Инженерные вопросы межзвездных перелетов

[pkl]

tagus пишет:

pkl пишет:
А если поискать какой-нибудь диапазон в видимом спектре?

Диапазон придется искать, как компромисс между несколькими параметрами. Проблематику энергетики и расходимости пучка Иван57 очертил, но не рассмотрен еще фактор помех (соотношение сигнал/шум) - засветка от звезд. В "Лонгшоте", например, длину волны брали 532 нм именно из соображений минимума помех.

Да, трудности есть. Но они не выглядят непреодолимыми. А засветка... повторюсь, зелёных звёзд не бывает.

[pkl]

zyxman пишет:
А сам запас у вас где будет храниться, так чтобы на него не воздействовала космическая радиация?
- Тут же ж весь огород городится ради МИНИМИЗАЦИИ МАССОГАБАРИТА, а чтобы защититься от радиации, по представлениям нынешней физики (а другая в этой теме злостный и наказуемый оффтоп), нужно сидеть в ОГРОМНОЙ бочке с водой.
И совсем не факт, что развитие науки/технологии что-то улучшит именно в случае покрытий, то есть нужно рассчитывать ТОЛЬКО на то что доступно здесь и сейчас.

Про саморемонт уже писали. А если... аппарат в виде монокристалла.:?:

[pkl]

zyxman пишет:
Я хотел сказать, что сейчас круг материалов для космических покрытий и так очень узок, а если еще требовать работу с коротковолновым ультрафиолетом, то вообще не факт что найдем что-то реально существующее.
Поэтому правильно будет не рассчитывать на ультрафиолет.

Не-не, ультрафиолет не надо - большинство звёзд активно излучает в ультрафиолете, засветка будет сильной. Вряд ли удастся подыскать подходящий диапазон. Лучше зелёный, как тут уже писали.

[zyxman]

pkl пишет:
У меня есть ещё одна идея: а нельзя ли использовать в конструкции аппарата сверхпроводники?

Они не любят радиацию.

[zyxman]

pkl пишет:
Про саморемонт уже писали. А если... аппарат в виде монокристалла.:?:

Саморемонт на наноуровне означает нанофабрики, а у них даже для наземного варианта видны труднопреодолимые физические ограничения - огромная потребляемая мощность и огромное-же тепловыделение.

Монокристалл-же не спасает от тяжелых заряженных частиц, то есть от ТЗЧ может распасться атом в толще этого кристалла, и по накоплении определенного числа таких распадов, монокристалл перестанет быть монокристаллом, а система перестанет работать - без саморемонта свыше минимального уровня интеграции, практически никуда:(

[tagus]

pkl пишет:
а нельзя ли использовать в конструкции аппарата сверхпроводники? С холодом там всё в порядке. И нам не нужно будет заботиться о подогреве аппарата.

При рабочих температурах сверхпроводников не работают полупроводники. Так что компьютеры в зонде можно будет только из сверхпроводящих шестеренок, ламповые, или квантовые использовать.

[tagus]

pkl пишет:
Вот это я и имел в виду, когда чуть выше просил подобрать спектр. КПД зелёных лазерных указок - 20%.
 http://ru.wikipedia.org/wiki/Лазерная_указка
Идея перспективна - зелёных звёзд не бывает, помехи легко отсекаются зелёным светофильтром. И ловится обычной оптикой!:)

Монохроматические зеленые звезды науке, конечно, пока что неизвестны. А Вы, скажем, обычную земную радугу видели когда нибудь? Не напомните какой там цвет между желтым и голубым идет и откуда он взялся?

Гм, у меня в голове вертится идея создать на основе, допустим, вот такого изделия:
 http://www.membrana.ru/particle/3562
кубосат с опытной системой связи и проверить, насколько далеко бьёт.

Обязательно создайте.

[pkl]

zyxman пишет:

pkl пишет:
У меня есть ещё одна идея: а нельзя ли использовать в конструкции аппарата сверхпроводники?

Они не любят радиацию.

Блин!:(

zyxman пишет:

pkl пишет:
Про саморемонт уже писали. А если... аппарат в виде монокристалла.:?:

Саморемонт на наноуровне означает нанофабрики, а у них даже для наземного варианта видны труднопреодолимые физические ограничения - огромная потребляемая мощность и огромное-же тепловыделение.

Монокристалл-же не спасает от тяжелых заряженных частиц, то есть от ТЗЧ может распасться атом в толще этого кристалла, и по накоплении определенного числа таких распадов, монокристалл перестанет быть монокристаллом, а система перестанет работать - без саморемонта свыше минимального уровня интеграции, практически никуда:(

Трижды блин :!::!::!: Чёртова физика!!!:evil:
В общем, как ни крути, а опять приходим к тому же выводу: НАНОЗОНДЫ ФИЗИЧЕСКИ НЕВОЗМОЖНЫ.:cry: Как полёты со сверхсветовой скоростью.

[pkl]

tagus пишет:

pkl пишет:
а нельзя ли использовать в конструкции аппарата сверхпроводники? С холодом там всё в порядке. И нам не нужно будет заботиться о подогреве аппарата.

При рабочих температурах сверхпроводников не работают полупроводники. Так что компьютеры в зонде можно будет только из сверхпроводящих шестеренок, ламповые, или квантовые использовать.

Я хотел сверхпроводящие контуры использовать, в виде логических элементов. Что-то вроде этого:

Крестообразный плёночный криотрон: 1 — управляющая плёнка (Pb); 2 — изолирующий слой (SiO2); 3 — управляемая плёнка (Sn); 4 — изоляция (SiO2); 5 — экранирующий подслой (Pb); 6 — подложка; Iy — управляющий электрический ток; Iв — управляемый электрический ток /из БСЭ/.

Ладно, проехали.

[pkl]

tagus пишет:

pkl пишет:
Вот это я и имел в виду, когда чуть выше просил подобрать спектр. КПД зелёных лазерных указок - 20%.
 http://ru.wikipedia.org/wiki/Лазерная_указка
Идея перспективна - зелёных звёзд не бывает, помехи легко отсекаются зелёным светофильтром. И ловится обычной оптикой!:)

Монохроматические зеленые звезды науке, конечно, пока что неизвестны. А Вы, скажем, обычную земную радугу видели когда нибудь? Не напомните какой там цвет между желтым и голубым идет и откуда он взялся? 

На белые звёзды намекаете?

Гм, у меня в голове вертится идея создать на основе, допустим, вот такого изделия:
 http://www.membrana.ru/particle/3562
кубосат с опытной системой связи и проверить, насколько далеко бьёт.

Обязательно создайте.

Вам доставляет такое удовольствие глумиться над чужими мечтами, да?:evil:

[dmdimon]

вам какая разница, какого цвета лазер? Если полоса достаточно узкая, то в ней даже при малых мощностях будет очень высокое отношение сигнал-шум. фильтровать оптико-механической системой с подстройкой параметров по бортовому опорному источнику. и зеленые лазеры из указок - не лучший вариант по кпд вообще-то.

но работать все это не будет по причине несовместимости потребного времени жизни с явлением диффузии и электропереноса, даже если мы игнорируем радиационную деградацию.

[Иван Моисеев]

pkl пишет:
Трижды блин :!::!::!: Чёртова физика!!!:evil:
В общем, как ни крути, а опять приходим к тому же выводу: НАНОЗОНДЫ ФИЗИЧЕСКИ НЕВОЗМОЖНЫ.:cry: Как полёты со сверхсветовой скоростью.

Ну. почему же? В прошлом веке Форвард показал принципиальную возможность 20 г зонда ("Звездная соломка").
А доказательства невозможности - это просто демонстрация технических сложностей реализации.
Эта затея - где-то 3-й уровень по моей классификации.

[dmdimon]

zyxman пишет: ... нанофабрики......- огромная потребляемая мощность и огромное-же тепловыделение.

почему? удельное тепловыделение - допустим понимаю, хотя тоже не факт, а суммарная мощность тепловыделения почему огромна?

[Иван57]

tagus пишет:

pkl пишет:
А если поискать какой-нибудь диапазон в видимом спектре?

Диапазон придется искать, как компромисс между несколькими параметрами. Проблематику энергетики и расходимости пучка Иван57 очертил, но не рассмотрен еще фактор помех (соотношение сигнал/шум) - засветка от звезд. В "Лонгшоте", например, длину волны брали 532 нм именно из соображений минимума помех.

Нормальные герои всегда идут в обход.
В данном случае помехи оптической связи - точечные, поэтому можно просто сдвинуть приемник вбок, чтобы он не смотрел на звезду-помеху. Т.е. надо сделать несколько выносных приемных станций на космических аппаратах.


WW=N*B*h*c*4*L^2*lambda/d^4
HH=10*L*lambda/d (10 - гарантированный "запас прочности" против неглавных интерференционых максимумов)
mm=-2,512*log10(N*B/(d^2/4*пи())/(AA*ff))
NNN=10^(0,4137*mm+1,1168) (по данным http://znaniya-sila.narod.ru/stars/star_01.htm )
HHZV=L*(4*пи()/NNN)^0.5/2/ПИ()
где: N - число принимаемых фотонов на 1 бит информации
     B - Скорость передачи, бит/сек
     h - Постоянная Планка 6,626*10^-34 Дж*с
     c - скорость света 3*10^8 м/с
     L - Расстояние передачи, м
     lambda - длина волны связи, м
     d - диаметр объектива, м
     WW - Мощность передатчика, Вт
     HH - дистанция отхода приемника, м
     AA - Световой поток от звезды нулевой величины, фотон/(см2·с·A) = 1000
     ff - полоса длин волн передатчика, Ангстрем
     mm - звездная величина передатчика
     NNN - Количество звезд со звездной величиной меньше mm
     HHZV - дистанция отхода приемника чтобы попасть на следующую звезду-помеху, м


Продолжим пример:

Длина волны передачи    мкм    0,5
Апертура объектива    м    0,5
Дальность передачи    а.е.    200
Скорость передачи    бит/сек    2500
Число фотонов на бит    шт.    100
Полоса частот передатчика    Ангстрем    100
Мощность излучения передатчика    Вт    1424
Минимальная дистанция отхода приемника    а.е.    0,002
Звездная величина передатчика        7,272465782
Количество звезд со звездной величиной шт.    13349
Дистанция отхода приемника чтобы попасть на следующую звезду-помеху    а.е.    0,976631421

[tagus]

pkl пишет:
На белые звёзды намекаете?

Не совсем. Намекаю на товарищей Планка, Вина, Стефана, Больцмана, Рэлея с Джинсом и вот это:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a2/Wiens_law.svg/500px-Wiens_law.svg.png?uselang=ru

Вам доставляет такое удовольствие глумиться над чужими мечтами, да?:evil:

Нет. Процесс создания от мечт очень хорошо отрезвляет. Ну а вдруг у Вас получится даже лучше, чем хотелось? Докажете мне какой я дурак был.

[dmdimon]

Иван57 пишет:Нормальные герои всегда идут в обход.

несомненно. А почему они не работают при превышении шума над сигналом?

Дистанция отхода приемника чтобы попасть на следующую звезду-помеху а.е. 0,976631421

не совсем понял почему так сложно, а не через угловую разрешающую способность и геометрию приемника... Да еще и более чем одного, разнесенных в пространстве....

Если зонд удален на 200 ае а ближайшая звезда - на 4 св. года, разница в параллаксах считаема для произвольной базы приемников. Как только она превышает угловое разрешение оптики приемника - база достаточна для детектирования на произвольном звездном фоне. нет - значит нет, геометрически неразличимы. Вероятность наложения источника на две звезды существенно невелика и считаема, увеличивая количество датчиков мы ее радикально снижаем, заодно повышая отношение сигнал/шум.

Вроде все так?

возникает общий вопрос по ориентации приемника - это раз. И вопрос по признаку необходимости смещения сенсора в вашей конструкции - это два.

И по поводу длины волны - надо использовать окна прозрачности в зоне интереса. Точнее смотреть оптимум по передатчику, приемнику, зашумленности и коэффициенту поглощения/рассеяния среды как минимум.


ps. читать невозможно - глаза ломаются, так что извините если что, прочел не все.

[pkl]

dmdimon пишет:
вам какая разница, какого цвета лазер? Если полоса достаточно узкая, то в ней даже при малых мощностях будет очень высокое отношение сигнал-шум. фильтровать оптико-механической системой с подстройкой параметров по бортовому опорному источнику.

Да? Возьму на заметку.
Мы ищем оптимальный диапазон для связи.

dmdimon пишет:
 и зеленые лазеры из указок - не лучший вариант по кпд вообще-то.

Ну это понятно. Я просто привёл как пример уже достигнутого. Ясное дело, в реальности это будет специализированная аппаратура.

dmdimon пишет:
но работать все это не будет по причине несовместимости потребного времени жизни с явлением диффузии и электропереноса, даже если мы игнорируем радиационную деградацию.

В смысле? Это для полупроводниковых лазеров или вообще?

[pkl]

Иван Моисеев пишет:

pkl пишет:
Трижды блин :!::!::!: Чёртова физика!!!:evil:
В общем, как ни крути, а опять приходим к тому же выводу: НАНОЗОНДЫ ФИЗИЧЕСКИ НЕВОЗМОЖНЫ.:cry: Как полёты со сверхсветовой скоростью.

Ну. почему же? В прошлом веке Форвард показал принципиальную возможность 20 г зонда ("Звездная соломка").
А доказательства невозможности - это просто демонстрация технических сложностей реализации.
Эта затея - где-то 3-й уровень по моей классификации.

А радиация? Да хотя бы набегающий поток протонов?

[zyxman]

dmdimon пишет:

zyxman пишет: ... нанофабрики......- огромная потребляемая мощность и огромное-же тепловыделение.

почему? удельное тепловыделение - допустим понимаю, хотя тоже не факт, а суммарная мощность тепловыделения почему огромна?

Потому что ВСЯ конструкция нанофабрики постоянно борется с энтропией, и на эту борьбу тратится энергия.
- Если-бы нанофабрика работала при абсолютном нуле, даже там всё равно энтропия ненулевая, но работать при абсолютном нуле никак не получится, потому что удельное тепловыделение очень велико.

И вобщем-то главная проблема - время - если на Земле мы можем где-то в подземельях изолировать нанофабрику от ТЗЧ и позволить ей делать скажем один слой атомов в секунду (и делать одно макроизделие миллион лет), то в космосе нас будет постоянно подгонять деградация конструкции самой нанофабрики от космической радиации.

[dmdimon]

pkl пишет:

dmdimon пишет:
но работать все это не будет по причине несовместимости потребного времени жизни с явлением диффузии и электропереноса, даже если мы игнорируем радиационную деградацию.

В смысле? Это для полупроводниковых лазеров или вообще?

для любой твердотельной электроники. Хотя на "толстой" может и хватит... не помню, учился этому больше 20 лет назад.