Инженерные вопросы межзвездных перелетов

[Иван Моисеев]

И вот с этой всей х...ей мы попробуем взлететь (с)  
Есть люди ненавидящие Энштейна, а здесь тяжелая непереносимость Циолковского. То астероиды термоядом разгоняем, теперь вот легким движением... .
Если есть деньги на "Орион" - надо пускать корабль-колонайзер. В один конец.Но "штоб вся Земля 100 лет как один человек...! ":P

Лучший проект в этом классе:

http://path-2.narod.ru/vv/obzor/zukk.htm

[pkl]

И вот с этой всей х...ей мы попробуем взлететь (с)  
Есть люди ненавидящие Энштейна, а здесь тяжелая непереносимость Циолковского. То астероиды термоядом разгоняем, теперь вот легким движением... .
Если есть деньги на "Орион" - надо пускать корабль-колонайзер. В один конец.Но "штоб вся Земля 100 лет как один человек...! ":P

Прежде чем пускать колонизаторов, неплохо бы выяснить, пригодна ли планетная система для колонизации. При чём здесь Циолковский? Прочтение вышеперечисленных постов приводит к мысли о том, что схема "Ориона" - единственный возможный способ полёта к ближайшим звёздам при современном уровне технологий[/size].

А специально для Вас предлагаю такой вариант: микрозонд весом порядка 100 г, запускаемый посредством лазерного паруса или гигантского электромагнитного ускорителя. Попробуйте запихнуть в него научную аппаратуру /ну там, телескопы, атмосферные зонды/, аппаратуру для радиосвязи, источники энергопитания и всякое такое.

P.S.: И, кстати, насчёт астероидов - я, вообще-то, предлагал планетоиды/карликовые планеты/. Для основания жизнеспособной колонии нам придётся отправлять к звёздам целую цивилизацию. Для неё даже астероида будет мало, ибо "экипаж" такого корабля составит тысячи, а то и миллионы человек!

[pkl]

И вот с этой всей х...ей мы попробуем взлететь (с)  
Есть люди ненавидящие Энштейна, а здесь тяжелая непереносимость Циолковского. То астероиды термоядом разгоняем, теперь вот легким движением... .
Если есть деньги на "Орион" - надо пускать корабль-колонайзер. В один конец.Но "штоб вся Земля 100 лет как один человек...! ":P

Лучший проект в этом классе:

http://path-2.narod.ru/vv/obzor/zukk.htm

Ну это уже перегиб: проще свои пожитки побросать в корабль, содрать биосферы и махнуть к родственникам в ближайшую колонию. Хотя :roll:

Если же серьёзно: колонистам понадобится до фига ресурсов как на этапе перелёта, так и в первые десятилетия жизни в новом мире - пока не разведают месторождения на местных планетах.

[Иван Моисеев]

Если же серьёзно: колонистам понадобится до фига ресурсов как на этапе перелёта, так и в первые десятилетия жизни в новом мире - пока не разведают месторождения на местных планетах.

"Если же серьёзно:" - любое "до фига" выражается в конкретных цифрах.
Качественно картина выглядит так: первые 5 лет используются штатные ресурсы кораблей эскадры, т.е. те же СЖО и средства межорбитальных переходов, в качестве которых используются аппараты межкорабельного сообщения. На малых спутниках планет либо астероидах находят воду, энергии изобилие (маршевые ДУ в качастве энергостанций), делают хим.горючее и спускаются на планету земного типа.
В целом все средства освоения должны весить не более 5% общей массы ПН.

[pkl]

Если же серьёзно: колонистам понадобится до фига ресурсов как на этапе перелёта, так и в первые десятилетия жизни в новом мире - пока не разведают месторождения на местных планетах.

"Если же серьёзно:" - любое "до фига" выражается в конкретных цифрах.
Качественно картина выглядит так: первые 5 лет используются штатные ресурсы кораблей эскадры, т.е. те же СЖО и средства межорбитальных переходов, в качестве которых используются аппараты межкорабельного сообщения. На малых спутниках планет либо астероидах находят воду, энергии изобилие (маршевые ДУ в качастве энергостанций), делают хим.горючее и спускаются на планету земного типа.
В целом все средства освоения должны весить не более 5% общей массы ПН.

15-20 - геологоразведка занимает много времени. Задача №1 -  рабочее тело для двигателей. Затем - источники энергии /гелий-3 из атмосфер планет-гигантов /. ЖРД? Не смешите! Только ЯРДы - газофазные для перемещения в пределах системы и твердофазные для посадки. А по поводу средств освоения - полагаю, как раз наоборот, хорошо бы в 50% уложиться. Ведь жизнеспособной колонии понадобится вся промышленность. Я недавно прочитал статью - оказываются, в изготовлении ноутбука участвуют несколько десятков предприятий на всех континентах /кроме Антарктиды/. В отрасли заняты десятки тысяч человек - и это для одного компъютера! Так что им придётся кучу станков тащить с собой.

[Иван Моисеев]

15-20 - геологоразведка занимает много времени.

Гм. Вы, случаем, не из Прибалтики?

ЖРД? Не смешите! Только ЯРДы - газофазные для перемещения в пределах системы и твердофазные для посадки.

Вам шашечки или ехать? Для перемещения в пределах системы вполне годятся модули маршевой ДУ. Для посадки - что попроще и с доступным топливом.

А по поводу средств освоения - полагаю, как раз наоборот, хорошо бы в 50% уложиться.

Опыт гималайских экспедиций подтверждает нерушимость Принципа Джерома К.Джерома: с собой надо брать не то, что пригодится, а то, без чего не обойтись. При условии следования этому принципу 50% легко сводятся к указанным выше 5%.

[gans3]

При чём здесь Циолковский?

(Вздыхая)
ПРИ САМОМ ГЛАВНОМ здесь Циолковский. Формула есть "имени его". По нику этому искать проще
"Движение тел переменной массы". Помедиируйе над ней. Просветляет. Сразу "планетоиды" мерещится перестают.
http://robert-ibatullin.narod.ru/lamia/arrenius.html
Специально для Вас. Колонайзер весом 10,8 ... миллиграмм.
"Одобрено Семеновым"

[Chilik]

Но, повторюсь, вам для вашей задачи лазер не нужен. ...

Не понял... Вы что, хотите сказать? Что инерционный термоядерный синтез можно осуществить без лазеров или ускорителей ионов? То есть обжать мишень обычным светом? :shock:

Oops, как говорят супостаты.
Похоже, меня подвела привычка загружать несколько тем одновременно. Просто в мозгу осталось какое-то обсуждение, где лазер использовался непосредственно как фотонный движитель.
Что касается инерциального УТС без лазеров, то до меня уже дали один из возможных вариантов:

Ну это смотря какая у вас "лампочка" . В термоядерной бомбе и Z-машине так и присходит.

Хотя Z-пинч на сегодняшний день совсм не смотрится как машина для работы на частоте (много разрушений и одноразовых элементов в зоне реакции -> большой "непрофильный" запас и расход массы).

[C-300]

С http://www.atominfo.ru/news/air2755.htm

Плутониевые фаст-фуды

А если перейти к более оптимистическим темам? Если мы не ошибаемся, в ФЭИ была опубликована работа, чьё название звучит как фантастический роман - применение ядерных фотонных ракет для исследования Дальнего Космоса. В ней предлагается создание для полётов за орбиту Плутона фотонных движителей на основе высокотемпературных реакторов.

Да, такая работа выполнена в ФЭИ и опубликована. Идея принадлежит покойному Виктору Яковлевичу Пупко. Он со своими учениками, прежде всего, Андреем Владиславовичем Гулевичем, развили эту идею.

Сегодня она выглядит очень фантастической по всем видам затрат. Это технология, я бы сказал, даже не завтрашнего, а послезавтрашнего дня. Но как физическая концепция, не противоречащая принципиально земной технологии, она имеет право на существовование. Там должен быть высокотемпературный, скорее всего, газовый реактор с запредельным уровнем температур, по нашим сегодняшним представлениям. Тем не менее, теоретически такая замкнутая задача была рассмотрена и опубликована.

Ядерные фотонные движители позволяют в рамках "разумных" на сегодняшний день затрат и технологий обеспечивать полёты дальностью сотни и тысячи а.е. за времена 25-50 лет. Так, чтобы удалиться от Земли на 1000 а.е. за 25 лет, кораблю с фотонным движителем придётся взять 16 тонн ядерного горючего и иметь реактор мощностью 2000 МВт(тепловых). К сожалению, межзвёздные перелёты остаются пока за пределами человеческих возможностей, так как расстояние даже до самой ближайшей звезды превышает 250 тысяч а.е.

Источником энергии для фотонной ракеты может быть высокотемпературный реактор с газофазной активной зоной с гексафторидом урана. Второй вариант, предлагаемый авторами идеи - использование псевдосжиженной активной зоны, где топливо представлено в виде крошки и удерживается в зоне вихревым потоком газа (смесью гелия и ксенона).

[Alex_II]

Средняя скорость выходит в районе 190 км/сек. Шикарная машина для внутрисистемных перелетов, подойдет и для пояса Койпера, но даже для 1000 а.е. - малость медленно...

[Иван Моисеев]

С http://www.atominfo.ru/news/air2755.htm

Плутониевые фаст-фуды

А если перейти к более оптимистическим темам? Если мы не ошибаемся, в ФЭИ была опубликована работа, чьё название звучит как фантастический роман - применение ядерных фотонных ракет для исследования Дальнего Космоса. В ней предлагается создание для полётов за орбиту Плутона фотонных движителей на основе высокотемпературных реакторов.

Да, такая работа выполнена в ФЭИ и опубликована. Идея принадлежит покойному Виктору Яковлевичу Пупко. Он со своими учениками, прежде всего, Андреем Владиславовичем Гулевичем, развили эту идею.

Сегодня она выглядит очень фантастической по всем видам затрат. Это технология, я бы сказал, даже не завтрашнего, а послезавтрашнего дня. Но как физическая концепция, не противоречащая принципиально земной технологии, она имеет право на существовование. Там должен быть высокотемпературный, скорее всего, газовый реактор с запредельным уровнем температур, по нашим сегодняшним представлениям. Тем не менее, теоретически такая замкнутая задача была рассмотрена и опубликована.

Ядерные фотонные движители позволяют в рамках "разумных" на сегодняшний день затрат и технологий обеспечивать полёты дальностью сотни и тысячи а.е. за времена 25-50 лет. Так, чтобы удалиться от Земли на 1000 а.е. за 25 лет, кораблю с фотонным движителем придётся взять 16 тонн ядерного горючего и иметь реактор мощностью 2000 МВт(тепловых). К сожалению, межзвёздные перелёты остаются пока за пределами человеческих возможностей, так как расстояние даже до самой ближайшей звезды превышает 250 тысяч а.е.

Источником энергии для фотонной ракеты может быть высокотемпературный реактор с газофазной активной зоной с гексафторидом урана. Второй вариант, предлагаемый авторами идеи - использование псевдосжиженной активной зоны, где топливо представлено в виде крошки и удерживается в зоне вихревым потоком газа (смесью гелия и ксенона).

Ссылка интересная в целом, но я не понял, причем здесь фотонные движители? Какая связь с гафоазным ЯРД?

Вот старый американский проект без всякой экзотики:
http://path-2.narod.ru/vv/obzor/tau/tau.htm
Сравнивайте.

[C-300]

но я не понял, причем здесь фотонные движители? Какая связь с гафоазным ЯРД?

Судя по всему, идея заключается в том, чтобы использовать энергию, испускаемую реактором (в данном случае - газофазным, чтобы иметь максимальную температуру), непосредственно. Правда, есть пара но:
- тяга будет, мягко говоря, оччень небольшой
- как удерживать это чудо (урановую плазму) в фокусе отражателя (плазма должна быть далеко от стенок, чтобы они не расплавились и чтобы облако плазмы было хоть немного похоже на точку - тогда расходимость пучка и тяга будут максимальны).
- отражатель. Нет отражателя для рентгена (разве что зеркала скользящего падения), гамма и нейтронов. С ультрафиолетом, видимым и инфракрасным спектрами можно ещё справиться, но на них, подозреваю, много энергии не придётся.

Вот старый американский проект без всякой экзотики:

Вотна 1000 а. е. - это самое то, ИМХО! Заморачиваться с чем-то фотонногазофазным имеет смысл только для полётов к другим звёздам. Но ядерная энергия деления не даёт необходимых чисел Циолковского. Термояд - с натяжкой. вот, кстати, и решение проблемы барьера Бюссара: термоядерный реактор, работающий на межзвёздном водороде, даёт не только реактивную тягу в виде продуктов реакции, но и в виде отражённого потока рентгеновского излучения...
P. S. читаю пост и чуть не крещусь, не смотря на то, что атеист - это ж надо такой бред написать...
P. P. S. а где можно эту статью почитать?

[unihorn]

Термояд - с натяжкой. вот, кстати, и решение проблемы барьера Бюссара: термоядерный реактор, работающий на межзвёздном водороде, даёт не только реактивную тягу в виде продуктов реакции, но и в виде отражённого потока рентгеновского излучения...

Единственное но, никто, пока, не знает как сделать для ТЯРД массзаборник диаметром с юпитер (или даже два, не помню точно)...

[C-300]

Проблема с воронкой - не единственная:
- создание его, родимого термоядерного реактора
- утилизация огромного количества тепла, выделившегося и поглощённого в ходе работы
- обеспечение работы в течение лет
- воронка, собссно (сверхпроводящие магниты, прочность ит. п.)
- отражатель в моём варианте

[pkl]

.... А я и не собираюсь разгонять планету до скорости света :shock: Вся фишка корабля поколений в том и состоит, чтобы летать не с околосветовыми, а с более-менее обычными скоростями, достижимыми с помощью существующих технологий....

Tak Begb /\eTuM y>ke:
30 km/cek - Bokpyr Co/\Hu,a
300 km/cek - BMecTe c Co/\Hu,eM Bokpyr u,eHTpa ra/\akTuku
u T.g.  

Что-то я не понял Вашу мысль... О чём Вы?

На последних страницах ЭТОГО топика достаточно цифр , чтобы посчитать, сколько см\сек прибавит 100 километров диаметром планета, если отбросить 50% ее массы со скоростью истечения 0.1с, максимального для Термояда.

У меня получилось порядка 175000 км/с для тела начальной массой 700 млрд. т и конечной 350 млрд. т. Не так считал?

[pkl]

15-20 - геологоразведка занимает много времени.

Гм. Вы, случаем, не из Прибалтики?

Из Калининграда. А что? На эстонцев намекаете? А сколько мы Солнечную систему исследовали?

ЖРД? Не смешите! Только ЯРДы - газофазные для перемещения в пределах системы и твердофазные для посадки.

Вам шашечки или ехать? Для перемещения в пределах системы вполне годятся модули маршевой ДУ. Для посадки - что попроще и с доступным топливом.

Так вся прелесть твердофазного ЯРДа как раз в его всеядности. + характеристическая скорость. Признаться, я не уверен, что на планетах у других звёзд колонистов уже будут ждать космодромы со всей инфраструктурой.

А по поводу средств освоения - полагаю, как раз наоборот, хорошо бы в 50% уложиться.

Опыт гималайских экспедиций подтверждает нерушимость Принципа Джерома К.Джерома: с собой надо брать не то, что пригодится, а то, без чего не обойтись. При условии следования этому принципу 50% легко сводятся к указанным выше 5%.

А Вам не кажется, что это понижает вероятность успешного завершения миссии?

[pkl]

При чём здесь Циолковский?

(Вздыхая)
ПРИ САМОМ ГЛАВНОМ здесь Циолковский. Формула есть "имени его". По нику этому искать проще
"Движение тел переменной массы". Помедиируйе над ней. Просветляет. Сразу "планетоиды" мерещится перестают.
http://robert-ibatullin.narod.ru/lamia/arrenius.html
Специально для Вас. Колонайзер весом 10,8 ... миллиграмм.
"Одобрено Семеновым"

Не вздыхайте - знаю я формулу Циолковского. Попробовал посчитать /см. выше/ - получилась просто умопомрачительная скорость. Мне столько не надо. Или я где-то ошибаюсь? :roll:

Насчёт миллиграммового "колонайзера" /или, всё-таки, колонизатора?/. Лично я идею не одобряю. Даже не касаясь морально-этических аспектов такого ээээ... эксперимента - у меня большие сомнения в его реальности. Ибо много слабых мест у проекта.

Например, нанороботы. Не так давно мне приходилось читать, что учёные, всерьёз занимающиеся нанотехнологиями, весьма сдержанно относятся к возможности реализации этой идеи. Там много проблем - взять хотя бы тепловое движение атомов и молекул.

А предложенный проект колонизации вовсе нереален.

[Иван Моисеев]

15-20 - геологоразведка занимает много времени.

Гм. Вы, случаем, не из Прибалтики?

Из Калининграда. А что? На эстонцев намекаете? А сколько мы Солнечную систему исследовали?

2, 5 тыс лет. И еще не меньше исследовать будем.
А что касается геологоразведки - где что искать будет известно еще до отправки экспедиции. Во всяком случае еще до отправки звездная система-цель будет изучена лучше, чем сейчас Солнечная.  

Так вся прелесть твердофазного ЯРДа как раз в его всеядности. + характеристическая скорость. Признаться, я не уверен, что на планетах у других звёзд колонистов уже будут ждать космодромы со всей инфраструктурой.

"Космодромы со всей инфраструктурой" прилетят вместе с колонистами. Это как раз по необходимости. А что касается ГФЯРД - они заслуживают отдельного обсуждения. На данном этапе выбор ТФ или ГФ - не критичен.

А по поводу средств освоения - полагаю, как раз наоборот, хорошо бы в 50% уложиться.

Опыт гималайских экспедиций подтверждает нерушимость Принципа Джерома К.Джерома: с собой надо брать не то, что пригодится, а то, без чего не обойтись. При условии следования этому принципу 50% легко сводятся к указанным выше 5%.

А Вам не кажется, что это понижает вероятность успешного завершения миссии?

Упомянутый выше опыт также говорит, что чрезмерная предусмотрительность понижает вероятность начала миссии.

[gans3]

.... А я и не собираюсь разгонять планету до скорости света :shock: Вся фишка корабля поколений в том и состоит, чтобы летать не с околосветовыми, а с более-менее обычными скоростями, достижимыми с помощью существующих технологий....

Tak Begb /\eTuM y>ke:
30 km/cek - Bokpyr Co/\Hu,a
300 km/cek - BMecTe c Co/\Hu,eM Bokpyr u,eHTpa ra/\akTuku
u T.g.  

Что-то я не понял Вашу мысль... О чём Вы?

На последних страницах ЭТОГО топика достаточно цифр , чтобы посчитать, сколько см\сек прибавит 100 километров диаметром планета, если отбросить 50% ее массы со скоростью истечения 0.1с, максимального для Термояда.

У меня получилось порядка 175000 км/с для тела начальной массой 700 млрд. т и конечной 350 млрд. т. Не так считал?

А по какой формуле считали? Вас на яндексе забанили? :-)
http://slovari.yandex.ru/dict/bse/article/00088/43100.htm?text=%D0%A4%D0%BE%D1%80%D0%BC%D1%83%D0%BB%D0%B0%20%D0%A6%D0%B8%D0%BE%D0%BB%D0%BA%D0%BE%D0%B2%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B3%D0%BE
Вот по этой получается 0,1с*ln(1+0,5)=0,04с=12000 км\сек
Это при условии, что вы смогли половину массы планетоида превратить в топливо и отбросить со скоростью истечения 0,1с. Дальше будете фантазировть?

[Иван Моисеев]

.... А я и не собираюсь разгонять планету до скорости света :shock: Вся фишка корабля поколений в том и состоит, чтобы летать не с околосветовыми, а с более-менее обычными скоростями, достижимыми с помощью существующих технологий....

Tak Begb /\eTuM y>ke:
30 km/cek - Bokpyr Co/\Hu,a
300 km/cek - BMecTe c Co/\Hu,eM Bokpyr u,eHTpa ra/\akTuku
u T.g.  

Что-то я не понял Вашу мысль... О чём Вы?

На последних страницах ЭТОГО топика достаточно цифр , чтобы посчитать, сколько см\сек прибавит 100 километров диаметром планета, если отбросить 50% ее массы со скоростью истечения 0.1с, максимального для Термояда.

У меня получилось порядка 175000 км/с для тела начальной массой 700 млрд. т и конечной 350 млрд. т. Не так считал?

А по какой формуле считали? Вас на яндексе забанили? :-)
http://slovari.yandex.ru/dict/bse/article/00088/43100.htm?text=%D0%A4%D0%BE%D1%80%D0%BC%D1%83%D0%BB%D0%B0%20%D0%A6%D0%B8%D0%BE%D0%BB%D0%BA%D0%BE%D0%B2%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B3%D0%BE
Вот по этой получается 0,1с*ln(1+0,5)=0,04с=12000 км\сек
Это при условии, что вы смогли половину массы планетоида превратить в топливо и отбросить со скоростью истечения 0,1с. Дальше будете фантазировть?

А у меня получилась дельта-V = 2 079 000 000 см/с.
Три человека - три результата! Т.е., дефицит результатов нам не угрожает.