Инженерные вопросы межзвездных перелетов

[tagus]

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.

С какой это радости? Тут вон товарищи фотоны на бит единицами штук отсыпают.

[pkl]

tagus пишет:
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

Растолкуйте бестолковому, что сей график означает и как это мешает межзвёздной связи?

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

Издеваетесь? Тут нужен коллектив хотя бы студентов /нормальных студентов, головастых и рукастых/, в котором должен быть оптик, электронщик, программист и ещё куча народу. И ещё надо иметь выход на Роскосмос, чтобы помогли с запуском. Это чтобы проверить концепцию.

[tagus]

pkl пишет:
Растолкуйте бестолковому, что сей график означает и как это мешает межзвёздной связи?

Сей график называется "спектр излучения абсолютно черного тела" и означает он, что звезда светит зеленым даже если она красная.

Издеваетесь? Тут нужен коллектив хотя бы студентов /нормальных студентов, головастых и рукастых/, в котором должен быть оптик, электронщик, программист и ещё куча народу. И ещё надо иметь выход на Роскосмос, чтобы помогли с запуском. Это чтобы проверить концепцию.

Ну вот... А я так надеялся.

[dmdimon]

а вот кстати - давайте смотреть не на одиночный зонд, а на относительно компактные кластеры. скажем полста зондов, облаком в 0,01 ае. Точнее, не облаком, а сферой, с тактирующим зондом в центре. Получим много замечательных плюшек.

[pkl]

tagus пишет:
Сей график называется "спектр излучения абсолютно черного тела" и означает он, что звезда светит зеленым даже если она красная.

Ну так что? Какой диапазон выбирать?

Ну вот... А я так надеялся.

Что, правда??? Вот бы не подумал... Сколько вообще в России было изготовлено и запущено кубосатов?

[tagus]

pkl пишет:
Ну так что? Какой диапазон выбирать?

Откуда мне знать. Я от астрофизики далек. Надежда только на спектры поглощения и геометрическую отстройку.

[Иван Моисеев]

pkl пишет:
А радиация? Да хотя бы набегающий поток протонов?

Считать надо. Думаю у Форварда должна была быть хотя бы качественная оценка, он с этими вопросами знаком.

[КотКот]

Иван57 пишет:

tagus пишет:
Я не предлагаю кубосатам держать связь с Проксимой. Там в описании проекта, помнится, была методика расчета оптического канала, которой можно воспользоваться для оценки лазерных кубосатов.

Я тут поковырялся и вывел приблизительную формулу исходя из квантового ограничения чувствительности приема.

W=N*B*h*c*4*L^2*lambda/d^4
где: N - число принимаемых фотонов на 1бит 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

В реальности хуже будет из-за помех от звезд.
Но лучше быть не может.

Так что передача по цепочке ретрансляторов может иметь смысл с целью вести прием сигнала вне засветки конкретных звезд.


Для примера:

длина волны передачи мкм 0,5
диаметр объектива м 0,5
Дальность передачи а.е. 200
скорость передачи бит/сек 2500
число фотонов на бит шт. 10
мощность передатчика Вт 142,4

Формула вроде верная. У Зайцева (ALZ) для связи с ВЦ она же фигурирует....

[pkl]

dmdimon пишет:
а вот кстати - давайте смотреть не на одиночный зонд, а на относительно компактные кластеры. скажем полста зондов, облаком в 0,01 ае. Точнее, не облаком, а сферой, с тактирующим зондом в центре. Получим много замечательных плюшек.

Антенна из зондов? Типа параболоида?Что-то такое я уже видел. Даже на форуме про это постили. Эх, так и не нашёл здесь. А ещё вспоминается System F6 DARPA.
Можно ещё измыслить плоскую, как ФАР.

[dmdimon]

Иван57 пишет:
Деградация покрытий...

какая деградация в межзвездном вакууме? там основная деградация - газовое отравление.... покрытия ФЭУ в сущности не структурированные...
И оптику естественно зеркальную или дифракционную, а не линзовую - снять вопросы по поглощению на короткой длине волны.

pkl пишет: Антенна из зондов? Типа параболоида?

Зачем параболоид? Это же не зеркало. Сферу проще всего синхронизировать из центра а синхронизированные пространственно разнесенные датчики позволят делать массу интересных трюков, включая оба типа интерферометрии, качание лучом как в ФАР, синтез апертуры, lightfield-захват ближнего поля и что-нибудь еще )

Синтезированная апертура в 0,01 АЕ конечно будет обладать очень малой заполненностью, но на ширине луча все равно скажется очень позитивно. Что снизит требования по комбинации излучаемой мощности, отношению с/ш тракта передачи и дистанции между трансляторами. Что снизит массу зондов и увеличит скорость их полета при той-же энергетике старта.

[pkl]

dmdimon пишет:

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.

Стоп! А как же нынешние АМС летают? Вояджеры те же? Понятно, что электроника должна быть достаточно дубовой, чтобы выдержать 100-150-летний перелёт. И иметь резервирование.

[Иван57]

pkl пишет:
5 м - это не страшно. У Вояджеров диаметр антенн 3,66 м. В общем, пока обе идеи кажутся перспективными.

5 м радиоантенны или 5 м зеркало оптического телескопа?

5 м  зеркало оптического телескопа теоретически "добивает" до Альфы Центавра, хотя и очень медленно и с большими трудностями.

[zyxman]

pkl пишет:
А как же нынешние АМС летают? Вояджеры те же?

Ну вот конкретно ЕМНИП, у "Юноны" программа исследований Юпитера облегченная, из соображений, чтобы ресурса электроники по накопленной дозе хватило.

Хотя вообще, такой жути как в магнитосфере Юпитера, вроде нигде в Солнечной системе нет и в межзвездном пространстве вроде тоже не должно быть, но ведь и потребное время активного существования межзвездного зонда значительно больше.

[dmdimon]

Иван57 пишет:
5 м зеркало оптического телескопа теоретически "добивает" до Альфы Центавра, хотя и очень медленно и с большими трудностями.

На нынешнем уровне технологий уже реализована синтезированная оптическая апертура ~ 180 метров с временем когерентности в единицы минут

[dmdimon]

tagus пишет:

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.

С какой это радости? Тут вон товарищи фотоны на бит единицами штук отсыпают.

и что это меняет при фильтровании дифракционной решеткой? Хочется не терять половину - сделайте ее зеркальной и поставьте два сенсора, с разных сторон. Заодно собственные шумы сенсоров придавятся.
Или дополните зеркальную дифракционную решетку обвязкой до интерферометра для пущего повышения добротности. С механической юстировкой по опорному источнику. А привод - на тепловом расширении например, чтобы жил тысячелетия.

[Иван57]

dmdimon пишет:
 С какой это радости? Тут вон товарищи фотоны на бит единицами штук отсыпают.и что это меняет при фильтровании дифракционной решеткой? Хочется не терять половину - сделайте ее зеркальной и поставьте два сенсора, с разных сторон. Заодно собственные шумы сенсоров придавятся.
Или дополните зеркальную дифракционную решетку обвязкой до интерферометра для пущего повышения добротности. С механической юстировкой по опорному источнику. А привод - на тепловом расширении например, чтобы жил тысячелетия.

dmdimon пишет:
и что это меняет при фильтровании дифракционной решеткой? Хочется не терять половину - сделайте ее зеркальной и поставьте два сенсора, с разных сторон. Заодно собственные шумы сенсоров придавятся.
Или дополните зеркальную дифракционную решетку обвязкой до интерферометра для пущего повышения добротности. С механической юстировкой по опорному источнику. А привод - на тепловом расширении например, чтобы жил тысячелетия.

Не забудьте еще стабильный лазер, чтобы держал частоту десятилетиями. И чтобы всё, что он излучает, проходило бы через фильтр. Ну и эффекты Доплера - само собой учитывать надо будет.

[dmdimon]

Иван57 пишет:
Не забудьте еще стабильный лазер, чтобы держал частоту десятилетиями. И чтобы всё, что он излучает, проходило бы через фильтр. Ну и эффекты Доплера - само собой учитывать надо будет.

само собой. Но без стабильного лазера это все равно не заживет, верно? С Допплером тоже не вижу проблемы - в смысле она есть но успешно практически решается уже давно.

[pkl]

повтор

[pkl]

tagus пишет:

pkl пишет:
Ну так что? Какой диапазон выбирать?

Откуда мне знать. Я от астрофизики далек. Надежда только на спектры поглощения и геометрическую отстройку.

А ведь я предлагал подстраивать излучение лазера под спектры поглощения близлежащих звёзд!

[pkl]

Иван Моисеев пишет:

pkl пишет:
А радиация? Да хотя бы набегающий поток протонов?

Считать надо. Думаю у Форварда должна была быть хотя бы качественная оценка, он с этими вопросами знаком.

Я, кажется, понял его идею.
Если мы запускаем суперлёгкий зонд, мы в любом случае не сможем защититься от радиации метровым слоем воды. Так вот, я поразмыслил, получается, "соломка" Р. Форварда более устойчива и к метеоритам, и к радиации, чем кубик со стороной 10 см. Высокоэнергичная частица, врезавшись в кубосат, прошьет его насквозь, почти не потеряв энергии . Естественно, пролетая, она будет пробивать всё, что попадётся ей на пути. Ну а если и потеряет - породит вторичные, которые так же будут крушить всё на своём пути. Так что при плотной компоновке кубосата сразу вырубается несколько /если не все/ системы. У них начинка - стопка печатных плат:

Причём практически не важно, под каким углом частица влетает - пробивается всё. Кроме случая, когда она проходит аккурат в пространстве между платами, что крайне маловероятно. То ли дело Starwisp! Он же, в основном, из пустоты состоит:


А по проволочками и микросхемам ещё надо попасть! Многие частицы, те же протоны, будут просто проходить сквозь него. Ну а если у будет попадание, то при такой "рыхлой" попадание будет по одному мизерному элементу конструкции. Выходит, чтобы выжить, сверхлёгкий зонд должен быть как можно более ажурным!
К слову, никак не могу успокоиться насчёт сверхпроводников. В узлах можно как раз сплести криотроны!