Инженерные вопросы межзвездных перелетов

[чайник17]

Еще. По Юджину Паркеру, чтобы отклонить частицы в 2 Гэв нужно поле в 20 Тл, в 600 000 раз сильнее поля Земли на экваторе.

отклонить на какой дистанции? Ведь ничто не мешает во время полёта раскинуть вокруг сверхпроводящую паутинку на километры...

У Вас какие-то очень странные представления о генерации сильных магнитных полей. На самом деле, это требует огромных механических сил, и вместо "паутинки" получаются в лучшем случае канаты десятки метров в диаметре.

[zyxman]

Я вам даже больше скажу: ВСЯ история аналоговой электроники шла по пути наращивания напряжения

Да-да, начинали с аналоговых ламповых радиоприёмников с анодным напряжением порядка 100 В, потом пошли транзисторные с киловольтами  

И тем не менее это именно так - раньше транзисторы были с пробойным буквально 3В, а сейчас меньше 10В уже и не найдете, а нормально 30В и более.
И микросхемы "силачи" специальные сделали, которые объединяют в себе логику и высоковольтную часть и позволяют без внешних элементов и без изощрений прямо сотни вольт коммутировать

Но конечно радиоприемники очень в нашей теме актуальны, когда задача стоит киловаттными мощностями распределенную нагрузку питать :lol:

Zyxman, с вами скучно - это мой последний ответ на ваши сообщения.

Не очень то и надо

[gans3]

Я то моделист, а тут великий теоретик. С чего комета грохнула, не знает, но тормозить ею уже намылился... Так Вы прикинули, сколько миллионов комет Вам надо неизвестным образом испарить, что-бы затормозиться? :roll:

Миллиардов комет, да что там - выше берите - триллионов! Это же так просто прикинуть, берете траву....  

[gans3]

А по поводу хватит ли выброшенного газа для торможения  -  это у Вас от недостатка знаний. Погуглите про комету, которая гало больше Солнца размером выбросила. Для сантисветового зонда и его магнитного парашюта такое гало - самый полезный метод дотормаживания.

Gans3, это всё слова - где расчёты, хотя бы оценки с точностью до порядка?

Магнитный парашют тормозится об межзвездную среду с полотностью 1-10 атомов водорода на кубосантиметр. Поэтому его не хватает для дотормаживания ниже скрости плюс минус микросвет. Если увеличить плотность среды на пару порядков - торможение станет эффективнее. скажем до 1000 атомов на кубосантиметр, как на расстоянии стационарной орбиты Земли.

Воздух при норм.усл.  2,67*10^19    
  Техвакуум ака лампочка  10^15    
  камера токамака ITER  10^12    
  сверхвысокий техвакуум  10^10    
  H 70км  1,76*10^15    
  H 100км  5,5*10^12    
  H 200км  1,7*10^9    
  H 300км  7,31*10^8    
  H 500км  8,24*10^7    
  внутр. пояс ван Аллена  ~10^4

[Странник]

Возвращаясь к разгону лазером космического парусника. А не будет ли начальный толчок слишком велик для космонавтов?
И насчет испарения. Ведь наш парус будет из тонкой пленки.

[Alex_Semenov]

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.

Извините за резкость, но что вам без расчетов ясно – это ваше личное горе. Тут такими гениями можно поля засевать. Меня интересовало именно обяснение. И наглядное объяснение.

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.

Да, я понимаю что толщина атмосферы так же играет важную роль. Не только тонн/м2.
Кстати. Есть описание ISV "Venture Star"

Очень интересный момент:  

5: Пассажирский отсек состоит из трёх больших модулей, содержащих криохранилища и амниочаны. Каждый модуль выполнен из композитов методом литья из композитной пены, модули почти не содержат в силовой конструкции металлов, так как металлы при воздействии космической радиации могут давать вторичные тяжелые изотопы. Также в модулях находятся каюты команды и ячейки ремонтных ботов(сильно похожих на металлических крабов переростков).

То есть. Насколько я понимаю идея радиационной защиты здесь в том, чтобы не тормозить высокоэнергетическую радиацию "в металлах" а позволять ей проходить насквозь. Мол, вторичная радиация будет куда ОПАСНЕЙ для организма чем первичная.
Скорей всего это спорно. Но полет мысли очень интересный.

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

Давайте!

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

Согласен.

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

Вот тут я не вполне понял вашу логику. Можете разжевать тупому?

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.

Гм... 1 Тесла? ВСЕГО ЛИШЬ?
Паркер (ссылаясь на исследование другого автора) говорит от 20 Тесла для марисанского корабля.

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.

Да, было бы интересно посмотреть.
Вас не смущает оптимистичность вашей оценки? Меня смущает...

[Alex_Semenov]

Кстати...
В тему.
http://epizodsspace.no-ip.org/bibl/tm/1963/3/ot-kos-liv.html

[Alex_Semenov]

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"...

Возможно вы и правы. Надо бы открыть новую тему... Но с другой стороны...
 :wink:

[Alex_Semenov]

Еще. По Юджину Паркеру, чтобы отклонить частицы в 2 Гэв нужно поле в 20 Тл, в 600 000 раз сильнее поля Земли на экваторе.

отклонить на какой дистанции? Ведь ничто не мешает во время полёта раскинуть вокруг сверхпроводящую паутинку на километры...

Гм... С первоисточником не знаком. Ссылку на статью Паркера я давал.
"В мире науки" 06 2006 г  14-20с
(найти в сети журнал несложно).

Была предложена и другая схема защиты человека на орбите, которую можно назвать магнитной схемой. На заряженную частицу, движущуюся поперек магнитного поля, действует сила, направленная перпендикулярно направлению движения. В зависимости от конфигурации линий поля частица может отклоняться почти в любую сторону или выйти на круговую орбиту, где она будет вращаться бесконечно. Приближаясь к магнитному полю Земли на низких широтах, заряженная частица, если она не слишком энергична, отбрасывается обратно в космическое пространство. Космический корабль с мощным магнитом делал бы то же самое. Каждый протон космических лучей обладает огромной кинетической энергией, поэтому для защиты космонавтов нужно отразить протоны с энергией 2 ГэВ. Чтобы остановить их на расстоянии в несколько метров, потребуется магнитное поле с индукцией 20 Тл, что примерно в 600 тыс. раз сильнее магнитного поля Земли на экваторе. Для создания такого поля требуется электромагниты на основе сверхпроводимости, использующиеся в ускорителях частиц. Сэмюель Тинг (Samuel C.C.Ting) из Массачусетского технологического института возглавил группу, спроектировавшую такую систему массой всего 9 т, гораздо более легкую, чем защита веществом, но все равно слишком тяжелую, чтобы везти ее с собой на Марс и обратно.
У магнитной схемы есть слабые места: магнитное поле не обеспечивает защиту вблизи полюсов, где частицы движутся параллельно полю, а не поперек. Именно поэтому магнитное поле Земли дает слабую защиту тем, кто живет вдали от экватора. Чтобы космонавтам ничего не угрожало, жилой отсек космического корабля должен иметь форму бублика. 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.
Некоторые исследователи предложили использовать поле, простирающееся на много дальше, чем на несколько метров. Поле можно расширить, используя плазму: известно, что ионизированный газ солнечного ветра переносит магнитное поле Солнца на большие расстояния. Защитник и этого метода утверждают что такое «раздутое» поле не должно быть сильным: достаточно индукции около 1 Тл. К сожалению, они забывают о неустойчивости плазмы. Последние 50 лет в лабораториях тщетно пытаются удержать плазму в магнитном поле, чтобы использовать ее в энергетических установках термоядерного синтеза. Опыты доказали способность плазмы ускользать при любой попытке управлять ею. Впрочем, даже если удастся использовать плазму для расширения магнитного поля, она скорее ослабит защиту, чем усилит ее. Линии поля радиально вытянутся во все стороны, и влетающему протон у придется пересекать меньше силовых линий. Защита ослабнет и станет такой же, как в полярных областях Земли.

Насколько я понимаю, речь идет о МАРСИАНСКОМ корабле. То есть не очень большом.

По поводу сверхпроводящей паутинки раскинутой на километры... это очень итрересн...
Уточните. Идеально – дать количественную оценку.
Я пока не до конца понимаю расчетную модель магнитной защиты...
Торможу.

[Alex_Semenov]

Злачное место по магнитной защите космических кораблей

http://engineering.dartmouth.edu/~simon_g_shepherd/research/Shielding/

Ясно что идея существует давно, ею вплотную занимаются. Даже на практике.

Вот оригинальная конфигурация:



http://www.thespacereview.com/article/308/1

[Странник]

Алекс Семенов, каково ваше мнение по поводу вот этого (см. ниже)?
Странник писал(а):
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.

А остальные ваши идеи?
1.Снабжение энергией по лучу с какого-нибудь астероида.


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). Ну и как я буду ориентацию восстанавливать, если даже не знаю, что уже годы, как промахнулся? Не, оно конечно решаемо, обеспечиваем караплю тому широкий фарватер: т.е. карапь имеет концентратор в километр диаметром, что уже здорово приемлемо, а мы подсвечиваем его лучем диаметром в тыщу километров , что в общем на наших расстояниях даже игольным ушком не назовешь. Т.е. я сразу должен заложиться на КПД=0 целых Х десятых... Придется всю Галактику освещать, дабы корапь случайно не потерять. Опять вылезаем в околосолнечные энергии.

ЗЫ. Еще одно. Думаю, что не требует доказательств факт, что построить лазер, да еще терамощностей, что бы он светил без перерыву 200 лет, невозможно в принципе и в беспринципности. Т.е. регулярно, а точнее раз в три дня, дольше такой лазер не протянет, мы должны будем переключаться на другой комплект. 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...
Странник писал(а):
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.
Солнечный парус обладает крайне низким КПД. Это приемлемо при халявной энергии от звезды, но когда встаёт вопрос преобразования (хотя бы линзы) - уже надо серьёзно думать.
Вполне может быть лучше парус-ректенна, который не отражает а преобразует в энергию для движителя.

[Alex_Semenov]

И так.
Смотрите. Масса корабля 16 000 тонн.
Он несется на скорости 0,025с (больше у меня для взрыволета не получается ну никак!)
Плотность межзвездного водорода 0.1 атом/см3 (при этом весь считаем ионизированным. Так примерно и есть)
Так вот.
Если эффективный диаметр отражающей воронки парашюта составит аж 3 000 км (то есть магнитная петля-генератор должен быть в ~ 10 раз меньше 300 км в диаметре) то для того чтобы уменьшить скорость полета в 5 раз (до 0,005 с) нам потребуется...

109 лет.

За это время корабль пройдет 1,06 св. года.

То есть. Если мы летим к А. Центавра 4.3 св.лет и разгон делам на бомбах  до 0.025с который займет меньше года  (а так и получается) то дистанцией разгона можно в первом приближении пренебречь.
Тогда дистанция инерциального полета: 4.3 – 1.06 = 3,24 св. года.
Это расстояние "Астра" на 0.025с преодолеет за 129,6 года
Потом она буде тормозить парашютом 109 лет сбрасывая свою скорость в 5 раз.
Итого 238,6 лет
На скорости 0.005с  она включит опять взрыволетный двигатель который за недели дотормозит остаток ее скорости и выведет на орбиту звезды...
Хотя мне все равно горючки не хватает...
Блин...
Еще пол века надо тормозить парашютом...
Хотя его габариты и так на грани добра и зла. 300 000 м диаметр – это почти 1 000 000 м длины. Если я хочу вложиться по парашюту в массу 1 000  тонн (миллион килограмм) я должен иметь 1 кг сверхпроводника на 1 погонный метр кабеля.
Гм... В принципе...
Но еще как минимум 3 стропы!
В общем, все очень критично.

В чем засада?
Магнитный (или статический) парашют плохо работает на малых скоростях.

Для быстрых звездолетов (50%-10% света) он может быть маленьким и тяжелым. Но на 2.5% света его эффект уже слезы.

[hecata]

Извините за резкость, но что вам без расчетов ясно – это ваше личное горе. Тут такими гениями можно поля засевать. Меня интересовало именно обяснение. И наглядное объяснение.

У меня очень мало времени, что бы заниматься расчетами. Хотите не на пальцах - ждите неделями.

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

Вот тут я не вполне понял вашу логику. Можете разжевать тупому?

Ну вот посмотрите картинку [img]http://upload.wikimedia.org/wikipedia/ru/8/88/Horizon_calculation.png[img]

Представим что B центр корабля, А, это точка куда надо отклонить протон, С - откуда мы его начинаем отклонять, радиус окружности R - ламоровский радиус. Тогда расстояние BC^2 (которое я обозвал Х) будет равно (BA+R)^2 - R^2, дальше раскрываем, сокращаем, вспоминаем  что BA приняли за 30 м, и получаем то что получили.

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.

Гм... 1 Тесла? ВСЕГО ЛИШЬ?
Паркер (ссылаясь на исследование другого автора) говорит от 20 Тесла для марисанского корабля.

Я думаю, речь идет о совсем разных объемах. Мне надо создать 1 тесла в объеме в доли кубического километра (катушки размеров в сотню и больше метров). Без сверхпроводимости это невозможно.

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.

Да, было бы интересно посмотреть.
Вас не смущает оптимистичность вашей оценки? Меня смущает...

[/quote]

Не знаю, надо проверять расчет. Вечером посчитаю массу катушки и преобразователя.

[Alex_Semenov]

Алекс Семенов, каково ваше мнение по поводу вот этого (см. ниже)?
Странник писал(а):
Если дуть лазером в космический парус, то не получиться ли: на близком расстоянии лазер прожъгет парус, а на дальнем рассеится.

Странник, послушайте. Вы рассуждаете на уровне, простите, кретина.
Я вам (или кому-то похожему на вас) на Астрофоруме давал исчерпывающее объяснение с картинками. Чем я еще могу помочь?

С лучем мне здорово не нравится почему? Потому, что практически на таких расстояниях нет обратной связи.

Не нравится – не ешьте.
Мне тоже не нравится что нет обратной связи и что проблема остаться в луче чуть ли не самая сложная (но решаемая! И Форвард и Лендис над этим голову ломали и предлагали решения. Очень простые. Если вы действительно над проблемой подумали - тоже решение нашли бы)
Хотите разобраться в тонкостях? Читайте первоисточники. И самое главное ПОПРОБУЙТЕ сами что-то посчитать. Нет у вас метода расчета? Только на словах "качественная картинка"?
Это означает что у вас нет никакой идеи.
Гарантия -100%!
Ваша интуиция - плохой советчик и подсказчик. Там, в космосе она не стоит и выеденного яйца. Поверьте мне!

Придумывать звездолеты, ковыряясь в носу (эх, взять бы камень побольше, да с горы покруче... ух бы булькнуло) – ВРЕМЯ ПРОШЛО.
(хотя если честно – его никогда не было)
Весь бред, который тут неофиты пытаются нести, это нудное хождение по кругу. Все это до них  уже лет 30 назад был высказан по 10 раз такими же как они умниками и (если у кого-то руки доходили) расчетом опровергнуто.
А все что есть дельного – давно уже рассчитано в первом приближении. Значит учиться, учиться и еще раз учиться!
Но мы не хотим! Нам в падлу. Мы хотим побалагурить на форуме.
У нас мысль свободно летает! Ищет то, чего никто не смог обнаружить (хотя, скажем знаний для этого - ноль целых ноль десятых)
Чукча не читатель. Чукча писатель (изобретатель)!
Давайте вот такую еще хрень сморозим...

Очень скучно все это читать (не только у вас и не только здесь).
И за державу обидно.
Простите, если ответил слишком резко.
Учите физику для начала.
И самое главное  - научитесь ей доверять.  А не своим ощущениям.

[Alex_Semenov]

У меня очень мало времени, что бы заниматься расчетами. Хотите не на пальцах - ждите неделями.

Согласен. Я не прав.

Ну вот посмотрите картинку

Ага. Спасибо! Теперь понятною

Я думаю, речь идет о совсем разных объемах. Мне надо создать 1 тесла в объеме в доли кубического километра (катушки размеров в сотню и больше метров). Без сверхпроводимости это невозможно.

Да. Я тоже думаю тут все правильно. Паркер о 20 теслах говорил для 1 метра (лармаровского радиуса видимо).

Не знаю, надо проверять расчет. Вечером посчитаю массу катушки и преобразователя.

Интересно посмотреть.
Кстати, я давал ссылку на ТМ 1963-го года. Там правильно сказано. Цельная катушка опасно. Если замкнет – будет плохо всем. Надо делать отдельные самостоятельные витки.

[hecata]

Вечером посчитаю массу катушки и преобразователя.

Прежде чем перейти к расчету катушки, скажу, что по адресу, который дал Александр - http://engineering.dartmouth.edu/~simon_g_shepherd/research/Shielding/docs/Levy_61a.pdf находятся практически все ответы на мои вопросы по экранированию от проникающей радиации; в основном правда - от поясов ван Алена, и солнченой. Для ГКЛ приводится значение 5-10 бэр/год, но это внутри гелиосферы, за ней будет больше. Кроме того - и это много, ВОЗ считает, что районы с дозой больше 0.5 бэр/год нельзя заселять.

Так что продолжим считать магнитную систему.

И так, дано, катушка длинной 100 метров и диаметром 100 метров, индукцией 1 Тл.

Для начала посчитаем энергию, запасаемую такой конструкцией:

W = V * B^2/2 *Mu0, где, V объем внутреннего поля, B - индукция, Mu0 - магнитная постоянная.

Получаем W = 3,11 * 10^11 Дж - эквивалент 70 тонн тола.

Поскольку объем растет от линейных размеров как куб, именно в этом моменте видимая разница в индукции магнитного экрана с Паркером - его система будет требовать гораздо меньшего количества джоулей. Здесь получится, что если у нас есть система управления мощностью 10 мегаватт, то она будет накачивать катушку без потерь 31100 секунд - это почти 12 часов. В случае потери сверхпроводимости катушка скорее всего испариться, короче такая система гораздо сложнее инженерно, чем 10-15 тесловые компактные соленойды, хотя те тоже должны запасать единицы-десятки гигаджоулей.

Ток, необходимый катушке

I = B * L / (n * Mu0), где B - индуктивность, L - длинна, n - количество витков. Пусть шаг витка K - переменная оптимизации, тогда L/k = n.

I = B * L * k /( L * Mu0)

I ~= 8*10^5 k, если шаг витка принять 1,25 метра, нам понадобиться, скажем мегаампер, если 1,25 миллиметра - килоампер.

Длина кабеля, образующего спираль

F = Pi * sqrt(D + k)^2 + (k/2)^2) * L/k,  где Pi - 3.14, D - диаметр катушки, k - шаг витка, L длина катушки. Взята тупо из справочника токаря

Конечно, в 83 году не было не только 2G высокотемпературных сверхпроводниковых кабелей, но даже сами купратные ВТСП не были открыты. Тем не менее я сделаю расчет для самой современной технологии.

Итак, кабель от http://www.superpower-inc.com/

Критический ток 250 А, сечение 1.2 мм^2, ширина 12 мм, плотность не указана, но должна быть около 3.5-4. Погонный вес, кабеля на 10 килоампер будет, т.о. 168 грамм/метр.

Общая масса кабеля M = 1,68*10-5 * I * L, все в Си. Подставляем наши формулки.

M = 1.68 * 10^-5 * 8*10^5*k * Pi * sqrt(D + k)^2 + (k/2)^2) * L/k

Получается, что зависимость от шага линейная, и при шаге меньше 10 см общая масса стремится к константе.

Примем шаг 12,5 мм (сплошная намотка) и посчитаем массу

I =  10 кА.

F = 2616667 метра, масса кабеля 439 600 кг. Это штука, вполне реальная уже сегодня, кстати.

Теперь сила ампера. Магнитное поле силой 1 Тл создаст давление в
~4 атм.

Для нашей сверхпроводящей проволочки согласно этому калькулятору максимальное давное будет около 0,2 Атм. Значит берем и укрепляем углепластиковым волокном с сигма 5 ГПА слоем 5 мм (это тоже все на грани и за гранью, скорее всего будет тяжелее, но пусть, считаем на пределе). При плотности волокна 1800 кг/м^3 получаем вес укрепляющей системы

M = 565 214 кг.

Еще будет ЭВТИ, ну пусть общая масса катушки составит, пускай 1000 тонн (в реальности наверное заметно больше).

Эй, главный конструктор, как вам такая системка?

Теперь по источнику тока. Если взять 100 киловаттный источник тока килоампер на 10, то он будет накачивать катушку ~3500...4000 тысяч секунд, т.е. почти 2 месяца. Мне кажется это оптимально. Такой источник будет весить по современным технологиям килограмм 300...900, в космическом исполнении даже меньше.

[Странник]

Алексу Семенову.
Спасибо за ответ
Не могли бы вы опубликовать эти решения по снабжению звездолета по энерголучу?
И насчет дуть лазером в парус. Может лучше объяснить, чем ругать меня в безграмотности?
Можно здесь
http://www.astronomy.ru/forum/index.php/topic,86349.0.html
Да нет не слишком резко.
на астрофоруме лично мне вы ничего не объясняли.

[Alex_Semenov]

M = 565 214 кг.

Еще будет ЭВТИ, ну пусть общая масса катушки составит, пускай 1000 тонн (в реальности наверное заметно больше).

Эй, главный конструктор, как вам такая системка?  

Отличная "системка"! Большое спасибо!
Пробежался бегло. Разберусь детальней позже. Но в целом вердикт устраивает. Согласен.
1000 тонн активной защиты мы можем себе позволить.
Я не понял, зачем вы свои пояснения мне тупому по радиусу затерли? Случайно?
Дело вот в чем...
Меня изначально это смущало (потому я и туплю).
Хотел еще раз убедится, что правильно вас понял...
А тут увидел что вы уже это затерли...

В чем мои сомнения?
Искривить траекторию частицы (отклонить) от защищаемого отсека, как мне кажется – ничего не даст. Частица, которая летит по оси будет оклонена. Согласен. А та что летит мимо отсека на дистанции R и без поля пролетела бы мимо, тем же полем будет отклонена прямо на отсек.
Нет?
Насколько я понимаю суть магнитной защиты не просто отклонить летящую частицу (поле так как нам надо это не сделать никак не сможет: одни частицы отклонятся но другие наоборот будут налетать на отсек), а завернуть всякую частицу в обратную сторону, откуда бы и как по отношению к отсеку она не летела. При этом эффект возникает  за счет градиента напряженности поля (который всегда в сторону отсека), частицы всегда будут улетать в сторону меньшей напряженности В.
Я прав?
Или я где-то твердо стал на ручник...
 :evil:

[Alex_Semenov]

Алексу Семенову.
Спасибо за ответ
Не могли бы вы опубликовать эти решения по снабжению звездолета по энерголучу?
И насчет дуть лазером в парус. Может лучше объяснить, чем ругать меня в безграмотности?

Хорошо. В чем у вас проблемы? Луч прожгет парус? С чего бы это? Вы себе можете представить излучающий комплекс из миллиона лазров (синтезированную апертуру), скажем на 400 ТВатт?

Я себе ее очень туго представляю. Но если я вам покожу то что я уже вижу – это вас повергнет в смятение...

Почему я это всегда стараюсь совместить с открытием ИИ и машинных саморепликаторов.
Нам надо превратить в двигатель целый планетоид типа Цереры!
Это должна быть система невиданной пока сложнсти и прицизионности, управление которой опирается на супер-систему позиционирования.
Вы понимаете, что световое пятно на пол или один световой год – это ГОЛОГРАММА.
Прожечь дыру?
Этого не может быть потому что луч фокусируется на дифракционном пределе. Все что может получиться – уход луча в сторону или потеря когерентности (то есть излучатель для наблюдателя на парусе потухнет). Сохранить когерентность – задача суперсложная. Даже сложней чем удержать луч в нужном направлении.
 
По поводу ухода луча в сторону. Да. Это проблема. Но вам не нужна ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ если вы заранее договоритесь о действиях в таких ситуация. Все очень просто. Направление разгона известно и не должно менятся и каждый старается его держать самостоятельно.
И все.
Если луч ушел по вине излучающей станции – парусник продолжает лететь (по инерции) и ждать пока луч вернется в коридор. Если это парусник вышел из коридора – он должен сам в него вернутся.
Все объекты будут подсвечиваться триангуляционными лазерами и вычислить свое отклонение сможет что парусник что оптическая система.
Вас конечно волнует вопрос как можно добиться такой точности на световом годе?
Очень сложно. Но все зависимости здесь ЛИНЕЙНЫЕ. То есть сложно, но можно. Множеством технических ухищнерий, системой лазерного позиционирования (разнесенной в пространстве) и разумеется комплексом компьютерного управления.

Кстати. Я всегда оцениваю освещенность паруса как 10 солнечных постоянных. То есть парус по идее и так работает на грани (2/3 температуры плавления или сублимации).
Ваши страхи про луч, который прожжет меня просто удивляют.
Вы что луч представляете как лучик световой указки?
Вы в корне не владеете азами волновой оптики.
Если вы хотите послать луч на большую дистанцию с как можно меньшей расходимостью (а тем более добиться сходимости) вам нужно сделать апертуру (то есть диаметр) луча как можно больше.

D=2.44*L*S/d

D диаметр излучателя (апертура излучателя, линзы собирающей свет монохромного точечного источника)
L – длина волны
S – фокусное расстояние
d – диаметр пята (паруса или приемника энергии)

В лучших моих прикидках D (апертура луча идищего к парусу через световой год) у меня получается в 3 раза БОЛЬШЕ диаметра паруса.
Можно ли прожечь парус таким лучем?
Ну я и не знаю... Это что надо сделать... Изменить конструкцию линзы наверное... С дуру можно и х... сломать. Но понимаете, ваши страдания какие-то совсем детские. Это все равно что бояться водородного взрыва в водородном автомобиле.
Я помню маленьким так и боялся.

[hecata]

.Я не понял, зачем вы свои пояснения мне тупому по радиусу затерли? Случайно?

Да :oops: Попробую восстановить.

Дело вот в чем...
Меня изначально это смущало (потому я и туплю).
Хотел еще раз убедится, что правильно вас понял...
А тут увидел что вы уже это затерли...

В чем мои сомнения?
Искривить траекторию частицы (отклонить) от защищаемого отсека, как мне кажется – ничего не даст. Частица, которая летит по оси будет оклонена. Согласен. А та что летит мимо отсека на дистанции R и без поля пролетела бы мимо, тем же полем будет отклонена прямо на отсек.
Нет?
Насколько я понимаю суть магнитной защиты не просто отклонить летящую частицу (поле так как нам надо это не сделать никак не сможет: одни частицы отклонятся но другие наоборот будут налетать на отсек), а завернуть всякую частицу в обратную сторону, откуда бы и как по отношению к отсеку она не летела. При этом эффект возникает  за счет градиента напряженности поля (который всегда в сторону отсека), частицы всегда будут улетать в сторону меньшей напряженности В.
Я прав?
Или я где-то твердо стал на ручник...
 :evil:

И прав и нет одновременно. В Levy_61a.pdf , что выше, показанно как именно должно быть сконфигурированно поле и как именно в нем будут проходить траектории заряженных частиц - низкоэнергетические - отражаться, высокоэнергетические - навивать спирали.

Здесь я взял худший случай по энергетике, и не считал именно правильную конфигурацию поля. Думаю, без особых затрат по массе (ну раза в 2 тяжелее может быть будет магнит, а может и не будет) можно сделать и православную конфигурацию, которая уже будет работать правильно. Более того, приведенная конфигурация защитной системы еще плоха тем, что говорят, что при поле больше 0,5 тесла жить нельзя - это влияет на здоровье вроде (хотя в ЯМР томографах вон пациенты при 3 Тл лежат и ничего).

Ну и последний аргумент - у нас поле есть не только внутри катушки, как минимум половина энергии находится снаружи. Т.е. 100 ГЭВные протоны с R=140 метров будут от такого поля отражатся, а не только отклоняться.

Однако на вчерашнем сообщении мой сериал не закончился. Я хочу посчитать вариант магнитного экрана для M2P2 системы, вооружившись пока вот такой статьей.

Правда, это точно не получится сделать сегодня.