Инженерные вопросы межзвездных перелетов

[Dulevo]

Надуманная проблема.
Аппарат то будет знать где он находится.
Будет подруливать чтобы оставаться по центру луча.

[cross-track]

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.

Да, зря Маск ввязался в политику!)

[Бертикъ]

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...

Да там вообще проблем - вагон и маленькая тележка.
За 40 (!) лет на Земле с этой передающей станцией может произойти всё, что угодно - природная катастрофа, смена "режима", энергетический кризис etc. И кирдык многомиллиардному проекту.
Да и вообще - передавать ...уеву тучу энергию в пустоту 40 (!) лет, даже не зная принимают ее еще там или уже нет - абсолютный бред.

[Diy]

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.

Думаю с близью еще поначалу поможет аннигиляция (см. недофотонный мезонный двигатель Смирнова-Багрова) или термояд, усиленный аннигиляцией.

[Diy]

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.

Впрочем есть небольшая конспирология на тему Филадельфийского эксперимента и Подклетнова, дающая некоторую надежду на освоение манипуляций с пространством-временем на чисто инженерном уровне... Но не буду здесь разводить.

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Надуманная проблема.
Аппарат то будет знать где он находится.
Будет подруливать чтобы оставаться по центру луча.

Ладно. Тут соглашусь. Можно и подруливать. 
Тогда другая проблема: сечение луча не может быть равно сечению приемника излучения. Оно должно быть больше и, боюсь, гораздо... Т.е. бОльшая часть энергии пройдет мимо и о КПД смолчим. Более того, мы движемся со скоростью 1/10С, а обгоняющий нас луч с С. Летит это наш аппарат к Проксиме 40 лет. Подлетает и видит, что 36 лет тому на обитаемую планету системы попал наш луч и к едрене снес с нее всю атмосферу. Населявшие ее рептилоиды только-только хотели едреную войну промеж собой начать, но так и не успели. А раз не успели, о виноваты кто???

[Veganin]

Думаю с близью еще поначалу поможет аннигиляция (см. недофотонный мезонный двигатель Смирнова-Багрова) или термояд, усиленный аннигиляцией.

Термояд + аннигиляция = рай для поколений академических ученых

Впрочем есть небольшая конспирология на тему Филадельфийского эксперимента и Подклетнова, дающая некоторую надежду на освоение манипуляций с пространством-временем на чисто инженерном уровне... Но не буду здесь разводить.

Филадельфийский эксперимент, как и эксперименты Тесла и многих других, показали, что в эту область исследований нужно влезать очень и очень осторожно.

[Дем]

Еще одна, на мой взгляд, сверхдорогостоящая гиперхимера.

Разогнаться до 10% может и получится. А тормозиться как? Т.е. пролётная миссия?
Ну и смысл тогда в 40 лет вписываться? Пусть летит 400, какая разница?

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Еще одна, на мой взгляд, сверхдорогостоящая гиперхимера.

Разогнаться до 10% может и получится. А тормозиться как? Т.е. пролётная миссия?
Ну и смысл тогда в 40 лет вписываться? Пусть летит 400, какая разница?

Так они ж еще таким макаром обещают отправить аппарат размером с марку!!!

[Diy]

Думаю с близью еще поначалу поможет аннигиляция (см. недофотонный мезонный двигатель Смирнова-Багрова) или термояд, усиленный аннигиляцией.

Термояд + аннигиляция = рай для поколений академических ученых

Термояд и аннигиляция еле теплятся, потому что пока сильно не нужны.

[Veganin]

Термояд и аннигиляция еле теплятся, потому что пока сильно не нужны.

Я не представляю себе, в чем хранить нейтральное антивещество - не в магнитной же бутылке и как его эффективно и относительно быстро нарабатывать в больших количествах. Нужно какое-то силовое поле. И большие количества антивещества придется нарабатывать и хранить в дальнем космосе, на гелиоцентрической орбите - даже не на Луне и Марсе. 
Очень далекое, на мой взгляд, будущее у технологий использования антивещества.

Термояд, по факту, начали двигать вперед только сейчас и до промышленного реактора еще, на мой взгляд, не меньше 25 лет. 

[torazurey]

Иван здравствуйте,

подскажите что вы думаете об использовании D-T термоядерного синтеза для Корабля Поколений? Импульсный термоядерный двигатель (магнитное удержание плазмы) на основе реакции дейтерия и трития (D-T синтез) для обеспечения тяги. Энергия реакции используется для создания высокотемпературной плазмы. Плазма ускоряется магнитным соплом. Цикл работы: Загрузка мишеней → лазерный поджиг → ускорение плазмы → рециркуляция топлива. Производство Трития из Литий-6 на борту (под большим вопросом, это очень важный пункт, нужен ваш комментарий).

Параметры гипотетического реактора:
Тепловая мощность 8-9 ГВт
Электрическая мощность ~2.3 ГВт (КПД 25%)
Масса - 15 000 т (без защиты) → 20 000 т (с защитой)
Размеры - Диаметр 20 м, высота 30 м
Вращающися тор:
  Диаметр ~180-200м, искусственная гравитация 0.6g, материалы - графеновые композиты, использование амортизаторов от вибраций.
Площадь гидропонных ферм (~ 8000 м²)
Радиационная защита
  Толщина пассивной защиты (вода: 1.5м, полиэтилен: 0.5м, бор: 0.3)
  Активные магнитные щиты 5 тесла (под вопросом)
Стомость проекта ~$500 млрд.
График разработки технологий (2030–2050), сборки (2050–2070), тестирования и запуск (2090).

Технологические допущения:
  1. Компактные сверхпроводники:
      - Магниты из высокотемпературных сверхпроводников (YBCO) → уменьшение массы магнитной системы в 3–5 раз.
  2. Прямое преобразование энергии:
      - Часть энергии плазмы улавливается через МГД-генераторы (минуя паротурбинный цикл) → КПД до 60%.
  3. Упрощенная конструкция (по сравнению с Земными версиями):
      - Отказ от ненужных для космоса систем (гравитационная защита, сейсмоустойчивость).
  4. Радиационная стойкость:
      - Наноструктурированные материалы (вольфрам-рениевые сплавы) → устойчивость к нейтронной бомбардировке.

Что пока не доступно и необходимо разработать. (реально ли?)
Прорыв в материаловедении:
  - Сверхпроводники, работающие при 30–50 К
  - Самовосстанавливающиеся материалы для первой стенки.
Компактные системы удержания плазмы:
  - Сферические токамаки, FRC (Field-Reversed Configuration)
Утопия?
Далее:
Установка цикла Ренкина утилизирующая часть тепла с капельных радиаторов на выработку электроэнергии. Дейтерий и Литий можно добывать на Земле и вывозить в L2 на суперхэви (вопрос только реально ли добыть такое кол-во топлива, скажем лет за 20-30? и дороже ли топливо выйдет чем то, что для проекта Досанг в размерности и целях этого корабля), что думаете? Насчет добычи вне Земли - пока нет соответствующей инфраструктуры на Луне и астеройдах, то это вроде как получается существенно дороже чем на Земле с выводом в L2 на суперхэви, верно же? КП массой 80000-100000 тонн, масса топлива ~407000 тонн, (Дейтерий: ~200,000 тонн., Литий-6: ~207,000 тонн), звезда в 20св. лет от Земли, экипаж 100 человек (старт), до 300 человек (конец миссии), время полета  ~380-400 лет.

Что вы думает о таком варианте? Интересно именно в сравнении с проектом Досанг если последнему поставить те же задачи (с соответсвующим его масштабированием и пересчетом) - точка назначения - 20 св. лет., экипаж 100 - 300чел., время полета не более 400 лет. 

И еще несколько вопросов по проекту Досанг. Можете пожалуйста ответить?
1. Добыча топлива в космосе
 - Какие конкретно космические объекты (астероиды, Луна и т.д.) рассматриваются как источники бора-11 и водорода для синтеза пентаборана (B₅H₉)?
 - Какие технологии добычи и первичной переработки сырья планируется использовать в условиях низкой гравитации и вакуума?
 - Как будет организована транспортировка добытого сырья к месту сборки корабля (например, к точке Лагранжа)? Какие двигательные системы или логистические схемы будут задействованы?
2. Производство топлива
 - Где будет располагаться инфраструктура для синтеза пентаборана из добытых компонентов? Планируются ли орбитальные заводы или базы на небесных телах (например, Луне)?
 - Какие энергетические ресурсы будут использоваться для этих процессов?
 - Какие методы синтеза пентаборана предполагаются в космических условиях?
 - Как будут решаться проблемы, связанные с высокой реакционной способностью бора и водорода?
3. Хранение топлива
 - Какие инженерные решения предусмотрены для безопасного хранения пентаборана на борту корабля?
 - Как будут предотвращаться утечки, самовоспламенение или химическая деградация вещества в условиях длительного космического полета?
4. Экономика проекта
 - Каковы грубые оценки стоимости создания инфраструктуры для добычи, транспортировки и синтеза топлива в космосе?
 - Какие факторы могут существенно увеличить затраты (например, необходимость разработки новых технологий для работы в вакууме)? Каких именно?
5. Выбор пентаборана и безопасность
 - Какие преимущества пентаборана перевешивают его недостатки (токсичность, пирофорность) в контексте межзвездной миссии?
 - Почему не рассматривались альтернативные виды топлива, которые проще производить и хранить в космических условиях?
 - Какие меры защиты экипажа и систем корабля предусмотрены для работы с пентабораном?
 - Как будет организован мониторинг утечек и аварийное отключение систем в случае ЧП?


Спасибо!

[Иван Моисеев]

Что вы думает о таком варианте? Интересно именно в сравнении с проектом Досанг если последнему поставить те же задачи (с соответсвующим его масштабированием и пересчетом) - точка назначения - 20 св. лет., экипаж 100 - 300чел., время полета не более 400 лет. 

Здесь нужна увязка с дистанцией и временем перелета. На мой взгляд ваш вариант не обеспечивает полет к Альфе за сто лет.
Вы можете опровергнуть такое мнение расчетом.

[Павел73]

Что термоядерные звездолёты, что корабли поколений, будут возможны не раньше, чем вокруг Солнца появится множество космических поселений, и люди будут считать космос естественной и комфортной средой для жизни. Тогда вполне можно будет и корабль поколений построить, и команду для него подготовить. У этих людей уже не будет психологической привязанности к Земле, и вообще к планетам.

[telekast]

А вот подумалось тут:А если разомкнуть бублик токомака в трубу? И выбрасывать продукты реакции используя полученное электричество для доразгона их, или без оного. А если ещё, по примеру ЖРД, дуть с избытком лёгкого изотопа, например дейтерия в реакции Д-Т, то велик шанс получить ослабление нейтронного потока, ТК часть нейтронов может прореагировать с лишним дейтерием. Температуры в токомаке большие, скорость истечения должна быть велика, уи тоже при приличной тяге. Звёзды, не звёзды, а марсы, титаны уже вполне достижимыми мнятся.

[Diy]

Что термоядерные звездолёты, что корабли поколений, будут возможны не раньше, чем вокруг Солнца появится множество космических поселений, и люди будут считать космос естественной и комфортной средой для жизни. Тогда вполне можно будет и корабль поколений построить, и команду для него подготовить. У этих людей уже не будет психологической привязанности к Земле, и вообще к планетам.

Поэтому я и уповаю на аннигиляцию (необязательно фотонную, см. мезонный недофотонник Багрова-Смирнова) или термояд, усиленный аннигиляцией для близи и пространственно-временные манипуляции для дали, так как имхо никто в реальности не пошлет ничего к звездам, пока время перелета не войдет в терпимые рамки жизни человека типа десятков лет.

[Павел73]

А вот подумалось тут:А если разомкнуть бублик токомака в трубу? И выбрасывать продукты реакции используя полученное электричество для доразгона их, или без оного. 

А как зажечь? Токамак по сути огромный трансформатор, у которого первичная обмотка - это внешние магнитные катушки, а вторичная - плазменный шнур, который разогревается проходящим по нему током. 

Если его разомкнуть, разомкнется и электрическая цепь. То есть тока нет... 

[telekast]

А вот подумалось тут:А если разомкнуть бублик токомака в трубу? И выбрасывать продукты реакции используя полученное электричество для доразгона их, или без оного.

А как зажечь? Токамак по сути огромный трансформатор, у которого первичная обмотка - это внешние магнитные катушки, а вторичная - плазменный шнур, который разогревается проходящим по нему током.

Если его разомкнуть, разомкнется и электрическая цепь. То есть тока нет... 

Ок. А теперь представим такую ситуацию:
Токомак работает, реакция идёт, все хорошо, НО! продукты реакции никуда же не деваются? Получившийся, например, гелий остаётся в шнуре, мешает контакту дейтерия с тритием, идёт отравление смеси гелием, и чем дальше, тем больше. Отсюда замедление реакции вплоть до затухания. По идее продукты реакции нужно отводить из токомака/КС вовне, как выхлоп РД и одновременно подавать в токомак свежие порции компонентов ТЯ топлива, как и в РД. И тор токомака превращается в спираль. Ну или приделанный к тору токомака плазмоотвод на выхлоп. Выплюнуть смесью гелия водорода и трития имеющих температуру за 100 мильенов градусов, этож какая местная скорость звука будет?

[Кот Бегемот]

Если его разомкнуть, разомкнется и электрическая цепь. То есть тока нет...

А как на счет этого?(вики)

В первом случае принцип действия и устройство ТЯРД выглядят следующим образом: основной частью двигателя является реактор, в котором происходит управляемая реакция термоядерного синтеза. Реактор представляет собой полую «камеру» цилиндрической формы, открытую с одной стороны, т. н. установку термоядерного синтеза схемы «открытая ловушка» (также именуемую «магнитная бутылка» или пробкотрон). «Камера» реактора вовсе не обязательно (и даже нежелательно) должна быть цельно-герметичной, скорее всего она будет представлять собой легкую размеростабильную ферму, несущую катушки магнитной системы. В настоящее время наиболее перспективной считается схема т. н. «амбиполярного удержания» или «магнитных зеркал» (англ. tandem mirrors), хотя возможны и другие схемы удержания: газодинамические ловушки, центробежное удержание, обращенное магнитное поле (FRC). По современным оценкам, длина реакционной «камеры» составит от 100 до 300 м при диаметре 1—3 м. В камере реактора создаются условия, достаточные для начала термоядерного слияния компонентов выбранной топливной пары (температуры порядка сотен миллионов градусов, факторы критерия Лоусона). Термоядерное топливо — предварительно нагретая плазма из смеси топливных компонентов — подаётся в камеру реактора, где и происходит постоянная реакция синтеза. Генераторы магнитных полей (магнитные катушки той или иной конструкции), окружающие активную зону, создают в камере реактора поля большой напряжённости и сложной конфигурации, которые удерживают высокотемпературную термоядерную плазму от соприкосновения с конструкцией реактора и стабилизируют происходящие в ней процессы. Зона термоядерного «горения» (плазменный факел) формируется по продольной оси реактора. Полученная плазма, направляемая магнитными управляющими системами, истекает из реактора через сопло, создавая реактивную тягу.
Следует отметить возможность многорежимности ТЯРД. Путём впрыска в струю плазменного факела относительно холодного вещества можно резко повысить общую тягу двигателя (за счет снижения удельного импульса), что позволит кораблю с ТЯРД эффективно маневрировать в гравитационных полях массивных небесных тел (например, больших планет) где зачастую требуется большая общая тяга двигателя. По общим оценкам, ТЯРД такой схемы может развивать тягу от нескольких килограммов вплоть до десятков тонн при удельном импульсе от 10 тыс. сек до 4 млн сек. (для сравнения, показатель удельного импульса наиболее совершенных химических ракетных двигателей — порядка 450 сек).

[Иван Моисеев]

подскажите что вы думаете об использовании D-T термоядерного синтеза для Корабля Поколений? Импульсный термоядерный двигатель (магнитное удержание плазмы) на основе реакции дейтерия и трития (D-T синтез) для обеспечения тяги. Энергия реакции используется для создания высокотемпературной плазмы. Плазма ускоряется магнитным соплом. Цикл работы: Загрузка мишеней → лазерный поджиг → ускорение плазмы → рециркуляция топлива. Производство Трития из Литий-6 на борту (под большим вопросом, это очень важный пункт, нужен ваш комментарий).

Здесь явно спутаны варианты термоядерной реакции - инерциальный поджиг и магнитное удержание. Это совершенно разные вещи.
В любом случае - DT реакция не применима из-за большого нейтронного выхода.
Также никакой рекуперации организовать невозможно.