Инженерные вопросы межзвездных перелетов

[hecata]

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:

Да, мне было ясно по прикидкам на пальцам уже, что не держит. Более того, есть такая засада - если 100 ГЭВный протон натыкается  на атом, он с довольно высокой вероятностью (десятки-сотни милибарн) реагирует и дает начало ливню частиц. Для такой энергии до поглотительных толщин водорода 100-200 грамм/см^2 доза будет только расти. Однако атмосфера толще, и главное - пока пионы/каоны и прочая нестабильная хрень летит десятки км, она успевает распасться на нейтрино и электроны, которые уже тормозятся весьма быстро. В нашем же случае, все это будет прямо в жилом отсеке - т.е. при защите до 5 тонн/м^2 (или 500 грамм на см^2 - когда уже число вторичных частиц начинает резко падать, а их энергии становятся неопасными) наши ультранафты будут набирать и набирать бэры.

Какие варианты? Относить экраны на сотни метров - это вариант а, и защищаться магнитным полем б.

Давайте прикинем, как нам может помочь магнитное поле.

Итак, если мы хотим отклонить летящий протон энергией 100 ГЭв, то нам надо воспользоваться следующими формулами:

Ларморовский радиус R (в километрах) для протона энергией 10*10^11 эв магнитном поле индукции B (в тесла) равен

R = 0,14/B, отсюда

Расстояние Х, на котором мы должны создать однородное магнитное поле индукции B, для того что бы отклонить летящий к центру жилого отсека протон на 30 метров, в метрах

X = sqrt(60*R + 30),  отсюда

Если мы будем создавать магнитное поле катушкой, то индукция будет убывать как B/x (т.е. по гиперболе), тогда эквивалентное отклоняющее поле на расстоянии Х будет образованно (сила лоренца линейна, считаем по равным интегралам) начальной индуктивностью В2 равной:

В2 = В * N/lnN, где N есть отношение характерного размера однородного поля катушки (пускай 100 м) к Х.

пускай B = 1 Тл, тогда R равен 0,14 км, а Х = 91 м, N < 1 поле можно оставить как есть.

Таким образом, оценка в нулевом приближении показывает, что магнитное поле в 1 тесла, вполне способно защитить корабль от частиц ГКЛ. - протонов с энергиями до 1 ТЭВ.

Для катушки диаметром 100 метров и длинной 100 метров потребуется ток ~10 кА.

Завтра, если будет время, посчитаю вес такой системы. Вообще это конечно задача оптимизиции, ну да ткнем пальцем в небо.

[zenixt]

С лучем мне здорово не нравится почему? Потому, что практически на таких расстояниях нет обратной связи. Ну ушел луч на лимонную долю градуса в строну (техник чихнул), или корапь отклонился от маршрута слегонца (комета мимо пролетела).

... Т.е. при постоянном излучении силами корабля я еще могу как-то в луче удерживаться. Но если луч регулярно меняется, то как я смогу навести на корабль аварийный комплект, не зная точно, где корабль находится... и как в каждый новый луч будет входить корабль, если он точно не знает, где этот луч пройдет...  :shock:

Действительно

Точность ведения не хуже 10 угловых миллисекунд

http://www.ochkarik.ru/master/master3/
Что на расстоянии в 1 св. год дает рысканье луча в 500 000 км. Запаришься за три дня ловить.
http://ru-patent.info/20/50-54/2050560.html
Точность наведения не указана. Думаю, на порядок лучше. Но от этого не легче.
 Единственный выход ЭМ пушка, стреляющая непрерывной очередью микроснарядов. Думаю, просчитать кривую "расположения" ентих снарядов и держаться на ней - несложная задачка. Особенно если снаряды извещают о себе в радиусе нескольких миллионов километров.

[чайник17]

Полиплоидность проблему радикально не решит ,

у Deinococcus radiodurans другое мнение

да и сделать такого человека в обозримом будущем...

я уже понял что для Вас обозримое будущее это пятилетка

Хотя, если считать, сколько людей по сути растения...

не нравятся растения - учитесь у тихоходок.

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

может мозги оцифровать и проще. Но любые межпланетные путешествия точно сложнее.

[zenixt]

Единственный выход ЭМ пушка, стреляющая непрерывной очередью микроснарядов. Думаю, просчитать кривую "расположения" ентих снарядов и держаться на ней - несложная задачка. Особенно если снаряды извещают о себе в радиусе нескольких миллионов километров.

Причем, заметьте, разогнанный до 2-3 тысяч км/сек микроснаряд с дейтериевой начинкой, попав в неважно какую твердую мишень, спровоцирует термоядерный микровзрыв.
 Вот вам и термоядерный реактор(двигатель.)
 Вот вам и андронный коллайдер.  
 Дарю.

[чайник17]

.
Разумеется, никаких 3.5кг и даже 35 кг - потребуется минимум реактор для синтеза глюкозы, запасы  синтез всякой витаминообразной мелочи, синтез или запасы аминокислот...

да-да, эвглена зелёная называется - никаких килограммов, 1 миллиграмм примерно.

[чайник17]

Если подсоединяться напрямую к кровообращению, в 3.5 кг вполне реально уложиться...

Может сразу телепорт?

нет, телепорт нельзя - альтернативная физика, Семёнов запретил

Не подскажете, как оценка в 3.5 кг делалась?

Близко к массе печени человека. Печень выполняет значительную часть биохимии у млекопитающих. Нам нужна биохимия человека наоборот - то есть синтез глюкозы, аминокислот и мелочей от растенимй/водорослей. То есть это сходная задаче.
Ну илм ещё одна оценка - водоросли, в идеальных условиях, имеют сходную массу при нужной производительности синтеза глюкозы/аминокислот.
Электричество (в размере порядка вольта) очень удобный для биологии источник энергии. Трансмембранный потенциал легко конвертируется в АТФ или прямо куда надо. Уж точно удобнее света.
Ну и точность оценки - до порядка. С половиной - это некое подобие шутки.

[чайник17]

Тема вообще то называется ИНЖЕНЕРНЫЕ (ля-ля-ля). То есть предполагаются уже рамки.

Вообще-то затронутая тема называется "генная ИНЖЕНЕРИЯ"
и вот это как понимать в смысле рамок:

И медикаментозные средства...

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.

Вообще-то, как Вы отметили, тема называется "инженерные вопросы" а не "альтернативная история". Если хотите песочницу, открыли бы новую тему.
Мне эта альтернативная история вообще неинтересна. Межзвёздные перелёты и так на грани реальности, а тут ещё предлагают "стоя в гамаке"...

[Странник]

Насчет идеи дуть в космический парус лазером с какого-нибудь астероида.
На близком расстоянии лазер будет прожигать наш парус, а на дальнем большая часть лазера будет рассеиваться.
Насчет идеи снабжать звездолет по лучу.
Чем дальше будет звездолет, тем проблемней фокусировка.
Даже на 1 св. годе мы скорее всего потеряем связь.
Теперь вопрос пилотируемых звездолетов.
Для космонавтов придеться создавать замкнутую биосферу. Растениям понадобиться заменитель солнечного света - вот дополнительные расходы энергии. Еще нам понадобиться земля или питательный раствор. А вот они имеют свойство истощаться. Запасы удобрений рано или поздно кончаться.
Предупреждая идею: полностью замкнутую биосферу создать не удасться. Часть питательных веществ неизбежно будет тратиться на жизнедеятельность космонавтов.

[gans3]

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?
 :evil:

Моцарт моде он...
Семенов, я Вам это уже минимум дважды подсказывал - ЧЕМ.
Идея 1946 года.
Тем что находится на стороне цели. Массой газа распыленной кинетической энергией выстреленной перед прилетевшим кораблем.
Моцарт моде оф...

Такто.
     

Я чет в дауне  :shock:  Я так понимаю, Вы собираетесь выстрелить газами, а потом самому же о них же тормозиться. Может сразу за косичку себя потянуть лучше? Или я чего не так понял?  :shock:

Это бывает  :lol:
Ваш корабль затормозился до слишком большой скорости, надо его дотормозить. Используйте часть кинетической энергии им накопленной. Частицы корабля незадолго до конца торможения уходят вперед и попадают в объект-Оортоид звезды-цели. Выброшенный при ударе ионизированный газ увеличивает эффективность магнитного паршюта. Заранее размещенные в районе цели на Оортоидах карманы с гремучим газом будут поэффективнее, несомненно. Эту идею я здесь размещал года три назад. Всё уперлось в обсуждение Нойманят.

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

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?
 :evil:

Моцарт моде он...
Семенов, я Вам это уже минимум дважды подсказывал - ЧЕМ.
Идея 1946 года.
Тем что находится на стороне цели. Массой газа распыленной кинетической энергией выстреленной перед прилетевшим кораблем.
Моцарт моде оф...

Такто.
     

Я чет в дауне  :shock:  Я так понимаю, Вы собираетесь выстрелить газами, а потом самому же о них же тормозиться. Может сразу за косичку себя потянуть лучше? Или я чего не так понял?  :shock:

Это бывает  :lol:
Ваш корабль затормозился до слишком большой скорости, надо его дотормозить. Используйте часть кинетической энергии им накопленной. Частицы корабля незадолго до конца торможения уходят вперед и попадают в объект-Оортоид звезды-цели. Выброшенный при ударе ионизированный газ увеличивает эффективность магнитного паршюта. Заранее размещенные в районе цели на Оортоидах карманы с гремучим газом будут поэффективнее, несомненно. Эту идею я здесь размещал года три назад. Всё уперлось в обсуждение Нойманят.

Ланно, бум считать, что этот Оортроид существует у звезды цели и достаточен. Тут вижу такую подставу:
1. Видимо массу Вы собираетесь отбрасывать в виде чего-то с системой самонаведения, иначе масса эта сможет пройти через Ваш Оортроид, не задев почти ни чего. Значит опять топливо на коррекции, сложные системы наведения по обнаружению...
2. Отбрасывать нам надо как можно раньше, что бы скорость столкновения была побольше, но тогда все успеет рассеиться.
3. Если отбрасывать поближе, то плотность будет столь высока, что разнесет все к едрене...
Кстати, там одна птичка сказала, что дотормаживать надо два года. Ну ладно, год. Ну и сколько надо отбросить, что бы получить достаточный встречный поток. Без последних трусов можно остаться.
Ну и что скажут местные аборигены, если Вы засрете их систему до такой степени, что при подлете к ней можно будет затормозить парусом несколько десятков тыщ тонн  :shock:

[Странник]

Насчет идеи дуть в космический парус лазером с какого-нибудь астероида.
На близком расстоянии лазер будет прожигать наш парус, а на дальнем большая часть лазера будет рассеиваться.
Насчет идеи снабжать звездолет по лучу.
Чем дальше будет звездолет, тем проблемней фокусировка.
Даже на 1 св. годе мы скорее всего потеряем связь.
Теперь вопрос пилотируемых звездолетов.
Для космонавтов придеться создавать замкнутую биосферу. Растениям понадобиться заменитель солнечного света - вот дополнительные расходы энергии. Еще нам понадобиться земля или питательный раствор. А вот они имеют свойство истощаться. Запасы удобрений рано или поздно кончаться.
Предупреждая идею: полностью замкнутую биосферу создать не удасться. Часть питательных веществ неизбежно будет тратиться на жизнедеятельность космонавтов.

Еще мысль по поводу космического парусника только на солнечном ветре.
А не затормозит и не съест ли гравитация Солнца всю скорость такого парусника?

[gans3]

Ланно, бум считать, что этот Оортроид существует у звезды цели и достаточен. Тут вижу такую подставу:
1. Видимо массу Вы собираетесь отбрасывать в виде чего-то с системой самонаведения, иначе масса эта сможет пройти через Ваш Оортроид, не задев почти ни чего. Значит опять топливо на коррекции, сложные системы наведения по обнаружению...

Тут выше предлагали вдогонку массово струёй из пулек дейтериевых в корабль пулять и ничего...
Выделенное  - это у Вас не бредни бронебойных метеоритов? Ну есть такие милитаризированные космобольцы - у них Луну насквозь пробивает и каналами пронизано вся Луна и прочие столь же странныен бредни.

2. Отбрасывать нам надо как можно раньше, что бы скорость столкновения была побольше, но тогда все успеет рассеиться.
3. Если отбрасывать поближе, то плотность будет столь высока, что разнесет все к едрене...
Кстати, там одна птичка сказала, что дотормаживать надо два года. Ну ладно, год. Ну и сколько надо отбросить, что бы получить достаточный встречный поток. Без последних трусов можно остаться.
Ну и что скажут местные аборигены, если Вы засрете их систему до такой степени, что при подлете к ней можно будет затормозить парусом несколько десятков тыщ тонн  :shock:

Никто не говорит, что будет легко. Но расчитайте выделение в толще ледяного Оортоида от попадания скажем одного грамма на скорости 0.0005с. Насквозь не пробьет, бредить не надо, вполне обычный кратер и выброс газа. "Всё разнесет" - похоже у вас бредни бронебойных метеоритов...  

[dan14444]

Электричество (в размере порядка вольта) очень удобный для биологии источник энергии. Трансмембранный потенциал легко конвертируется в АТФ или прямо куда надо. Уж точно удобнее света.

Угу, даёшь в каждую митохондрию по электроду - и глюкозы никакой не надо

Кстати, с водорослевыми реакторами мне работать приходилось, так что улыбнуло.

И вааще, нафиг водоросли - ГМ человек нежно зеленеет и переходит на самообеспечение по всему, окромя свету... Ну я ж говорю - растение... Этта... полиплоидное...

[zyxman]

Угу, даёшь в каждую митохондрию по электроду - и глюкозы никакой не надо

Широта мысли аж завораживает!
Но с инженерной точки зрения полный песец - 1 вольт очень неудобно как источник энергии, тк очень тяжело добиться высокого КПД. Да и для передачи очень неэффективно - в розетке не от хорошей жизни сотни вольт - просто меди/люминия на всей Земле не хватило-бы при низких напряжениях.

И Чайник, - оценка ЧЕЛОВЕЧЕСКОЙ печени как главного биореактора экосистемы ОЧЕНЬ кривая - человек ведь потребляет не прямо минералы, а БИОМАССУ, причем ДАЛЕКО НЕ любую, да плюс еще живет в симбиозе (в кишечнике у каждого человека чуть не килограммы микрофлоры), так что там как ни крути нужно целую экосистему - растения+микроорганизмы - в общей сложности их должно быть раз в СТО больше по массе чем печень.

[zyxman]

Ну и энергоустановка – тепловая машина с эффективностью 0.45 (выше не получится. Радиаторы не пускают).

А если у нас есть особенный реактор, который выделяет энергию в виде радиочастотного излучения?
Ну скажем, 10% тепло и 90% радиоволны. Радиоволны можно использовать для раскачки резонансного контура, с которого будет сниматься мощность в тупой трансформаторный преобразователь - КПД свыше 95% реальность!

[Странник]

Давайте все-таки учитывать экономические и ресурсные возможности человечества. У нас не форум фантастов.
При нынешних технологиях можно построить звездолет, но сколько мы потратим на него денег и ресурсов?
Возьмем конкретный пример.
На астрофоруме
http://www.astronomy.ru/forum/index.php/topic,82348.msg1471068.html#msg1471068
выкладывал проект звездолета на 30 человек для полета к ближайшей звезде. Вес - 1 Гигатонна, из них 49 % топливо, а 51 % биосфера. А.Семенов его с интересом обсуждал и в принципе признавал его реалистичность.
Давайте примерно посчитаем расходы. За исходную точку возьмем МКС. Понятно, что наш корабль в расчете долл\кг будет дороже, т.к. в нем будет и двигательная система и боисфера.
Расходы на создание МКС - 27,5 млрд долл. при общем весе 462 тонны. Итого 60 млм долл. на 1 тонну.
А стоимость нашего звездолета 6*10 в 16 степени долл.
Объем мировой экономики в 2005 г. - 59*10 в 12 степени долл.
Итого получаем 3 порядка.
Т.е. если все ресурсы человечества кинуть на создание звездолета, не есть, не пить, не одеваться и пр., то мы построим звездолет до ближайшей звезды на 30 человек всего за каких-то 1000 лет.
Вот так то.

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Ланно, бум считать, что этот Оортроид существует у звезды цели и достаточен. Тут вижу такую подставу:
1. Видимо массу Вы собираетесь отбрасывать в виде чего-то с системой самонаведения, иначе масса эта сможет пройти через Ваш Оортроид, не задев почти ни чего. Значит опять топливо на коррекции, сложные системы наведения по обнаружению...

Тут выше предлагали вдогонку массово струёй из пулек дейтериевых в корабль пулять и ничего...
Выделенное  - это у Вас не бредни бронебойных метеоритов? Ну есть такие милитаризированные космобольцы - у них Луну насквозь пробивает и каналами пронизано вся Луна и прочие столь же странныен бредни.

2. Отбрасывать нам надо как можно раньше, что бы скорость столкновения была побольше, но тогда все успеет рассеиться.
3. Если отбрасывать поближе, то плотность будет столь высока, что разнесет все к едрене...
Кстати, там одна птичка сказала, что дотормаживать надо два года. Ну ладно, год. Ну и сколько надо отбросить, что бы получить достаточный встречный поток. Без последних трусов можно остаться.
Ну и что скажут местные аборигены, если Вы засрете их систему до такой степени, что при подлете к ней можно будет затормозить парусом несколько десятков тыщ тонн  :shock:

Никто не говорит, что будет легко. Но расчитайте выделение в толще ледяного Оортоида от попадания скажем одного грамма на скорости 0.0005с. Насквозь не пробьет, бредить не надо, вполне обычный кратер и выброс газа. "Всё разнесет" - похоже у вас бредни бронебойных метеоритов...  

Похоже мне чужой бред приписывают. Я как раз пробую показать бесперспективность этой идеи, или не ясно выразился? Сразу видно, что люди не были моделистами. Вы когда нибудь видели, как летают комнатные модели самолетов. У них крыло, размахом под метр, собрано из сушеной травы и обтянуто пленкой из лака, налитого на воду. Пленка имеет такую толщину, что дает фиолетовый отблеск. Винт имеет лопасти тоже под пол метра, и делает 1 оборот в несколько секунд. Вся модель весит 4 грамма и летает десятки минут. К чему это я, а к тому, что если модель пролетает над человеком, то она начинает резко набирать высоту и может даже сложиться. Тепло от человеческого тела дает мощный для этой модели поток. Боюсь, что парусник, если таковой сделают, будет иметь на порядки меньшую удельную прочность, чем такая модель, иначе ни куда не улетит.
А на счет обычного кратера и выброса газов я и говорю, что это капля в море из необходимого для торможения. Такой выброс или рассеется полностью до подлета парусника и не окажет ни какого сопротивления, или, если взрыв производить на таком расстоянии, что большая часть газа уловится парусом, то парус порвет в клочья. Кстати, в последнем случае, если не распылить оортину полностью, то она просто столкнется с парусником и далее уже вообще не интересно. Т.ч. торможение на оорте, это не трудности, это и есть тот самый бред...  

[tagus]

А если у нас есть особенный реактор, который выделяет энергию в виде радиочастотного излучения?
Ну скажем, 10% тепло и 90% радиоволны.

А если у самого обычного реактора отключить охлаждение - знаете сколько он электромагнитного излучения выдаст? :lol:

Ну а по особенному реактору КПД 90% слишком оптимистично выглядит. Да и есть ли возможность напрямую электромагнитные волны генерировать?

[Странник]

Давайте выясним вот этот вопрос.
Если дуть лазером в космический парус, то не получиться ли: на близком расстоянии лазер прожъгет парус, а на дальнем рассеится.

[tagus]

Если дуть лазером в космический парус, то не получиться ли: на близком расстоянии лазер прожъгет парус, а на дальнем рассеится.

Не прожъгет, а испаръит. Потом испаръенное станет разгонять, а при разгоне на дальнем расстоянии оно будет рассеиваться - за счет точно подобранного рассеивания достигается удержание луча. И в испаръенном и рассеинном состоянии наконец достигнет звезды-цели. В этом и состоит полная, но тщательно скрываемая идея лазерного парусника.