22Дж - и это при КПД 100%, т.е. если всю ее "впитает" корабль. Т.е. фактически аннигиляционный энергоноситель предлагается авторами, без учета потерь на преобразование, непараллельность излучения и т.д.. Тогда такие проекты "на пределе оценки" были в моде, т.к. всерьез никто не рассматривал практическую реализацию в ближайшее время.

[hlynin]

Ещё раз привожу ссылку на статью:
http://epizodsspace.testpilot.ru/bibl/tm/1982/3-serdtse-zv.html

Это заброшенный сайт
Лучше так:
http://epizodsspace.no-ip.org/bibl/tm/1982/3/serdtse-zv.html

[zyxman]

Обойти эту проблему можно было-бы уменьшением массы корабля

Ну так это и есть тот самый случай. Поскольку вещество для отбрасывания назад возить с собой не нужно. Только энергию.

А в случае паруса не нужно и энергию с собой возить.

Масса корабля получается большой потому что включает в себя СЖО и запчасти на десятилетия полета, а не только потому что нужно еще с собой топливо тащить.

[AACH]

Колонизация будет там, где будут подходящие ресурсы и энергия. Если человек отправит пилотируемый корабль к звездам, это будет означать, что он УЖЕ научился жить в космосе. И тогда не будет важно, есть в звездной системе подходящие планеты с кислородом и жидкой водой или нет.

Замечательное высказывание. Подписываюсь.

[AACH]

poruchik пишет:
 

Также приведены различные технические характеристики корабля, причём пилотируемого. Стартовая масса - в пределах разумного. Всего 6000 т.
Ещё раз привожу ссылку на статью:
http://epizodsspace.testpilot.ru/bibl/tm/1982/3-serdtse-zv.html

Дружище, ну ты ж считать то умеешь.
6000тх9х10^16=54х10^22Дж - и это при КПД 100%, т.е. если всю ее "впитает" корабль. Т.е. фактически аннигиляционный энергоноситель предлагается авторами, без учета потерь на преобразование, непараллельность излучения и т.д.. Тогда такие проекты "на пределе оценки" были в моде, т.к. всерьез никто не рассматривал практическую реализацию в ближайшее время.

Зачем вы 6000т анигилировали? Это неверно по отношению к разгону корабля. Есть формула Циалковского. е^(Vкорабля/U истеч.) = Mстартовая/Mконечная       в результате для разгона до 0,1с  имеем 5,9*10^22 Дж, что в 10 раз меньше вашей цифры.

[zyxman]

Не ради флуда, а только потому что меня ОШИБОЧНО указали автором цитаты, замечу, что по массе ПИЛОТИРУЕМОГО корабля совершенно надежных оценок еще не существует, потому что нет оценки на минимально допустимый размер экипажа.
В зависимости от того, какие допущения использует автор проекта, оценки численности экипажа разнятся от десятка человек, до сотен миллионов.

[Макар]

Я насчитал, что рабочее тело, (частицы) нужно ускорять именно до скоростей близких к С. Энергии действительно надо много.
Но огромные размеры кораблей это как раз большой плюс. Что при 0.1С что при 0.5С время перелета немалое, спать мы не умеем.

[AACH]

Я насчитал, что рабочее тело, (частицы) нужно ускорять именно до скоростей близких к С. Энергии действительно надо много.
Но огромные размеры кораблей это как раз большой плюс. Что при 0.1С что при 0.5С время перелета немалое, спать мы не умеем.

Тоже делаю попытки расчета звездолета на ускорителе, но за основу беру результаты полученные на БАКе. На этом ускорителе пучок из 10 млрд протонов разгоняют до энергии 3,5 Тэв. Вопрос - какую скорость имеет пучок?
Не понимаю в чем тут собака зарыта-пока не получается расчитать.

[AACH]

Все понял в чем дело. Данные брал с новостных сайтов, а там написано 3,5 Тэв на пучек, оказывается не на пучок, а на один протон. Суммарная энергия столкновения двух протонов составляет 7 Тэв.
      Так вот масса покоя протона 938 Мэв, получаем соотношение масс 3,5Тэв/938Мэв=3700  т.е. на выходе из сопла звездолета протон будет иметь релятивистскую массу в 3700 раз превышающую массу покоя.
 Самое приятное в этом, что установка действующая.
Самое неприятное КПД установки, хочу выяснить какое?
Самое, самое неприятное это тяга движка, интуитивно чувствую, что это самое узкое место. Найду цифры посчитаю.  
И можно ли как нибудь бороться с гигантской массой ускорителя?

[Иван Моисеев]

И можно ли как нибудь бороться с гигантской массой ускорителя?

Можно. Но...
Чтобы ускорять - надо где-то брать энергию, преобразовывать ее в электрическую и делать еще массу телодвижений.
Не глядя сразу можно сказать, что масса такой ДУ на единицу тяги получится неприемлемо большой.

[AACH]

И можно ли как нибудь бороться с гигантской массой ускорителя?

Можно. Но...
Чтобы ускорять - надо где-то брать энергию, преобразовывать ее в электрическую и делать еще массу телодвижений.
Не глядя сразу можно сказать, что масса такой ДУ на единицу тяги получится неприемлемо большой.

Привожу выдержку из статьи:
Характеристики LHC впечатляют. В каждой из двух кольцевых труб длиной 27 километров будет циркулировать протонный пучок, состоящий из 2 808 сгустков по 100 миллиардов протонов в каждом. Его поперечник 0,03 мм, а суммарная масса всех протонов в пучке меньше 1 нанограмма (10-9 г) — легче пылинки, но в них запасена чудовищная энергия: 300 мегаджоулей, что сопоставимо с кинетической энергией самолета или 100 кг тротила. Не удивительно, что предусмотрены все возможные меры безопасности, начиная от системы слежения за пучком и заканчивая специальным« «аварийным выходом» для него: в случае дестабилизации пучка специальные магниты в считанные доли миллисекунды уведут его по длинному туннелю в бункер, где он поглотится огромной графитовой мишенью. Еще большая энергия — 10 миллиардов джоулей — запасена в нескольких тысячах сверхпроводящих магнитов, работающих при температуре лишь на два градуса выше абсолютного нуля. При этой температуре жидкий гелий, используемый для охлаждения, становится сверхтекучим и у него резко повышается теплопроводность, что помогает охлаждать установку. Все эти магниты уже смонтированы и в целях безопасности тестируются на «выживание» в разных нештатных ситуациях.


Как видите из этих цифр -КПД очень высокое 300млн/10млрд=0,03
3% КПД просто здорово!

[Иван Моисеев]

Как видите из этих цифр -КПД очень высокое 300млн/10млрд=0,03
3% КПД просто здорово!

А какое КПД у устройств, которые вырабатывают электроэнергию?
Его также надо считать - ракета все на себе тащит.
Вообще-то устройства преобразования электроэнергии имеют высокий КПД и 3% у вас получилось явно некорректно - надо делить энергия в пучке на потребляемую энергию, а у вас там энергия запасенная.
Но и получив высокий КПД рано радоваться - представьте 2 тонный двигатель для мопеда с КПД 99% - много радости от КПД будет?

[vlad7308]

я правильно понимаю, что вот-вот будет снова изобретен ионный двигатель?  

[AACH]

А какое КПД у устройств, которые вырабатывают электроэнергию?
Его также надо считать - ракета все на себе тащит.
Вообще-то устройства преобразования электроэнергии имеют высокий КПД и 3% у вас получилось явно некорректно - надо делить энергия в пучке на потребляемую энергию, а у вас там энергия запасенная.
Но и получив высокий КПД рано радоваться - представьте 2 тонный двигатель для мопеда с КПД 99% - много радости от КПД будет?

запасенная/запасеная =1
Вот еще:
Считал от проектной мощности коллайдера 180Мвт, но не хватает данных -за какое время разгоняли протон до энергии 7(проектная) Тэв.  Взял за секунду, КПД получилось 80%. Одно уравнение-два неизвестных-тоска.
Теперь о двигателе к мопеду: раз не знаем массу, давайте предпологать. Возьмем метр тороида за тонну. 27 км - это 27000 000кг.
F=ma отсюда ускорение а=180/27=6,7 m/c^2. Вы сами предложили КПД-100%.

[Макар]

Речь идет не об ионах, а о чистых частицах, ядрах или электронах.
Электроны быстрей достигают упора в рост массы, а сила, действующая на единицу заряда одинакова. Ионы, т.е. ядра, частично потерявшие электроны не загонишь в резонанс, а именно линейно-резонансный ускоритель даст максимальную скорость истечения при минимальной массе.

[vlad7308]

Речь идет не об ионах, а о чистых частицах, ядрах или электронах.
Электроны быстрей достигают упора в рост массы, а сила, действующая на единицу заряда одинакова. Ионы, т.е. ядра, частично потерявшие электроны не загонишь в резонанс, а именно линейно-резонансный ускоритель даст максимальную скорость истечения при минимальной массе.

угу, понятно.
очень, очень интересно... а как же... ну да ладно, бог с ним

скажите, а ион водорода - он эээ.. ион или он ядро? или он - чистая частица?