Инженерные вопросы межзвездных перелетов

[algol5720]

..И ещё, раз уж здесь тема межзвёздных перелётов, выскажусь заодно по поводу "Парадокса Ферми": почему никто не прилетел к нам - хотя, вроде, жизнь должна быть не такой уж редкостью во вселенной.

Тут беда этого парадокса в том что сначала делается одно бездоказательное предположение, потом второе, а потом на основе этих фантазий делаются далеко идущие выводы...
 Ну вот начиная с самого  начала - мы не имеем ни малейшего представления о распространенности жизни во вселенной.
 И на этом стоит остановиться , а не фантазировать дальше 

Да 100500 и даже в углеродной(нашей)ее форме.Остальное бзд(ёшкина мать)...

[WkWk]

Да 100500 и даже в углеродной(нашей)ее форме.Остальное бзд(ёшкина мать)...

Перед полученным ответом столько если - что ответ не имеет никакого смыслу 

[Alex_78]

Недавно я такой сценарий изобразил  на "Мембране".
Представьте себе. 2050 год. Энергетический кризис.  Американцы решают, что нужно развивать у себя термояд на гелии-3. Тут очень подробно обсуждался вопрос о ширине ковша лунного харвейстера и размере реактора к нему. И  говорилось, что америкосы сами сей проект не потянут. Что никакая страна не потянет. Кишка тонка. Но с гадами русскими – не хочется все равно кооперироваться. Тогда они достают проект NASA 1980 года. Advanced_Automation_for_Space_Missions
( http://en.wikisource.org/wiki/Advanced_Automation_for_Space_Missions
 если по аглицки не читаете – картинки посмотрите:
http://en.wikisource.org/wiki/Category:Advanced_Automation_for_Space_Missions)
Это проект завода-саморепликатора на Луне.
Кстати, очень детальный.
Сдувают пыль, и начинают доводить до ума. Мол, построим там  целую колонию роботов, они, размножатся и будут  добывать нам гелий-3... Дешево и сердито. Минимум перевозок! Проект дорабатывают под последние достижения ИИ и микро-технологий. Разворачивают первый эшелон на Луне ... Тем временем к году 2080, когда заработали термоядерные реакторы, выясняется, что термояд  не панацея. Ни тритиевый ни гелиевый. Все обильно финансируемые программы сворачивают.
А что с роботами на Луне?
Бросить жалко, а развивать – незачем. Ну, ситуация как с "Пионерами" и "Вояджерами".
Отдают проект на откуп яйцеголовым. Мол, играйтесь! Они перепрограммируют то, что на Луне уже имеется на саморазвитие и даже эволюцию... чуть ли не хулиганством научным занимаются...
Тем временем здесь, на Земле, становиться совсем туго. Мировая война и т.д. и т.п...
. . .
Через 200 лет на полуфеодальную Землю опускается зонд-разведчик...
Инопланетяне?
Нет! С Луны!
...
"Мога быть?" (с)
"Самый вредный из людей – это сказочник злодей!
Врун то он искуснАй – жаль, что он не вкуснАй!"...
 
Опять же. Это не есть предмет моего убеждения. Но вариант.

Могут попробовать что-то такое сделать, для развёртывания инфраструктуры... Для этого не надо даже супер умных роботов: именно для Луны, роботы могут быть очень тупыми и примитивными, уровня экскаватора, "интеллектуальную" часть управления могут взять на себя несколько тыщ операторов на земле, +более умные, чем конечные исполнители, помошники - обученные нейросети, поначалу тоже на земле. Потом, для других планет солнечной системы, более интеллектуальную часть компьютерной системы тоже отправить поближе к цели... Иначе, если всё "копать" руками живых людей, "колонистов", это всё будет стоить на вес золота.
Колониста надо привезти, построить ему дом, кормить его, воду возить ему (вода на Марсе смертельная при длительном употреблении, содержит в 3-6 раз больше дейтерия, чем на Земле: атмосферная 900-1100 ppm, в коре планеты 350-450 ppm, это много...). Кислород, правда, на месте добывать можно.
Робота, не надо даже везти: добывающий комплекс для руды, и 3Д принтер для превращения этого в роботическое вещество. Управление, правда, по началу частично дистанционное: оператор задаёт только общую цель, как в компьютерной игре, юниты всё делают сами... Можно даже деньги брать, чтоб в эту игру поиграть (но, можно немножко и платить операторам, конечно).

Тонкое место такого проекта - не интеллект роботов-исполнителей, от которых много не потребуется: копай и неси куда скажет исполнитель вышестоящего уровня (которых может быть 3-4, и только на самом верху троечник Вася, сидящий за монитором на Земле).
Тонким местом такого процесса будет организация, и тщательная разработка, технологической части системы, прежде всего химической технологии для добычи сырья, и инженерной для его переработки в новое оборудование.

[Иван Моисеев]

Проект "Досанг" - абрис
Цель
Рассмотреть возможность доставки группы людей в систему Альфы Центавра за время меньшее, чем 100 лет.
Общая схема
В течении следующих 200 лет можно разработать конструкцию, построить и запустить эскадру из 10 межзвездных кораблей на ЛТЯРД типа HWN (разработки Р. Хайда, Л. Вуда и Дж. Наколлса, 1972 г.). Каждый корабль несет экипаж из тысячи человек на старте с возможным удвоением к моменту прибытия в систему Альфы Центавра. Эскадру сопровождают 3-5 беспилотных (посещаемых) аппарата служебного назначения (общеремонтный, связи).
Технологии
Большая часть технологий, используемых в проекте, существует. Создание ряда ключевых технологий, связанных с работой двигателя, требует умеренного прогресса во временных рамках 50-150 лет.


Табл.1. Основные параметры одного корабля и траектории перелета

Параметр	Обозначение	Значение
СИ	Внесистемные
Общие
Дистанция перелета	S	4,12E+16	м	4,36	св.год
Время перелета	T	3,11E+09	с	98,71	год
Масса стартовая	M0	5,77E+09	кг	5,77	млн т
Масса конечная	Me	2,00E+08	кг	200	тыс т
Скорость истечения	w	1,00E+07	м/с
Расход массы	mt	5,00	кг/с
Скорость крейсерская	Vmax	1,68E+07	м/с	5,61%	c
Тяга	P	5,00E+07	Н	5096,84	тонн
Ускорение на старте	a0	0,0087	м/с2	0,09%	g
Ускорение на финише	ae	0,25	м/с2	2,55%	g
Траектория
Участок ускорения
	Ta	9,39E+08	с	29,76	год
	Sa	5,78E+15		0,61	св.год
	Mae	1,07E+09	кг	1,07	млн т
Пассивный участок
	Tp	2,00E+09	с	63,41	год
	Sp	3,36E+16	м	3,55	св.год
Участок торможения
	Tb	1,75E+08	с	5,54	год
	Sb	1,86E+15	м	0,20	св.год

Форматированная табл. см:
http://path-2.interstellar-flight.ru/data/Табл 1.png
Рассчитано по алгоритму https://ivan-moiseyev.livejournal.com/285935.html
 Проект "Досанг" - абрис
Конструкция корабля определяется следующими основными блоками (от носа к корме).
1.     Топливный блок.
2.     Блок искусственной гравитации (ИГ).
3.      Служебный отсек.
4.     Лазерный пакет.
5.     Радиаторы.
6.     Сборка камер сгорания (КС).
 
Общий вид представлен на рис.1
http://path-2.interstellar-flight.ru/data/Рис 1.png
В целом корабль имеет форму цилиндра 1 км в диаметре и 1,5 км длиной (без учета радиаторов).
Описание блоков
1.     Топливный блок.
Двигатели корабля используют термоядерную реакцию:
p + ¹¹B →3 ⁴He + 8,7 MeV.
Идеальная скорость истечения для этой реакции - 1,18E+07 м/с.
Топливо хранится на борту в виде кубических контейнеров из бора, содержащие пентаборан (B₅H₉₎ в твердом виде.
Параметры контейнера:
Масса контейнера - 1000 кг
Масса бора - 410 кг
Масса пентаборана - 590 кг
Объем контейнера - 1,129 м3
Длина контейнера - 1,041 м
Контейнеры располагаются вокруг Блока ИГ, образуя тороид вокруг вращающихся жилых отсеков и сферу вокруг центрального жилого бока.
Толщина стенок топлива тороида и сферы одинакова и составляет:
 - на старте: 10,77 м;
- в начале торможения: 1,98 м;
- по прибытии: 0 м.
2. Блок искусственной гравитации.
Блок ИГ состоит из (см. рис. 1):
- центрального шара диаметром 80 м;
- четырех периферийных шаров диаметром 50 м;
- четырех соединительных тоннеле диаметром 5 м и длиной 410 м.
Блок ИГ вращается со скоростью 0,14 рад/с (0,02 об/с) для создания на периферии гравитации в 1 g.
Блок заполнен воздухом под давлением 1 атм.
Силовая конструкция блока выполнена из боропластика и имеет массу 2000 тонн.
Общий объем Блока ИГ 426864 м3, что дает 427 м3 на человека.
Энергопотребление Блока ИГ - 100 МВт.           
3. Служебный отсек.
Служебный отсек основан на силовой ферме, к которой крепится блок ИГ и Топливный блок с одной стороны и Двигательная установка (ДУ) - с другой.
Служебный отсек содержит модули обеспечения Блока ИГ и ДУ. Не герметизирован, но содержат герметичные блоки и тоннели обслуживания.
Основные модули обеспечения Блока ИГ:
1.     Модуль энергообеспечения и распределения.
2.     Модуль оранжерей и производства продуктов питания.
3.     Модуль воздухоочистки и климата.
4.     Модуль связи.
Основные модули обеспечения ДУ:
1.     Модуль управления ДУ
2.     Фабрики мишеней.
3.     Модуль технического обслуживания ДУ.
 
4.     Лазерный пакет.
Лазерный пакет содержит 100 лазерных установок (ЛУ) для поджига мишеней p¹¹B массой 1 г с частотой 50 Гц.  ЛУ базируется на KrF лазерах. Каждая установка имеет выходную энергию 25 МДж на импульс. Длиyа ЛУ - 1000 м, диаметр 5 м.
5.     Радиаторы.
Система капельных радиаторов рассчитана на сброс тепловой мощности 2,77E+10        Вт.
Принимается, что доля тепловой энергии, попадающей на конструкцию - 0,0796, коэффициент отражения элементов конструкции принят - 0,9.   Радиатор излучает тепловую энергию как черное тело с температурой 800º К.
Эффективная площадь радиаторов составляет 1,19E+06 м². Эту площадь обеспечивают 8 квадратных радиаторов с длиной стороны 273 м.
6.     Сборка камер сгорания (КС).
ДУ имеет 100 КС. На рис. 2 показана блок-схема КС.
http://path-2.interstellar-flight.ru/data/КС.png
КС ЛТЯРД образуют два соосных сверхпроводящих соленоида — малого диаметра с напряженностью магнитного поля 10 Т (1) и большого диаметра с напряженностью 1 Т (2).
С помощью линейного магнитного ускорителя (3) мишени подаются в магнитный фокус КС (4) и поджигаются лучами многоканального газового лазера (5) фокусируемыми зеркалами (6) На блок-схеме показано 2 луча и зеркала из 96. Большая часть образовавшейся высокоионизированной плазмы выталкивается магнитным полем по оси КС, существенно меньшая уходит в противоположном направлении в так называемый «конус потерь» и попадает в МГД-генератор (7), вырабатывающий электроэнергию для накачки лазеров и для других систем.
Жесткость конструкции обеспечивается трубчатыми силовыми элементами (, совмещенными с трубопроводами хладагеннта.

[torazurey]

Здравствуйте Иван,

проект очень интересный, видно что проделана большая работа. Можете пожалуйста ответить на несколько вопросов по проекту (я их распределил по группам) ?

1. Энергетика и теплоотвод:
  - Какая энергоустановка будет использоваться для запитки лазеров? Правильно ли я понимаю, что для этого потребуется мощность порядка 125 ГВт?
  - Сколько тепла будет выделяться от работы энергоустановки? Соответствует ли расчетная мощность радиаторов (2,77 × 10¹⁰ Вт) этим требованиям, или потребуется дополнительная система теплоотвода?

2. Масса корабля:
  - Указанная сухая масса корабля составляет 200 тыс. тонн — это верно?
  - Какова примерная масса топлива из оставшихся 5,57 млн тонн? Можно ли считать, что она составляет около 95% стартовой массы?

3. Сборка и доставка:
  - Каким образом планируется сборка такого крупного объекта? Будут ли готовые модули выводиться с Земли? Если да, то на какую орбиту (например, низкую околоземную или геостационарную)?
  - Как планируется доставить на объект топливо в объеме 5,57 млн тонн? Предусматривается ли добыча или производство топлива в космосе?

4. Защита экипажа:
  - Какие меры предусмотрены для защиты экипажа от космической радиации (например, солнечные вспышки или галактические космические лучи)?

5. Блок искусственной гравитации (ИГ):
  - По какому принципу будет осуществляться раскручивание Блока ИГ для создания искусственной гравитации? Планируется ли использовать внешнюю тягу, внутренние маховики или их комбинацию?

6.Численность экипажа и состав эскадры:
  - Чем обусловлен выбор численности экипажа в 1000 человек на каждом корабле? Учитывались ли при этом минимальные требования к генетическому разнообразию, социальным факторам или техническим ограничениям?
  - Почему в проекте предусмотрена именно эскадра из 10 межзвездных кораблей? Рассматривались ли альтернативные варианты, например, меньшая или большая численность кораблей и экипажей?
  - Каковы основные преимущества такого подхода с точки зрения миссии (например, дублирование функций, распределение рисков или другие факторы)?

Спасибо за ваше время и внимание к этим вопросам. Буду признателен за ваши ответы и дополнительные комментарии, если это возможно.

[Иван Моисеев]

Добрый день,  torazurey.

- Какая энергоустановка будет использоваться для запитки лазеров?

МГД-генератор установленный в зоне конуса потерь КС.

Правильно ли я понимаю, что для этого потребуется мощность порядка 125 ГВт?

Нет.    

1,25E+04

Гвт

или 5%

от мощности выхлопа ДУ.

- Сколько тепла будет выделяться от работы энергоустановки? Соответствует ли расчетная мощность радиаторов (2,77 × 10¹⁰ Вт) этим требованиям, или потребуется дополнительная система теплоотвода?

Тепловая мощность

ДУ

3,48E+12

Вт

Принимается, что доля тепловой энергии, попадающей на конструкцию - 0,0796, коэффициент отражения элементов конструкции принят - 0,9.  

- Указанная сухая масса корабля составляет 200 тыс. тонн — это верно?

Да.

- Какова примерная масса топлива из оставшихся 5,57 млн тонн? Можно ли считать, что она составляет около 95% стартовой массы?

Коэффициент конструктивного совершенства 
K= 28,83. Это соответствует 96,5%.

- Каким образом планируется сборка такого крупного объекта? Будут ли готовые модули выводиться с Земли? Если да, то на какую орбиту (например, низкую околоземную или геостационарную)?

Сборка производится в одной из точек Лагранжа системы Земля-Луна. С Земли будет доставляться только незначительные массы людей и электроника, редкие материалы. Основная масса конструкции и топлива доставляется с Луны и астероидов.

- Какие меры предусмотрены для защиты экипажа от космической радиации (например, солнечные вспышки или галактические космические лучи)?

На большем участке перелета для для защиты от ГКИ используется топливо. На финальном участке, когда топливо исчерпано, включается электромагнитная защита.

- По какому принципу будет осуществляться раскручивание Блока ИГ для создания искусственной гравитации? Планируется ли использовать внешнюю тягу, внутренние маховики или их комбинацию?

Ни то, ни другое. Просто электромоторы. Остальная часть корабля также закрутится в обратную сторону, что я полагаю также полезным.

- Чем обусловлен выбор численности экипажа в 1000 человек на каждом корабле? Учитывались ли при этом минимальные требования к генетическому разнообразию, социальным факторам или техническим ограничениям?

1000 человек - это в начале полета. По прибытии ~1500.
Минимальное требование по имбридингу - 200 человек.
1000 - это уже социальное требование (чтобы не скучно было).
В целом конструктивный запас позволяет нести и значительно больший экипаж.

- Почему в проекте предусмотрена именно эскадра из 10 межзвездных кораблей? Рассматривались ли альтернативные варианты, например, меньшая или большая численность кораблей и экипажей?

Из-за десятичной системы счисления. Еще - 2-4 беспилотных корабля, для обслуживания всей эскадры.
Альтернативные варианты не рассматривались, пусть потомки сами сообразят, сколько будут правильно.

Спасибо за вопросы.

[torazurey]

Иван, благодарю за ваши ответы.

можете пожалуйста ответить еще на несколько вопросов по проекту?
1. Вы указали, что МГД-генератор расположен в зоне конуса потерь камер сгорания КС. Какая доля мощности ДУ направляется в эту зону?
2. Какова эффективность преобразования кинетической энергии плазмы в электрическую энергию в вашем МГД-генераторе?
3. Если часть энергии используется для создания и поддержания плазмы, как это влияет на общую эффективность двигательной установки?
4. Требуется ли дополнительная энергия для стабилизации и управления плазмой перед ее подачей в канал МГД-генератора?
5. Какой источник энергии будет использоваться для создания первичной плазмы в зоне конуса потерь до начала работы термоядерной реакции? Как планируется обеспечить электричество для запуска лазеров на начальном этапе?
6. Какова мощность этого источника? Достаточно ли его для обеспечения всех систем корабля до начала работы МГД-генератора?
7. Учитываются ли в вашей оценке дополнительные энергозатраты (например, на вспомогательные системы корабля)? Если да, можете ли вы уточнить их вклад?

Спасибо!

[Иван Моисеев]

Проекта ТЭМ - это проект двигательной установки, в перспективе способной обеспечить межзвездные перелеты.

Но...
Телеграм-канал "Незнайка в космосе" с глубоким прискорбием сообщает, что проект Транспортно-энергетический модуль (ТЭМ), он же - Нуклон, он же Зевс - почил в Бозе.

[Иван Моисеев]

1. Вы указали, что МГД-генератор расположен в зоне конуса потерь камер сгорания КС. Какая доля мощности ДУ направляется в эту зону?

5% от мощности выхлопа ДУ.

Какова эффективность преобразования кинетической энергии плазмы в электрическую энергию в вашем МГД-генераторе?

70%

3. Если часть энергии используется для создания и поддержания плазмы, как это влияет на общую эффективность двигательной установки?

Не влияет. Энергия, уходящая в конус потерь - это уже потерянная для ДУ энергия.

4. Требуется ли дополнительная энергия для стабилизации и управления плазмой перед ее подачей в канал МГД-генератора?

Да. В общем балансе энергии величина небольшая, пренебрежимо малая.

5. Какой источник энергии будет использоваться для создания первичной плазмы в зоне конуса потерь до начала работы термоядерной реакции? Как планируется обеспечить электричество для запуска лазеров на начальном этапе?

На корабле все рано необходим дополнительный источник энергии. Он сможет зарядить конденсаторы двигательной системы.

6. Какова мощность этого источника? Достаточно ли его для обеспечения всех систем корабля до начала работы МГД-генератора?

Достаточно. Величина требуемой энергии для запуска примерно в 50 раз меньше, чем секундная энергия, требуемая для работы лазеров ДУ.

7. Учитываются ли в вашей оценке дополнительные энергозатраты (например, на вспомогательные системы корабля)? Если да, можете ли вы уточнить их вклад?

Энергопотребление жилого блока

100 кВт/человека

100 МВт

 Другие потребители не рассматривались, т.к. МГД-генераторы могут обеспечить мощность существенно большую, чем требуется вспомогательным системам

[Дедан]

Проблема МГД как решается? Они должны работать десятки лет,на высокотемпературной плазме. Без электродов они вроде не обходятся.
Пассивный участок ,видимо "псевдо" так как требует выработки энергии.Микротяга остается?
Раскрутка всего корабля нарушит работу капельных радиаторов.

[Иван Моисеев]

Проблема МГД как решается? Они должны работать десятки лет,на высокотемпературной плазме. Без электродов они вроде не обходятся.

Плазма не качается электродов. Обычное охлаждение требуется.

Пассивный участок ,видимо "псевдо" так как требует выработки энергии.Микротяга остается?

На пассивном участке работает автономный (резервный) реактор. Также можно оставить работающим один из двигателей.

Раскрутка всего корабля нарушит работу капельных радиаторов.

При стабильной скорости закрутки (а она стабильна), достаточно сместить приемник для учета вращения. 

[Иван Моисеев]

https://www.nasa.gov/general/nuclear-electric-propulsion-technology-could-make-missions-to-mars-faster/

[Veganin]

https://www.ixbt.com/live/science/k-alfe-centavra-za-40-let-uchenye-na-grani-otkrytiya-tehnologii-mezhzvezdnogo-puteshestviya-na-elektronnyh-luchah.html

К Альфа Центавра за 40 лет? Ученые на грани открытия технологии межзвездного путешествия на электронных лучах

Мечта о межзвездных путешествиях, которая веками будоражила умы писателей и ученых, сегодня кажется как никогда близкой к реальности. Но есть одна загвоздка — колоссальные расстояния между звездами. Традиционные химические ракеты, даже самые совершенные, попросту не способны разогнать космический корабль до скоростей, необходимых для достижения ближайших звездных систем в приемлемые сроки. Кажется, что мы уперлись в потолок возможностей, но, как это часто бывает в науке, ответ кроется в нестандартном подходе.

Полет на скорости света: реально ли это?
Ученые, не желая мириться с ограничениями, предложили использовать релятивистские электронные пучки для межзвездных путешествий. Что это такое? Представьте себе луч, состоящий из электронов, разогнанных почти до скорости света. Эта идея основана на давно известном факте: передача энергии на космический корабль намного эффективнее, чем попытки запасти её на борту. Как правило, чем дольше корабль находится в луче, тем больше энергии он получает, так что время здесь играет ключевую роль. Но проблема в том, как создать и удержать такой пучок на огромных расстояниях?

И тут на помощь приходит физика. Для достижения межзвездных скоростей нужно передать кораблю колоссальное количество кинетической энергии. Расстояния, как, например, до Альфы Центавры — ближайшей к нам звезды (4,3 световых года), настолько огромны, что преодоление их нашими нынешними технологиями заняло бы тысячи лет. Однако, если бы нам удалось разогнать корабль до 10% скорости света, полет до Альфы Центавры занял бы около 40 лет — срок, вполне приемлемый для человеческих миссий.

Почему не лазеры?

Ранее для передачи энергии на расстояние предлагалось использовать лазерные лучи, состоящие из фотонов. Но у этой технологии есть существенные недостатки. Лазерные паруса, к примеру, испытывают сложности с поддержанием точности и интенсивности луча на огромных дистанциях. Прямоточные двигатели, работающие на водороде из межзвездной среды, сталкиваются с проблемой ее низкой плотности.

Электронные пучки, в свою очередь, обладают рядом преимуществ. Электроны легче разогнать до околосветовых скоростей, но возникает проблема: одноименно заряженные частицы отталкиваются друг от друга, что приводит к рассеиванию луча. Однако, как утверждают ученые, при околосветовых скоростях, время течет медленнее, и у пучка просто нет времени для рассеивания.

Секрет «релятивистского пинча»

Но это еще не все. Космос не пуст, он наполнен ионизированными газами — плазмой. Проходя через плазму, электронный пучок отталкивает более легкие электроны, оставляя позади более тяжелые ионы. В результате возникает магнитное поле, которое стягивает луч, предотвращая его рассеивание. Этот эффект называется «релятивистским пинчем». Благодаря ему пучок может сохранять свою форму на расстояниях, в тысячи раз превышающих расстояние от Земли до Солнца.

Ученые подсчитали, что такой пучок способен разогнать космический зонд, сравнимый по массе с «Вояджером-1», до 10% скорости света. Что это значит? А это значит, что Альфа Центавра, которую мы сейчас «достигаем» за 70 000 лет, может стать реальностью за какие-то 40.

Вопросы, на которые еще предстоит найти ответы

Конечно, как и любая прорывная идея, эта технология вызывает вопросы. Возможно ли искусственно создать такие условия? Не помешает ли магнитное поле Солнца формированию пучка? Как начать этот процесс? Ученые считают, что генерирующий луч аппарат нужно разместить вблизи Солнца, где он сможет черпать энергию из солнечного света.

Но есть еще одна проблема — как преобразовать энергию луча в движение космического корабля? При передаче энергии должно выделяться минимум тепла, чтобы корабль не расплавился. Пока это лишь идеи, нуждающиеся в дополнительной проработке. Необходимо провести компьютерное моделирование, а также космические эксперименты, чтобы убедиться в работоспособности этой концепции.

Ближе к звездам, чем когда-либо

Несмотря на все трудности, этот подход выглядит весьма перспективным. По сравнению с лазерными технологиями, электронные пучки могут обеспечить гораздо большую дальность и способны толкать более тяжелые корабли. Это открывает новые возможности для межзвездных исследований, позволяя отправлять в космос более мощное оборудование и, конечно же, надежно отправлять данные на Землю.

Да, пока это еще далекая перспектива. Но снижение стоимости межзвездных путешествий может однажды позволить человечеству достичь других звезд, преодолев ограничения, которые раньше казались непреодолимыми. Звездный экспресс, работающий на электронных пучках, возможно, станет тем ключом, который откроет для нас двери в космос.

Еще одна, на мой взгляд, сверхдорогостоящая гиперхимера.

[Бертикъ]

Еще одна, на мой взгляд, сверхдорогостоящая гиперхимера.

ИМХО: Все прямые межзвездные полеты - гиперхимеры. К сожалению.
Единственная потенциальная возможность - искривление пространства. Ну там типа "звездные врата", "кротовые норы" etc. Не знаю как, не знаю возможно ли, но тока так...

[Veganin]

Ну там типа "звездные врата", "кротовые норы" etc. Не знаю как, не знаю возможно ли, но тока так...

https://nplus1.ru/news/2019/10/11/one-more-wormhole

Физики оценили эффекты от «туннелирования» полей сквозь кротовую нору
Дмитрий Трунин

De-Chang Dai & Dejan Stojkovic / Physical Review D, 2019

Физики из Китая и США оценили, как взаимодействуют объекты, расположенные по разные стороны от кротовой норы. Оказалось, что из-за «склеивания» полей на границе «нашего» и «другого» пространства наблюдатели чувствуют электрические, скалярные и гравитационные поля объектов с противоположного края норы. По словам ученых, с помощью найденных эффектов можно проверить, является ли кротовой норой объект Sgr A* в центре Млечного пути. Статья опубликована в Physical Review D, препринт работы выложен на сайте arXiv.org.

Физики делят кротовые норы на проходимые и непроходимые. Непроходимая кротовая нора разрушается быстрее, чем попавший в нее объект успевает выйти с противоположного конца, поэтому внешне почти не отличается от обыкновенной черной дыры. Проходимая кротовая нора потенциально может соединять различные области пространства-времени. В частности, сквозь такую нору может проходить поток поля, создаваемого объектами на противоположных сторонах норы — следовательно, объекты будут чувствовать друг друга задолго до падения в нору. В частности, если поле объектов меняется во времени, наблюдатель поймет, что измеренное им поле не может быть создано статичной черной дырой, и догадается, что он работает с проходимой кротовой норой.

Физики Де-Чан Дай (De-Chang Dai) и Деян Стойковиц (Dejan Stojkovic) превратили эти качественные рассуждения в формулы и оценили, как будут взаимодействовать объекты, расположенные по разные стороны от проходимой кротовой норы. Для этого ученые рассмотрели упрощенную модель кротовой норы — два плоских трехмерных пространства, непрерывно склеенных вдоль сферической внутренней границы. Такая модель полностью игнорирует природу кротовой норы и происходящие внутри нее процессы, однако физики считают, что для внешнего наблюдателя эти детали почти не играют роли. В то же время, ввиду простоты модели полученные в ней результаты можно легко интерпретировать.

Скорее всего, пройдут сотни лет, прежде чем у землян появятся экспериментальные установки по изучению кротовых нор и зонды, способные в них передвигаться. Вряд ли добрые и не очень добрые инопланетяне нам что-то ценное, кроме красивых бус (малоценных технологий), передадут. Да и эти сотни лет лучше потратить на изучение и освоение Солнечной системы - работы и приключений непочатый край.

[Бертикъ]

Скорее всего, пройдут сотни лет, прежде чем у землян появятся экспериментальные установки по изучению кротовых нор и зонды, способные в них передвигаться.

Пока всё на уровне математики и нет никаких идей по физической реализации, даже такие сроки кажутся оптимистическими(((

[WkWk]

Так и смысла в таких перелетах особого не просматривается....

[Veganin]

Пока всё на уровне математики и нет никаких идей по физической реализации, даже такие сроки кажутся оптимистическими(((

Нужен новый гений или лучше, плеяда гениев, которые совершат рывок в физической теории кротовых дыр. Кто-то уровня Максвелла, Планка, Эйнштейна, Теслы до которых использование электромагнитного поля не было, как и самого этого понятия. 

[спец]

Ученые на грани открытия технологии межзвездного

Русский язык для автора статьи на ихбт - не родной? Чё-то опять вспомнился знаменитый монолог "Легкоступов...." Янычара из "72 метра".

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

https://www.ixbt.com/live/science/k-alfe-centavra-za-40-let-uchenye-na-grani-otkrytiya-tehnologii-mezhzvezdnogo-puteshestviya-na-elektronnyh-luchah.html

К Альфа Центавра за 40 лет? Ученые на грани открытия технологии межзвездного путешествия на электронных лучах

Мечта о межзвездных путешествиях, которая веками будоражила умы писателей и ученых, сегодня кажется как никогда близкой к реальности. Но есть одна загвоздка — колоссальные расстояния между звездами. Традиционные химические ракеты, даже самые совершенные, попросту не способны разогнать космический корабль до скоростей, необходимых для достижения ближайших звездных систем в приемлемые сроки. Кажется, что мы уперлись в потолок возможностей, но, как это часто бывает в науке, ответ кроется в нестандартном подходе.

Полет на скорости света: реально ли это?
Ученые, не желая мириться с ограничениями, предложили использовать релятивистские электронные пучки для межзвездных путешествий. Что это такое? Представьте себе луч, состоящий из электронов, разогнанных почти до скорости света. Эта идея основана на давно известном факте: передача энергии на космический корабль намного эффективнее, чем попытки запасти её на борту. Как правило, чем дольше корабль находится в луче, тем больше энергии он получает, так что время здесь играет ключевую роль. Но проблема в том, как создать и удержать такой пучок на огромных расстояниях?

И тут на помощь приходит физика. Для достижения межзвездных скоростей нужно передать кораблю колоссальное количество кинетической энергии. Расстояния, как, например, до Альфы Центавры — ближайшей к нам звезды (4,3 световых года), настолько огромны, что преодоление их нашими нынешними технологиями заняло бы тысячи лет. Однако, если бы нам удалось разогнать корабль до 10% скорости света, полет до Альфы Центавры занял бы около 40 лет — срок, вполне приемлемый для человеческих миссий.

Почему не лазеры?

Ранее для передачи энергии на расстояние предлагалось использовать лазерные лучи, состоящие из фотонов. Но у этой технологии есть существенные недостатки. Лазерные паруса, к примеру, испытывают сложности с поддержанием точности и интенсивности луча на огромных дистанциях. Прямоточные двигатели, работающие на водороде из межзвездной среды, сталкиваются с проблемой ее низкой плотности.

Электронные пучки, в свою очередь, обладают рядом преимуществ. Электроны легче разогнать до околосветовых скоростей, но возникает проблема: одноименно заряженные частицы отталкиваются друг от друга, что приводит к рассеиванию луча. Однако, как утверждают ученые, при околосветовых скоростях, время течет медленнее, и у пучка просто нет времени для рассеивания.

Секрет «релятивистского пинча»

Но это еще не все. Космос не пуст, он наполнен ионизированными газами — плазмой. Проходя через плазму, электронный пучок отталкивает более легкие электроны, оставляя позади более тяжелые ионы. В результате возникает магнитное поле, которое стягивает луч, предотвращая его рассеивание. Этот эффект называется «релятивистским пинчем». Благодаря ему пучок может сохранять свою форму на расстояниях, в тысячи раз превышающих расстояние от Земли до Солнца.

Ученые подсчитали, что такой пучок способен разогнать космический зонд, сравнимый по массе с «Вояджером-1», до 10% скорости света. Что это значит? А это значит, что Альфа Центавра, которую мы сейчас «достигаем» за 70 000 лет, может стать реальностью за какие-то 40.

Вопросы, на которые еще предстоит найти ответы

Конечно, как и любая прорывная идея, эта технология вызывает вопросы. Возможно ли искусственно создать такие условия? Не помешает ли магнитное поле Солнца формированию пучка? Как начать этот процесс? Ученые считают, что генерирующий луч аппарат нужно разместить вблизи Солнца, где он сможет черпать энергию из солнечного света.

Но есть еще одна проблема — как преобразовать энергию луча в движение космического корабля? При передаче энергии должно выделяться минимум тепла, чтобы корабль не расплавился. Пока это лишь идеи, нуждающиеся в дополнительной проработке. Необходимо провести компьютерное моделирование, а также космические эксперименты, чтобы убедиться в работоспособности этой концепции.

Ближе к звездам, чем когда-либо

Несмотря на все трудности, этот подход выглядит весьма перспективным. По сравнению с лазерными технологиями, электронные пучки могут обеспечить гораздо большую дальность и способны толкать более тяжелые корабли. Это открывает новые возможности для межзвездных исследований, позволяя отправлять в космос более мощное оборудование и, конечно же, надежно отправлять данные на Землю.

Да, пока это еще далекая перспектива. Но снижение стоимости межзвездных путешествий может однажды позволить человечеству достичь других звезд, преодолев ограничения, которые раньше казались непреодолимыми. Звездный экспресс, работающий на электронных пучках, возможно, станет тем ключом, который откроет для нас двери в космос.

Еще одна, на мой взгляд, сверхдорогостоящая гиперхимера.

Вся эта передача энергии с помощью любых лучей прежде всего упирается в то, что уже на расстоянии в несколько световых часов ни кто не будет знать, где находится луч и где аппарат...