Инженерные вопросы межзвездных перелетов

[dan14444]

До уровня грибов, значить?
Человека придётся полностью пересобрать, задача, сравнимая с переносом сознания на искусственные носители .

Легко поднять устойчивость к ударным дозам - порядок, а то и 2, достижимы представимыми средствами. В том смысле, что пОциент выживет, но "здоровье у него будет уже не то" .
А вот системный мутагенез чем-то вроде двухцепочечных разрывов и ты ды - это жоппа. И чем высокоэнергетичнее облучение - тем бОльшая.
Проще на планете перелететь .

[чайник17]

Легко поднять устойчивость к ударным дозам - порядок, а то и 2, достижимы представимыми средствами. В том смысле, что пОциент выживет, но "здоровье у него будет уже не то" .
А вот системный мутагенез чем-то вроде двухцепочечных разрывов и ты ды - это жоппа. И чем высокоэнергетичнее облучение - тем бОльшая.
Проще на планете перелететь .

Если Вам проще перелететь на планете чем представить себе диплоидного или тетраплоидного человека - перелетайте, кто ж Вам не даёт.
А мне проще представить себе фермент, считающий контрольную сумму, чем перелёт на планете.

[dan14444]

Полиплоидность проблему радикально не решит , да и сделать такого человека в обозримом будущем... Хотя, если считать, сколько людей по сути растения...

А вот фермент и контрольная сумма - это круто! Но ей-ей, проще на планете, ну или мозги оцифровать

[dan14444]

Человек наооборот - только без мозгов, большинства мышц и костей.

Без мозгов, говорите?...  :wink:

А вообще да, это вменяемая дорожка. Как сделают приличный интерфейс мозг-машина, а это реально в ближайшие лет 100 - так можно будет думать.
Разумеется, никаких 3.5кг и даже 35 кг - потребуется минимум реактор для синтеза глюкозы, запасы всякой витаминообразной мелочи, синтез или запасы аминокислот... Но масса СЖО по сравнению с тем, что на целую тушку надо - упадёт на порядок.

Но - ждём интерфейса. Замечу, что такая киборгизация изменит цивилизацию глобально, и всякие космические СЖО будут мелкими побочными эффектами.
Увеличится продолжительность жизни - в разы. Увеличится вместимость планеты - на порядки. Вырастет приличный виртуал. И много ещё чего.

[hecata]

Масса полностью замкнутой СЖО на 1 человека – 35 тонн

А обязательно пользоваться технологиями уровня прошлого тысячелетия? Может быть, межзвездный корабль на конной тяге тогда рассмотреть?
35 кг - вот максимальный уровень массы СЖО соответствующий межзвёздным перелётам. Искусственный организм, с прямым питанием от электричества. Человек наооборот - только без мозгов, большинства мышц и костей.
Если подсоединяться напрямую к кровообращению, в 3.5 кг вполне реально уложиться...

Может сразу телепорт? Не подскажете, как оценка в 3.5 кг делалась?

[Alex_Semenov]

Сразу - "процедурный вопрос"
Это касается не только Чайника17 но и других.

Как мелко... от Вас не ожидал.
. . .
Только не говорите что
геном человека менять нииизззяя!!!!!!!!!!!!!!!!!! -
а то у меня наступит полный когнитивный диссонасс.

Послушайте.
Я уже в который раз сталкиваюсь с это проблемой недопонимания. Не только здесь.
Поймите. Все кто меня сейчас читает.
Я достаточно давно интересуюсь проблемой МП. И мне просто скучно теперь дискутировать проблему "в целом", "вообще".
ТО, ЧТО ПЫТАЮТСЯ ТУТ ДЕЛАТЬ ВСЕ ОСТАЛЬНЫЕ.
Там нет предмета спора. Там есть кучи вопросов, вариантов, возможностей, оценить которые мы с вами сейчас НЕ МОЖЕМ.
Чего переливать из пустого в порожнее?
Я это уже сто раз делал.
Что остается?
Мне лично интересны нюансы. Именно сценарии. Версии. Альтернативы.
А что если...
Поэтому я выбираю для себя рамки очередной "игры". Вот скажем, если машины могут мыслить и мы их однажды создадим? Что тогда?
Ля-ля-ля. И у нас идет диспут о деталях. О машинных саморепликаторах в поясе астероидов, например. Пошло –поехоло.
Или...
Недавно на "Астрофоруме" мы играли в другую игру. Корабль поколений. Что если люди никогда не создадут ИИ и тогда... Через 500 лет они строят корабль-город.
Какой он будет?
Рамки игры очерчены.
Строим корабль-город! Я выбрал взыволет. И мы пошли обсуждать. Ля-ля-ля... В раках этой задачи.
Но..
И там (как вы здесь) без конца прибегали вякие умники которые кричали: "Дураки вы все! Не так надо! ВСЕ НЕ ТАК! Во как надо!"
И сколько с таким людом не борись, они  вечно появляются и орут.
Еще бы! Место где можно показать свой ум!
То есть свое широкое МИРОВОЗЗРЕНИЕ!
Меня удивляет то, что люди просто не могут даже понять, чем я не доволен...
Они искренне удивлены.
Я не знаю как это назвать. Интернет-кретинизм?

Вот посмотрите последние 5 страниц здесь (хотя бы!)
О чем речь?
Разве мы обсуждаем тут тему МП вообще?
Тема вообще то называется ИНЖЕНЕРНЫЕ (ля-ля-ля). То есть предполагаются уже рамки.
Я ведь вас не хочу унизить. Я думаю вы (и не только вас касается) разумный человек.
Вы можете понять что здесь и сейчая я пытаюсь играть В РАМКАХ некой более узкой задачи. Очень узкой. Предельно узкой.
Повторю:
Альтернативная история.
В 1985 году в СССР группа советских инженеров получила задание Партии и Правительства догнать и перегнать Запад в области МП-проектов. Спроектировать наш советский звездолет. 200 лет полета для 100 человек на 10 св. лет.
Границы ПЕСОЧНИЦЫ определены четко и ясно.
Песок насыпан.
Давайте играться тем, что у нас есть. Фантазировать в рамках принятых правил. Не потому что по-взрослому играть в жизнь я не умею. Я сейчас не хочу. Я устал. И хочу быть ребенокм. Получить кайф...
Вы  в детстве  игрались в песочнице?

Причем тут генно-модифицированные люди? Причем тут роботы? Причем тут общая философия?
Это все равно если бы я с любовью выстроил в песочнице город, дороги, навтыкал туда оловянных солдатиков, танчиков и... А вы пришли... Я понимаю. У вас нет ни "танчиков" ни "солдатиков". Но есть самолюбие и... новые сандали от мамы. И вы сандалиями начали наши хрупкие построения ломать. Мол дураки вы пацаны все! Мои сандалии все эти ваши игрушечные города разрушат в два счета!
Ну и какая у меня должна быть реакция?
 :evil:
Поставьте себя на мое место.
 :wink:

[Странник]

000

[zyxman]

Причем тут генно-модифицированные люди? Причем тут роботы? Причем тут общая философия?

Как это причем? А хомо советикус это вам чего? А исследования мозгов Ульянова на предмет причин гениальности? :lol:

[Alex_Semenov]

В данном случае речь идет о защите жилых помещений от ГКИ (галактическое космическое излучение). То есть радиации идущей со всех сторон и очень мощная.  Самой противной (ибо нужна действительно круговая защита).

Давайте грубо попробуем оценить, какая защита от ГКИ  нам нужна.
Вот так выглядит его спектр
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/8b/Cosmic_ray_flux_versus_particle_energy.svg

Я не могу видеть этот формат. Поковырявшись в сети пять минут я понял что легче найти нормальный график. Действительно через 30 секунд нашел.
Вы имеете в виду это?
http://dic.academic.ru/pictures/bse/gif/0237393416.gif
Взято здесь:
http://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/98957/%D0%9A%D0%BE%D1%81%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B5

Еще. Не надо оценивать толщину защиты. Уже оценена. И я на рисунке написал.
10 т/м2 – это атмосфера Земли. Но достаточно 5 т/м2
0,6 т/м2 это в ~ 10 раз меньше.
Надо понять этого может хаватить или нет?
Блин... даже не соображу сейчас... Тут экспонента...
Гм...

Возьмем и посчитаем некоторые точки. Синяя область соответствует именно галактическому излучению.
Тогда сумарно на 6644 метра квадратных сферы в 46 метров за 60 лет (2*10^9 секунд) придется от ~13*10^13 частиц энергией 10 ГЭВ, до 3*10^5 частиц 10^15 Эв.

Вы предлагаете умножить штуки на джоули и потом перевести в бэры или зиверты?

Уже здесь видно, что это фактически приговор. Завтра будут расчеты по торможению протонов от ГЭВов до ПЭВов в различных материалах, а так же расчет поглощения полученного спектра вот этой штукой
http://en.wikipedia.org/wiki/Stopping_and_Range_of_Ions_in_Matter

Тут мы и поймем сколько ЭВ (в радах не оценить наверное) получит средний обитатель корабля за жизнь.

Допустим.
НО!
Два варианта.
Допустим я стану с вами спорить. Что мне и хочется сделать. В общем то у меня есть подозрение что вы мухлюете в своих расчетах. У вас простота, кторая хуже воровства... Во всяком случае частицам с 10^15 Эв, (1000000 ГЭв), если не ошибаюсь не то что атмосфера Земли, но и глубина океана (возможно) не помеха. И именно поэтому бояться их энергии просто глупо.
Никто не склонен недооценивать ГКИ. Вопрос лишь в том, не переоцениваем ли мы его?
Но именно поэтому я и предлагаю защиту которая всего лишь на порядок слабее той, что предоставляет нам атмосфера Земли.
Вы это уловили?
Я прикрыл обитаемые модули полуметровым слоем  воды.
Я вообще то плаваю в радиационных расчетах. Чтобы их правильно выполнить, надо напрячься... Если вы спец – то не надо меня пугать уровнем радиации ГКИ. Покажите просто и ясно почему полуметровая броня не годится там где годится пятиметровая броня (это то я знаю точно! Факт).
Ок?
И поспешите, а то я сам додумаюсь...


Второй вариант.
Допустим вы действительно окажитесь правы. Пол метра брони мало.
У вас есть позитивные идеи ИМЕННО в рамках обсуждаемого мною проекта?
Не общая философия ("Не так надо! Не так вообще!" Я знаю что надо все не так. Но мне это пока не интересно) а именно в рамках задачи Партии и Правительства.

Вот представьте (что наша жизнь? Игра!) Вы один из тех кому поставили задачу в 1985-м. Вы советский ученый или инженер. И у вас мнение. Я (ваш коллега по НПО "Астра") их каких-то своих чисто двигательистских соображений предложил поселить 100 человек в сферу 50 м диаметром и прикрыть их слоем металла (на самом деле это будет топливо дотормаживания после парашюта) в 5000 тонн. Я больше выделить не могу! Партия не может.
Что делать?
Послать Партию нах?
А вдруг можно что-то придумать?
И люди из соседней конторы (на другом конце земли) придумают.
И как мы потом в глаза пртии будем смортеть?
Партия – ладно. Но дело ведь не в ней!
То есть, товарищ инженер, у вас есть позитивные предложения как бороться с ГКИ?
Скажем, магнитное поле.
Или статическое.
Вот вы спектр нам приволокли. Не надо нас им пугать. Вы сядьте и подумайте как с ним бороться в рамках имеющихся у нас средств!

Кстати (остальным). Не надо сюда тянуть излучение (солнечный ветер) от Солнца. Мы улетаем от Солнца. И уже через месяц полета будем  достаточно далеко чтобы бояться солнечных вспышек.

[Alex_Semenov]

Причем тут генно-модифицированные люди? Причем тут роботы? Причем тут общая философия?

Как это причем? А хомо советикус это вам чего? А исследования мозгов Ульянова на предмет причин гениальности? :lol:

ZYX-ман, вы переигрываете! И вообще я не понимаю как можно так не любить свою, пардон, историческую родину!
Это же мать ваша! (так сказать...)
Да, дура! Все бабы -дуры!
Но что поделать то?!
Мама же!

[tagus]

Что вам эта броня так уперлась? Биологическая защита матушки Земли комбинированная и состоит из магнитного поля и атмосферы, а ГКИ по большей части - протоны.

О космической радиационной защите

[Alex_Semenov]

Что вам эта броня так уперлась? Биологическая защита матушки Земли комбинированная и состоит из магнитного поля и атмосферы, а ГКИ по большей части - протоны.

О космической радиационной защите

Открываем "В мире науки" номер 6 за 2006 год на страницах 14-20.
Даю подсказку где взять:
http://www.netbook.perm.ru/scientific3.html

Там статья крупнейшего американского спеца по космической радиации Юджена Паркера написанная для кретинов типа меня. Именно строго по интересующему нас вопросу. "Как защитить космических путешественников".
По сути выжимка для нас с вами.
И там есть первый же график из которого видно что уровень космической радиации (годовая доза) составляет:

На уровне моря (норма) 0.02-0.04 Бэр  
На высоте 1.5 км  0.04-0.06 Бэр  
На высоте  3000 м  0.08-0.12 Бэр
На высоте 12 000 м (в самолете) 2.8 Бэр
Низкая орбита 10 Бэр
Пояс Ван Алена 1500 Бэр
Поверхность Луны 7-12 Бэр
Межпланетное пространство 13-25 Бэр
Межзвездное пространство 30-70 Бэр

Смотрите. На низкой орбите - 10 бэр.  То есть в 3-7 раз меньше чем в межзвездном пространстве. Это можно считать вкладом магнитного поля.
А теперь сравните с радиацией на уровне моря. 0.02-0,04 Бэр.
В сравнении с 10 бэр  падение потока в 250-500 раз. То есть магнитное поле Земли если и вносит вклад в защиту от радиации то на уровне 1-10% Не более.
Основная защита - атмосфера. То есть столб воздушной атмосферы эквивалентный 10 метрам (тоннам) воды (1 атм - 10 метров воды).

За ссылку - спасибо. Буду изучать.

Но осталась неясной ваша фраза про уперлас. Вы что предлагаете? Бросить этот вопрос?
А какой смысл двигаться дальше, если мы не вписываемся в предпологаемую массу?

[tagus]

Основная защита - атмосфера.

Это очевидная вещь. Но вы ж не планету к звездам запускаете - повысьте индукцию магнитного поля и баланс изменится, если конечно звездоплавателям от таких полей плохо не станет.

Но осталась неясной ваша фраза. Вы что предлагаете?

Предлагаю смотреть шире.

[Alex_Semenov]

10 т/м2 – это атмосфера Земли. Но достаточно 5 т/м2
0,6 т/м2 это в ~ 10 раз меньше.
Надо понять этого может хаватить или нет?
Блин... даже не соображу сейчас... Тут экспонента...
Гм...
 . . .
Если вы спец – то не надо меня пугать уровнем радиации ГКИ. Покажите просто и ясно почему полуметровая броня не годится там где годится пятиметровая броня (это то я знаю точно! Факт).
Ок?
И поспешите, а то я сам додумаюсь...

Поздно.
Уже сам додумался... Думать там нечего.
Смотрите Hecata! Вот как вы должны были меня прикончить:

****************

Вопрос решается легко и быстро.

I=Iо*exp(-k*L)

I – интенсивность радиации за броней.
Iо – интенсивность перед броней.
k- коэффициент пропорциональности.
L – толщина защитного слоя (или плотность брони т/м2)
 
Смотрите. По Паркеру, которого я беру за основу, на  низкой орбите 10 Бэр. Это Iо, которое в 250-500 раз меньше чем по ту сторону брони толщиной L=10
То есть:

I/Io = 1/500 = exp(-k*10)

Отсюда считаем коэффициент k

k=  Ln(500)/10= 0,62146

Теперь можем считать радиацию за броней нашего звездолета толщиной 0.76 т/м2. При этом не забываем что Iо= 30-70 Бэр.
 
I = 70*exp(-0,62146*0,76) = 43.6 Бэр.

Все, вердикт.
Моя броня не держит...

 :cry:  :cry:  :cry:

[Странник]

Предлагаю обсудить идеи А.Семенова.
1. Главный "недостаток" ионного двигателя – в том, что без генератора электрической энергии он не работает. Любой ионный двигатель это полу-двигатель. Это только движитель.
Именно генератор тока для ионника - самое узкое место. Головная боль.
Не важно какой источник ядерной (термоядерной, анигиляционной, хокинговской) энергии вы используете. Вся эта энергия выделяется в виде теплового ХАОСА.
Поэтому, чтобы получить ток, вам нужна тепловая машина.
Как ни крути.
Допустим у вас чудо-нагреватель и у вас есть неплохой генератор. Но вам нужен холодильник. И вот тут чудо-холодильника никто кроме гения-извращенца Сорокина (см его роман "Голубое сало") не придумал даже в виде сказки.
Если человек дорос до понимания проблем термодинамики – он выкинет все горы фантастики на макулатуру.
Именно в силу того что нельзя иметь чудо-холодильник ионные двигатели считаются сверхтихоходными.
Но вообще говоря, эта проблема распространяется не только на питаемые током приводы. Двигатели, которые напрямую превращают тепловой хаос в реактивную струю так же сильно ограничиваются проблемой избавления от паразитного тепла. И поэтому не могут иметь одновременно и большую тягу и хороший удельный импульс (скорость истечения).
Читайте ссылки выше.

Возвращаясь к ионникм.
озвращаясь к звездолетам.
Есть одно решение, которое рвет порочный термодинамический круг проблем. Вы можете оставить громоздкий генератор тока с тепловым контуром и радиаторами ДОМА. На каком-нибудь планетоиде, лишенном атмосферы и питать ионный двигатель электроэнергией "по проводам". Энергетическим лучом (что тоже очень большая морока, но овчинка может стоить выделки)
Вы можете передавать уже высококачественную энергию на борт разгоняемой ракеты по радиолучу. Огромная антенна (ректенна, антенна с полупроводниковыми диодами в узлах сетки) может с эффективностью до 80-90% этот радиолуч превращать в ток, который уже в ионнике с такой же высокой эффективностью (тоже до 80% в идеале) превращается в энергию реактивной струи.
Я лично (вслед за Лэндисом) крутил эту схему и готов признать возможность ее эффективность (даже незаменимости) на скоростях ниже 0.1с

http://go2starss.narod.ru/pub/E013_IZRL.html

Тема не хоженая.
Неофиты ее не принимают на ура. Хотя она достойна этого.
2.Самый реалистичный план межзвездного перелета на мой взгляд:

1) Старт на световом луче. Солнечный парус ("наследник фотонной ракеты") разгоняется гигантской стартовой структурой генератор луча-фокусирующая линза до долей света (0.1с – 0.5с) в течение примерно пол года-год.

[Alex_Semenov]

Но осталась неясной ваша фраза. Вы что предлагаете?

Предлагаю смотреть шире.

Шире – не интересно. Я уже устал от шире... Да вы и сами первым убежите от моей широты.

Основная защита - атмосфера.

Это очевидная вещь. Но вы ж не планету к звездам запускаете - повысьте индукцию магнитного поля и баланс изменится, если конечно звездоплавателям от таких полей плохо не станет.

Разумеется. В конце концов, этим все (видимо) и закончится. Мы используем тоньше броню и мощнее поле. Но поле – это дополнительный геморрой.
Оно должно быть очень мощным.
У Паркера, как раз, все варианты защиты  рассматриваются. И статика (которую он откинул) и магнитное поле (которое он видимо считает лучшим выходом).
Но.
Во-первых поле спасает только от заряженных частиц.
Что это значит?
Надо теперь изучать спектр ГКИ. Хотя мы и так знаем что он практически весь из заряженных частиц.
Далее. Для магнитного поля лучшая форма корабля – бублик. А в данном проекте это не есть хорошая идея.
Еще. По Юджину Паркеру, чтобы отклонить частицы в 2 Гэв нужно поле в 20 Тл, в 600 000 раз сильнее поля Земли на экваторе.

Цитата оттуда:

Кроме того, людям придется жить в магнитном поле с индукцией 20 Тл, и никто не знает, какие это вызовет биологические последствия. Физик- экспериментатор из Чикагского университета Джон Маршалл (John Marshall) рассказал мне много лет назад, что, когда он сунул голову в поле с индукцией 0,5 Тл между полюса ми магнита старого ускорителя частиц, любое движение головы вызывало вспышки в глазах, а во рту появился кислый привкус, вероятно, вызванный электролизом в слюне. Учитывая, что поле может так сильно воздействовать на химические процессы, происходящие в организме человека, необходимо провести лабораторные эксперименты. Возможно, инженерам придется нейтрализовать поле в пределах жилых помещений, используя компенсирующий электромагнит. Естественно, наличие второго магнита заметно усложнит систему.

[Странник]

Алекс Семенов давайте обсудить ваши идеи см. выше.
Что еще скажите о ионнике?

[Alex_Semenov]

Предлагаю обсудить идеи А.Семенова.

     
Странник! Это не моя идея. Это идея Лэндиса. И то, скорей всего, ее уже кто-то высказал до него.
Ляпнуть идею - дело не хитрое.
А вото довести до ума...
Что вы хотите обсуждать?
Уточнить приведенные Лэндисом оценки?

Я лично эту идею обсуждать пока не хочу. Для звездолета из СССР она явно не годится (нужен передатчик, линза...).
Хотя (открою таки свою самую лучшую на сегодня карту) мой вариант "Астры" в итоге и должен стать банальным ионолетом с питанием от "банальных" атомных реакторов на борту.
Как не странно но считая другую очень умозрительную идею (атомный парус-реактор), я увидил что 0.05с в принципе можно было бы вытянуть и на "обычной" связке ионный двигатель- ядерный реактор. Ядерного горючего надо не так уж и много. Сотня другая тонн!
Все (и я в том числе) настолько ВРЕПИЛИСЬ в какие-то необычные приводы, взрыволеты, аннигиляцию, синтез... что теперь идея вернуться к азам и не мудрить лукаво в самой основе  выглядит экстрогениальной, крайне оригинальной.
Во всяком случае для меня это так.
"Астра", наш ответ Чемберлену в 1985-м (а тогда все уже сошли с ума на экзотике) должен быть... "банальной" электроракетой с ядерной тягой...
Представляете удивление всех остальных, если проект таки срастется?
Это же лол чистой воды!!!
 :wink:
Одна "мелочь". Нужно найти способ снизить удельную массу энергоустановки (кг/ватт) "всего лишь" на порядок...
Как ни крути, но в 15 100 тонн надо вписать пару Братских ГЭС...
Тогда имея тягу в 10 тонн с тысячи ионников мы за 10 лет таки разгонимся до 0.05с и дело в шляпе.
 

[tagus]

Шире – не интересно. Я уже устал от шире... Да вы и сами первым убежите от моей широты.

Шире - в рамках принятой задачи, а не в границах космологии.

[Alex_Semenov]

Шире – не интересно. Я уже устал от шире... Да вы и сами первым убежите от моей широты.

Шире - в рамках принятой задачи, а не в границах космологии.

Ну если так...
А что тут уширять? Проблема человека в межзвездном пространстве (колонии) состоит из трех частей (по важности):

1 Радиация
2 Гравитация
3 Пространство (комфорт)

И надо решить эту проблему для 100 человек заплатив за это 8 500 тонн. При этом 5000 тонн брони я собирался использовать как временный "заем".
Смотрите. Если мы тормозим "пустой" корабль в 15 000 тонн магнитным парашютом (кстати я его массу совсем не закладывал, а зря) то это только пол дела.
Парашют хорошо работает на большой скорости. Но если мы стростим 0.05с до 0.01с (в 5 раз) то эффективность парашюта упадет кубически
в 125 раз!
За 8 лет, допустим, это сделать получится. Но дальше надо опять включать двигатели. На 2 последних года. Ими тормозить теперь сподручней (итого 10 лет торможения). Сливать остаток скорости двигателями. Дотормаживать. Теперь нам надо тормозить в 5 раз меньшую скорость. Но надо.
Чем?
Вот я и хотел использовать броню, которая верой и правдой служила 200 лет полета...
Но не служит она... оказывается...Зараза...
 :evil: