Инженерные вопросы межзвездных перелетов

[fan2fan]

Если миссия настолько зависима от Земли как "Вояджеры", то это вопрос скорее не сюда а в психологические вопросы

Но очевидно, что миссия не просуществует дольше чем существует организация, которая заинтересована в этой миссии, поэтому нужно либо делать миссию полностью независимой от Земли, либо думать как сделать чтобы организация надежно просуществовала все запланированное время и имела возможность работать

А если миссию сделать "с открытым кодом", "по принципу Википедии" ? Т.е. чтобы не было одной определенной организации, управляющей ею. Ну, трудно представить, как это технически реализовать пока что - но вот если дело заранее дойдет до по-настоящему любительской космонавтики (потомок N-prize, скажем), то такая технология может быть к тому времени уже быть разработана...
 

Но через 500 лет все устаканится.

Мы пока сейчас еще не созрели для такого полета.
Мы пока еще можем удваивать свои знания о сути жизни куда боле дешевыми методами и быстрей. Наблюдение из далека (телескопы) дадут массу новых данных, пищи для анализа общей ситуации (сколько этих самых "живых" планет).
 
Интуитивно, я считаю, что  будет ОГРОМНОЙ удачей, если мы найдем хотя бы одну планету в пределах 100 св. лет с подозрительным содержанием кислорода в атмосфере.

Не имел в виду таких больших сроков ожидания возможности осуществления, и имел в виду, что межзвездная миссия вовсе не обязательно должна преследовать изучение жизни. Ведь и миссия "Вояджеров" (и "Пионеров"), по срокам сопоставимые с возрастом космонавтики - тоже скорее астрофизические (точнее "планетофизические"). Кроме того, техническая возможность полета со скоростью 0,01с  (3 тыс км/сек) может появиться сравнительно скоро (околосолнечный маневр и т.д.) - это позводит осуществить настоящую миссию в межзвездном пространстве (хотя и не буквально по достижению даже ближайших звезд - 400 лет до Альфв Центавра звучит пока фантастикой). И такого рода полеты могут не противоречить общей стратегии дистанционного изучения космоса: скажем, не "Тау", а "100Тау" (удаление астрономических приборов в межзвездное пространство может иметь какие-то пока неизвестные преимущества - мы же его толком пока не достигли и "Вояджерами", свойств не знаем). Ну, если бы Хаббл летел по отлетной тракетории из Солнечной системы с большой скоростью, было бы соблазнительно оснастить его чем-то, чем можно исследовать далекие миры, которые он может достичь через сотни лет... У него одно главное зеркало 800 кг весит, да и в целом теоретически "где 12 тонн, там и 16" (но скорее всего не 30 :-)). Но все-таки пока что перспективы миссий, продленная фаза которых может стать настоящей межзвездной экспедицией, пока совершенно неясны (что же это может быть)....

[Alex_Semenov]

То есть, упрощенно, "светится" оболочка из падающей в дыру материи?

Диск, не оболочка. Есть еще вариант получения энергии от эргосферы вращающейся ЧД.

Видимо джеты – это как раз тот самый поток плазмы, которая не упала на дыру, но посредством промежуточных преобразований впитал часть энергии. Так?

Про механизм возникновения джетов однозначного мнения нет, а теорий хватает. Но они (джеты) точно есть :lol:.

Про то что джеты реально есть, "Знаем, плавали!" (с)



Но остается открытым вопрос: как микрочерную дыру "оседлать"? То есть, как привязать к ней все остальную систему тяги и сам звездолет?
Это если у нас такая дыра уже есть.
Ее сделать – задача еще круче.
Но я думаю, что если дыру можно оседлать, то ради такого дела, какие-нибудь III-и по карышеву сверумники могли бы и гамма-всплеск какой-нибудь ненужной звезды устроить. Как потом это они соберут в точку? Это отдельный вопрос.
И тем не менее все это очень хорошая хард сайнс фикшен.

[tagus]

А еще, что-то оценки энерговыделения у меня (130 киловатт) и у господ  Louis Crane and Shawn Westmoreland, Kansas State University (56 петаватт) для ЧД весом 10^9 кг сильно не сошлись. Пересчитайте пожалуйста...

У меня и Alex_Semenov не сошлись потому, что считаем мы по Стефану-Больцману для черного тела. А у мистеров Крейна и Вестморлэнда есть на этот счет особое мнение:

The luminosity, or total radiated power P, of a BH emitting Hawking radiation is somewhat subtle to compute. For a "poor man's estimate," take the area of the BH to be 4*pi*R^2 , and take T as given by Equation (2). The Stefan-Boltzmann black body law gives P  1/R2 , where the constant of proportionality is about 7.86 * 10^22 W*m2 . This na1ve approximation fails to take into account several important features however, such as the various different particle species that can be created. It turns out that the total amount of radiated power is, even at low energies, a bit underestimated in this way. As the black hole gets smaller and more energetic, the error is compounded. Since we are interested in very energetic BHs, the estimate provided by the Stefan-Boltzmann law is a bit too na1ve for our present purposes.
                                     
Thereby we will use a more sophisticated calculation on the power of Hawking radiance which is based on work from References [4] (MacGibbon and Webber) and [5] (MacGibbon).

[Alex_Semenov]

Кстати, мне не в лом, но я  не понял, что поправлять то тогда?

Перепроверять. Вывод формулы мощности. Он в документе на вражеском языке есть.

Да мне для начала нужно было бы первоисточник почитать...
Авторов идеи звездолета.
 
Если серьезно браться за идею.
Я ведь тут выступаю как очень скептический трезво мыслящий инженер. И для меня звездолет на ЧД всего лишь еще одна идея на очень очнен после после завтра. Игра ума в которую я по слабости характера втянулся потому что тут кто-то подбросил пищу для рассуждений.
 :wink:

[Alex_Semenov]

У меня и Alex_Semenov не сошлись потому, что считаем мы по Стефану-Больцману для черного тела. А у мистеров Крейна и Вестморлэнда есть на этот счет особое мнение:

Вообще говоря, если у вас есть две гипотезы  то в инжерерных оценках идеи надо брать ту, которая дает вам худший результат. Если у вас получается и с худшим результатом неплохо, то с лучшим у вас получится и подавно.
А судя по тому что мы насчитали, даже полагая ЧД АЧТ мы уже получаем неплохой результат. Так что лучше опираться на уже сделанные нами более скромные (в 100 раз) оценки.

[tagus]

такого рода полеты могут не противоречить общей стратегии дистанционного изучения космоса: скажем, не "Тау", а "100Тау" (удаление астрономических приборов в межзвездное пространство может иметь какие-то пока неизвестные преимущества

Есть, как минимум, одно очень известное преимущество: чем дальше улетят астрономические приборы, тем точнее можно измерить расстояния до звезд, а это - одна из основ межзвездной навигации. Ну и всякие исследования межзвездной среды со счетов тоже сбрасывать не следует.

[Alex_Semenov]

Не имел в виду таких больших сроков ожидания возможности осуществления....

Я понял вас. Вы имели в виду ближайшее будущее.
Да. Если парусники получат развитие, то возможность для легких автоматов на 0.001с и даже 0.005с становятся вполне осязаемой.
Но видя как развивается даже насущный автоматный космос (когда "Прометей" просветит льды Европы?), сдается мне что каких-либо миссий и в Оорт (типа "Тау") мы будем ждать ну очень долго.
На XXI век я вообще не рассчитываю. Почему? Я считаю что главная задача научной космонавтики в  XXI-м веке – ВЫЖИТЬ при том дерьме, что здесь на планете будет иметь место.
Всякие там прожектеры всяких там концепций развития космоса, насколько я понимаю, рассчитывают на старую добрую ситуацию бесконечного роста старой доброй либеральной экономики.
Так?
Так вот. Ничего этого не будет. И действительно реалистичный прогноз космоса на завтра и тем более послезавтра надо делать исходя из предположения, что во второй половине XXI века космонавтике будет ну очень туго.
Вы вот такую поправку, глядя в будущее, делаете?
Нет.
А я делаю. Поэтому я не рассчитываю на какие-либо проекты в вашем духе. Их не будет.
Да и не нужны они.
Всему свое время.

[tagus]

если у вас есть две гипотезы  то в инжерерных оценках идеи надо брать ту, которая дает вам худший результат

Угу.

Мне, вот, с инженерной точки зрения, другой вопрос интересен: чем гамму отражать будем?

[КотКот]

Вот для создания черных минидыр и нужно строить СФЕРУ ДАЙСОНА. Отражаем излучение  в другую точку (не в Солнце) и при правильной фокусировке там образуется ЧЕРНАЯ Дыра.

Даже здесь уже предложили два способа полета на Черной Дыре:

--- Собственно на излучении Хокинга.
Но тут возникают проблемы Гамма-зеркала

--- Джетовый вариант. В принципе здесь можно использовать Бассарда  и термоядерный вариант.

А это уже эскадры.... Правда ещё Ганс не приходил......

Если же использовать Миллиардо тонные черные дыры, то окружив их собственными сферами Дайсона, можно создать автономные миры. Если их будет много, это будет Малая метагалактика......

[tagus]

для создания черных минидыр и нужно строить СФЕРУ ДАЙСОНА. Отражаем излучение  в другую точку (не в Солнце) и при правильной фокусировке там образуется ЧЕРНАЯ Дыра.

А если белая получится - что делать будем?

[Alex_Semenov]

Пока не утонула ВАЖНАЯ реплика.

Новые подробности по проекту "100-уеar Starship" (NASA-DAPRA):

NASA с помощью Google создаст межзвездный корабль?

http://rus.delfi.lv/news/technology/discovery/google-budet-finansirovat-mezhplanetnye-polety.d?id=35485307

В частности:

$1,1 млн., выделенных сейчас на исследования, совершенно недостаточно для финансирования такого амбициозного проекта, как колонизации новых миров, поэтому глава проекта Пит Уорден хочет привлечь к нему частное финансирование. "Мы надеемся вовлечь в "100-year Starship" некоторых известных миллиардеров", — говорит Уорден.
Им, к примеру, может быть один из основателей Google — Ларри Пейдж, который уже вел с Уорденом переговоры о цене полета на Марс — планеты, которая, вероятно, будет испытательным полигоном для более амбициозной миссии за пределы Солнечной системы.
...
Что касается достижения инопланетных миров, Пит Уорден очень оптимистичен. "Через несколько лет мы увидим первый настоящий прототип межзвездного космического корабля", — уверяет он.

Интересно: пресс-секретарь DAPRA - Павел Еременко. Может здесь знает его кто-нибудь?

Иван. Мне по данной ссылке вот что понравилось:

Задача нынешнего этапа исследований — разработать "сумму технологий" необходимых для того, чтобы межзвездные путешествия стали реальностью.

Это фактически то, что я поставил себе несколько лет назад в качестве личной задачи еще в конце того самого разговора на "Мембране" что вы выложили чуть ниже. И насколько я понял, пока к этой идее мало кто присоединился. Возможно я сам виноват?
Много дерусь здесь и мало пополняю свой сайт?

Когда я читаю подобные новости у меня возникает некий соревновательный запал. Мы, люди объединенные единым языковым пространством ("русским менталитетом") и единой жуткой (и поэтому великой) историей просто обязаны участвовать в подобных "гонках". У нас есть "культурное наследие" которое обязывает...
Подобное участие и есть часть самоидентификации нации.
Что же мы все сопли распускаем по потерянному великому прошлому?
Мы тоже обязаны участвовать в гонке идей.
И не  как чиновники DARPA, а именно как представители СОБСТВЕННОЙ культурной ойкумены. Мы должны показать им нашу русскую "кузькину мать"!
В таком участии, думаю, заинтересованы и представители ГЛАВЕНСТВУЮЩЕЙ в мире культурной традиции - американцы и англичане.  Они просто скучают без нас. Загадочных "противников" русских...
Пускай там участвуют французы, японцы, китайцы.  И разумеется мы!
Согласны? Тут не нужны какие-то супер-деньги. Тут нужно ЖЕЛАНИЕ...
Вот, например, листаешь Evolo ...



http://www.evolo.us/

...и думаешь: ну почему у нас такого никто не проектирует?
Всякие там французы, китайцы... Арабские какие-то студенты-архитекторы что-то пыжатся... И получается!
Я понимаю они копируют англосаксов... Но все равно - молодцы...
А мы?
А вот, оказывается есть же и у нас поползновения!



http://zhelezyaka.com/news.php?id=4746
АБ Элис – наши люди ведь! Молодцы!
Я сам думал, что кемберлитовые трубки - прекрасные заготовки под подземные структуры...
Пускай сумасшествие все это. Пускай прожекты архитекторов-фантазеров...
Мы то знаем что наша Сибирь – непролазная, вонючая дыра!...
Не осуществиться это никогда!
А вот все равно – чувство гордости за Родину.... (хотя какая для меня теперь Россия родина?) В общем как-то за державу засранную и тысячу раз проданную уже и не обидно...

Будущего нет у того, кто об этом будущем не мечтает!

Иван. Вы же москвич и вроде общественный деятель по линии космонавтики.
Неужели я да вы – все российская "команда" в этой уже вроде как начавшейся гонке проектов?
Неужели на фоне всей той тресконти вокруг Сколково, нет ни одного пионЭра, который бы вместо этой МОДНОЙ  нано-пило-технологии не мечтал бы о звездах по-взрослому? С графиками, расчетмаи... Наперекор всему!
 :?:

[hecata]

Если я нигде не ошибся (а вроде бы все верно) и данная мне tagus формула верна, то мощность излучения Хокинга для черной дыры массой в миллион тонн у меня получилась 3,57726E+14 ватт. То есть 350 ТВт.
Гораздо больше чем у вас.
Кто из нас ошибся?

Я нашел свою ошибку. Да, по классической формуле получается 350 тераватт. Александр, помните, я вас спрашивал в личке, есть ли какие-то статьи, где параметры маленьких ЧД посчитаны более аккуратно, и говорил,
что скорее всего такие стати найдутся у исследователей темы МП

Вся материя, что закручивается вокруг дыры в конце концов падает внутрь или все же что-то улетает? Видимо джеты – это как раз тот самый поток плазмы, которая не упала на дыру, но посредством промежуточных преобразований впитал часть энергии. Так?

Да, так.

Если такой звездолет действительно возможен, то его создатели получают уникальную возможность совершать не только межгалактические путешествия с сильным релятивистским сжатием времени, но и вообще отправиться "на край вселенной" с постоянным ускорением. Сжать, что называется тау в ноль...

Во всяком случае, ЧД-звездолеты - это единственное в существующей физике решение энергетической проблемы МП путешествий. Нет, есть еще конечно баки с антипротонами, но это вариант послабее, термоядерные еще слабее.

Про проблему "подвеса" ЧД. Возможно, заряженную ЧД удастся подвесить в электростатическом поле.

[tagus]

ЧД-звездолеты - это единственное в существующей физике решение энергетической проблемы МП путешествий

Только в части хранения энергии. Как эту эергию в ЧД закачать и как ее потом оттуда эффективно извлечь - вопросы куда сложнее, чем для ТЯРД.

[hecata]

ЧД-звездолеты - это единственное в существующей физике решение энергетической проблемы МП путешествий

Только в части хранения энергии. Как эту эергию в ЧД закачать и как ее потом оттуда эффективно извлечь - вопросы куда сложнее, чем для ТЯРД.

В смысле как сделать искусственную ЧД? Ну вот господа из Канзаса нам предлагают...

Вообще-то речь не о хранении, точнее не только о хранении.

Во-1 ЧД - это аккумулятор энергии, ее можно раскручивать и тормозить

Во-2 это конвертор материи в энергию

В-3 это движитель.

При этом на много порядков лучше по энергомассовому совершенству...

[КотКот]

Во-2 это конвертор материи в энергию
...

А также энергию в материю. Пропуская через неё любое вещество, мы можем получить протий.....

[tagus]

Во-1 ЧД - это аккумулятор энергии, ее можно раскручивать и тормозить

Ну допустим. А энергия для раскрутки откуда?

Во-2 это конвертор материи в энергию

А аннигиляционный, или термоядерный двигатели - типа нет?

В-3 это движитель.

Любой реактивный двигатель является двигателем-движителем. В чем принципиальное отличие от аннигиляционного и термоядерного?

При этом на много порядков лучше по энергомассовому совершенству...

Возможно. Увидим по первому экспериментальному образцу.

[hecata]

Кстати, одна из главных проблем с искусственными черными дырами  - это как ее кормить. Представляете, для объекта очень очень субатомных размеров (10 аттометров - это 1/90 диаметра протона), какая плотность излучения будет возле сферы шварцшильда? Т.е. "питание" надо очень точно нацелить и очень сильно разогнать, что бы преодолеть давление излучения... Этот вопрос еще ждет своего исследователя, ибо на энергиях в сотни ТэВ, характерных для таких масштабов все не так просто

Мне вот интересно что будет если такая ЧД попадает в центр протона...

[КотКот]

Во-1 ЧД - это аккумулятор энергии, ее можно раскручивать и тормозить

Ну допустим. А энергия для раскрутки откуда?

От самой дыры....

Во-2 это конвертор материи в энергию

А аннигиляционный, или термоядерный двигатели - типа нет?

Анигиляционный --- 23 %
Термоядерный 6 %
......

В-3 это движитель.

Любой реактивный двигатель является двигателем-движителем. В чем принципиальное отличие от аннигиляционного и термоядерного?

Это тоже движетель. Иначе зачем его рассматривать с точки зрения космонавтики...

При этом на много порядков лучше по энергомассовому совершенству...

Возможно. Увидим по первому экспериментальному образцу.

Галактоходы --- вперед.....

[КотКот]

Кстати, одна из главных проблем с искусственными черными дырами  - это как ее кормить. Представляете, для объекта очень очень субатомных размеров (10 аттометров - это 1/90 диаметра протона), какая плотность излучения будет возле сферы шварцшильда? Т.е. "питание" надо очень точно нацелить и очень сильно разогнать, что бы преодолеть давление излучения... Этот вопрос еще ждет своего исследователя, ибо на энергиях в сотни ТэВ, характерных для таких масштабов все не так просто

Мне вот интересно что будет если такая ЧД попадает в центр протона...

Масса черной дыры увеличится на один протон.....

[tagus]

А энергия для раскрутки откуда?

От самой дыры....

perpetuum mobile?

Анигиляционный --- 23 %
Термоядерный 6 %

Чернодырчатый - ?%
В любом случае, разница чисто количественная. Преобразование массы в энергию - не есть уникальный атрибут чернодырного двигателя.