Технологические новинки, могущие иметь применение в космосе.

[sychbird]

Доцент Али Акойлу (Ali Akoglu) из университета Аризоны (University of Arizona) и его студенты, совместно со специалистами компании Ridgetop Group, построили несколько экспериментальных компьютеров, способных диагностировать отказы в собственной аппаратной части и перестраиваться для продолжения работы.
По мнению Акойлу, бортовые компьютеры с самодиагностикой и аппаратной реконфигурацией могут придать очень высокую надёжность космическим миссиям.
Работа над этим проектом началась в 2006-м году. Студенты Акойлу, составившие описание такой системы (в качестве выпускной работы), сумели заинтересовать NASA и получить грант в размере $85 тысяч.
Теперь Али и его помощники демонстрируют первые результаты работы. Они спроектировали и построили весьма необычные компьютеры, отталкиваясь от давно известной, но специфической архитектуры, называемой многократно программируемыми вентильными матрицами (Field Programmable Gate Arrays — FPGA).
Последние представляют собой набор логических элементов, устроенный так, что при помощи специального софта его можно превратить едва ли не в любую схему. Обычно FPGA используют лишь при разработке чипов, то есть в качестве тестовых прототипов. Они очень удобны для поиска окончательного облика микросхемы. Ведь вместо постройки нескольких вариантов "железа", тут нужно всего лишь реконфигурировать один чип FPGA.
Американцы же предложили схему такого рода применять в качестве основного компьютера. Разумеется, с рядом уточнений.
В основе схем нового типа Али (на этом снимке он — слева) и его "бойцы" положили такие принципы, как врождённый параллелизм на функциональном уровне и рациональную маршрутизацию (с минимизацией числа и длины связей)
Тут нужно сделать небольшое отступление. В мире компьютеров известно два больших типа (или класса) схем (процессоров, чипов) — универсальные (такие как центральный процессор PC) и специализированные. Первые могут отрабатывать любые программы, но не так уж быстры. Даже двухъядерные с 3 гигагерцами тактовой частоты. Во всяком случае — в сравнении со специализированными схемами. Последние пусть и могут выполнять только одну задачу, но зато — на аппаратном уровне и очень-очень быстро.
Скажем, это может быть чип, преобразующий аналоговый сигнал с микрофона в цифровой. Больше он ничего делать не сможет, но уж эту работу проделает на огромной скорости.
Акойлу говорит, что на основе архитектуры FPGA можно создать компьютер, лежащий где-то посередине между первым и вторым типом схем, перенимающий у обоих их достоинства. То есть такой комп, который мог бы выполнять большое количество разных задач, но на аппаратном уровне.
И главное — он мог бы использовать преимущества FPGA для самозалечивания. Али назвал эту архитектуру SCARS (Scalable Self-Configurable Architecture for Reusable Space Systems) — "масштабируемая самоконфигурируемая, для многоразовых космических систем".
Это слова. А вот и дела. Пять таких компьютеров уже проходят тесты в университете.
Создатели SCARS считают, что такие схемы могут пригодиться не только в космосе, но и на Земле, в частности для выполнения ресурсоёмких научных вычислений (геофизика, биология и так далее), а также — для обработки мультимедиаконтента. В таких областях новые машины могли бы ускорить выполнение ряда задач в 10-100 раз, пишет Акойлу. На картинке показана структура потока артериальной крови, полученная численным моделированием (иллюстрация Texas Advanced Computing Center).
 
 Если какая-либо часть такой схемы ломается, машина сама выявляет отказ и проводит реконфигурацию системы, чтобы продолжить выполнение всех программ.
Интересно также, что все пять схем связаны между собой по беспроводной сети. Нужно это вот зачем. По замыслу Акойлу, каждая схема может управлять одним аппаратом (например марсоходом) из группы, высадившейся в одном районе.
Если компьютер в одном из роверов выявляет столь серьёзную поломку, что её нельзя будет "залечить" в рамках возможностей SCARS, он запросит помощь у собратьев, и те возьмут на себя часть программ, исполняемых "захворавшим" компьютером, отсылая по радио результаты.
К примеру, одно из колёс сломавшегося марсохода может управляться "мозгом" соседней машины. Тоже и с приборами, системами связи с Землёй.
Если неустранимый дефект выявится в компьютерах двух аппаратов из пяти, управление всеми машинами возьмут на себя компьютеры оставшихся трёх. Причём для такой реконфигурации машинам не понадобятся никакие команды с Земли — они сами примут решение о перестройке работы своих схем.
На этом лаборатория реконфигурируемых компьютеров (Reconfigurable Computing Laboratory), ведомая Акойлу, останавливаться не собирается.
Сейчас её кремниевые "воспитанники" научились диагностировать отказ и выбирать конфигурацию системы, способную обойти дефектный участок. А в будущем SCARS смогут (используя статистические методы и анализ ошибок) заблаговременно предсказывать отказ какого-либо из собственных узлов и проводить "залечивающую" реконфигурацию до того, как произойдёт сбой.
Такие "мозги" смогут работать без сбоев очень долго, что весьма пригодится в научных миссиях к внешним окраинам Солнечной системы. Если работа Али завершится успехом, в таких полётах нам больше не придётся полагаться на везение и случай.

[ДмитрийК]

Доцент Али Акойлу ... многа букав про FPGA...

FPGA вещь конечно забавная вот только аффтар статьи очевидно не в курсе что происходит в индустрии в последние -дцать лет.

Акойлу говорит, что на основе архитектуры FPGA можно создать компьютер...

Правду говорит Я на ней линукс гонял

грант в размере $85 тысяч

Один человеко-год. Или много студенто-лет Я за них очень рад, но все-таки этим уже много лет серьезно занимaются солидные дяди с большими бюджетами. Такие имена как Cray и Silicon Graphics он слышал нтересно?

Обычно FPGA используют лишь при разработке чипов, то есть в качестве тестовых прототипов

Угу, вот только у меня на столе лежат нес-ко плат FPGA которые со следующего года пойдут с конвейера в массовый продукт. А уж про единоразовые специализированные применения (где цена компонентов не так важна) и говорить не приходится. И в космосе FPGA летают уже давно в т.ч. например на марсианских роверах:
http://www.actel.com/products/milaero/rtaxs/default.aspx
http://www.fpgaworld.com/modules.php?name=News&file=article&sid=164

Over the last decade, Actel FPGAs have been onboard more than 100 launches and flown on over 300 satellites, including Atlas II, Echostar, SBIRS-High, International Space Station, Mars Pathfinder, Mars Explorer Rovers 1 and 2, Mars Express Orbiter, Spirit and Opportunity Rovers, and the Hubble Space Telescope.

Если какая-либо часть такой схемы ломается, машина сама выявляет отказ и проводит реконфигурацию системы, чтобы продолжить выполнение всех программ.

Самодиагностика, отказоустойчивость и динамическая реконфигурация- тоже какбы не новое направление. Выясняется например что как ни странно чрезмерная гибкость FPGA скорее мешает чем помогает. В теории в FPGA можно перекомпоновать схему и обойти дефектный участок, при желании можно даже на ходу. При условии что цепи реконфигурации не повреждены, а они составляют заметную часть чипа. На практике же с уменьшением размеров индивидуальных блоков пространство возможных конфигураций растет экспоненциально. Промоделировать и протестировать все возможные случаи нет никаких шансов. И вообще отказы железа случаются все реже, значительно чаще проблемы возникают из-за ошибок в коде. А писать код для FPGA сложнее чем для процессора а отлаживать еще сложнее (знаю не по наслышке).

Сейчас кстати по мере того как технологии FPGA просачиваются на рынок ASIC, появляется новая тенденция: компания может заказать себе чип в котором будет столько-то таких процессоров, столько-то сяких, всяких там DSP, фильтр-банков, блоков памяти, периферийных контроллеров до кучи и все это слеплено небольшим количеством программируемой логики. Просто выбираешь из меню насколько площади чипа хватит (и денег на лицензии). Производительность и гибкость конечно поменьше чем у FPGA в чистом виде зато скорость разработки и надежность возрастают в разы.

[sychbird]

Спасибо за содержательный коментарий. Я обычно с " перепонки" ничего на веру не принимаю, если нет ссылок на оригинальные статьи.
На этат раз купился на грант НАСА, больше не буду. Sorry. :oops:

[sychbird]

Керамика может самозалечиваться
Новая компьютерная модель показала эффект самозалечивания дефектов обычной керамики. Результаты исследования могут привести к разработке новых радиационно устойчивых материалов для атомных электростанций и хранения ядерных отходов.

Исследователи из Северо-западной Тихоокеанской Национальной лаборатории обнаружили, что перемещение атомов кислорода позволяет залечить повреждения, вызываемые радиацией, в керамических материалах на основе оксидов циркония, стабилизированных производными иттрия.
В оксиде циркония, стабилизированном иттрием, (сверху), меньше дефектов, вызванных воздействием радиации, они расположены на значительном расстоянии, что оказывает меньшее воздействие на материал. В оксиде циркония (снизу) дефекты кластеризуются, что может влиять на целостность материала.(Рам Деванатан (Ram Devanathan) и Билл Вебер (Bill Weber) смоделировали возможность керамики и других материалов противостоять действию радиации, полагая, что разработка материала, способного противостоять действию радиации в течение десятилетий требует изучения всех свойств, в том числе и возможностей самолечения.
Исследователи изучили оксид циркония, стабилизированный иттрием – это соединение содержит в структуре случайным образом организованные структурные дефекты – «вакансии». Такие дефекты организуются благодаря тому, что на иттрии локализуется меньший по значению электрический заряд, чем на цирконии. Благодаря этому цирконий отдает часть атомов кислорода, однако потеря этих атомов кислорода способствует образованию новых вакансий, которые занимаются другими атомами кислорода, благодаря чему происходит постоянный «круговорот» атомов кислорода по материалу.
Хотя самолечение не приводит к полному восстановлению материала, дефекты, вызванные воздействием радиации в такой керамике могут создать меньшее число проблем, благодаря своей делокализации. Результаты исследования показывают, что иттрий-стабилизированный оксид циркония, использующийся в настоящее время в твердых оксидных топливных ячейках и сенсорах для определения кислорода, может использоваться для ядерной энергетики.
Исследователи также смоделировали влияние радиации на циркон, керамический материал, рассматривающийся в качестве основного кандидата для иммобилизации отходов ядерной энергетики. Было обнаружено, что в цирконе дефекты кластеризуются, изменяя свойства материала. По словам Деванатана, исправлять кластеризованные дефекты сложнее, чем изолированные.

Источник: Journal of Materials Research, 2008, 23(3), 593

[sychbird]

Для планетологов может иметь значение.

Первое соединение со связью Хе–О–Хе
Последнее десятилетие отмечено возрастающим интересом к химии благородных газов . Первые производные этих элементов были получены с помощью химии фтора. Первое ксенонсодержащее соединение, XePtF6, было синтезировано Барлеттом (Bartlett) в 1962 году. В 1963 году Тёрнер (Turner) и Пиментел (Pimentel) сообщили о синтезе дифторида криптона (KrF2). В 2000 году Леонид Хрящев из Университета Хельсинки получил первое производное аргона HArF.
Квантово-химически предсказанное строение HXeOXeH [CCSD/6-311++G(2d,2p), LJ-18]. Заряды на атомах оценивались с помощью NBO. Углы H–Xe–O близки 180 градусам. (Рисунок из J. Am. Chem. Soc., 2008, 10.1021/ja077835v) В настоящее время растущий интерес исследователей привлекают производные инертных газов, не содержащие фтора, список таких соединений постоянно растет. Например, в 1995 году Петерсон идентифицировал соединения HXeCl, HXeBr, HXeI и HKrCl. В настоящее время известно 22 молекулы такого типа, последними обнаруженными з которых были HKrC3N и HXeC3N. Общий метод получения подобных соединений основан на УФ-фотолизе прекурсоров HY в низкотемпературной матрице из инертного газа и последующим термическим удалением изолированных атомов, образующихся в результате фотолиза. С помощью такого подхода удалось осуществить реакции ксенона с водой и радикалами OH, приводящие к образованию частиц HXeOH и HXeO соответственно. Используя такой подход Леонид Хрящев получил новое соединение ксенона HXeOXeH, которое было идентифицировано с помощью спектроскопии ИК. Исследователи полагают, что новое соединение – самая легкая из нейтральных молекул, содержащих в своем составе два атома инертного газа. HXeOXeH было получено с помощью УФ-фотолиза воды на матрице твердого ксенона с последующим нагревом реакционной смеси до 40–45 K. Результаты экспериментов полностью согласуются с квантово-химическими предсказаниями. Исследователи полагают, что синтез HXeOXeH может быть первым шагом к получению цепей (XeO)n, а также прольет свет на космохимию ксенона, ответив на вопрос о его малом содержании в атмосфере Земли. Источник: J. Am. Chem. Soc., 2008, 10.1021/ja077835v

[sychbird]

Вниманию ИКИ.

Лазеры позволяют уменьшить ИК спектрометры
Шахтеры прошлого брали с собой в угольные шахты канареек, поскольку эти птицы чувствовали метан в атмосфере шахты задолго до того, как его концентрация становилась опасной. Современные методы химического анализа позволяют определить содержание нежелательных примесей в воздухе шахты, не прибегая к помощи братьев наших меньших.
Федерико Капассо (Federico Capasso) с коллегами из Гарварда разработали новый тип ИК-спектрометра, который, занимая размер не более коробки для обуви, обладает аналитическими возможностями большого прибора. Исследователи заменили тепловой источник инфракрасных лучей, создав инструмент, приводящийся в действие небольшим по размеру (не более десятицентовой молекулы) управляющим блоком, содержащим каскад лазеров, излучающих в инфракрасном диапазоне.
Управляющий блок содержит 32 лазера, каждый из которых испускает свет строго определенной длины волны. Излучение всех лазеров позволяет «охватить» всю инфракрасную область спектра. Исследователи продемонстрировали, что новый прибор может идентифицировать большинство органических веществ с эффективностью «большого» прибора. По словам Капассо, для лазеров подобного ипа такая чувствительность была достигнута впервые.
Преимущество использование лазерной техники заключается в том, что лазеры гораздо более яркие, чем термические источники инфракрасного излучения, чем достигается гораздо большее соотношение сигнал/шум. Лазерное излучение может быть настроено таким образом, чтобы для сканирования строго определенного химического соединения инфракрасное излучение имело строго определенную длину волны, что, по словам, Капассо, может «...заменить тысячу канареек, каждая из которых настроена на определение строго определенного соединения...».

Источник: Optical Society of America press-release

[sychbird]

Аккумуляторы на основе кластеров марганца
Исследователи из Японии разработали прототип аккумуляторов на основе кластерных соединений марганца. Аккумулятор отличается высокой скоростью зарядки и высокой эффективностью разрядки.
Кунио Авага (Kunio Awaga) и соавторы из Университета Нагойя впервые продемонстрировали, что хорошо известные кластеры на основе марганца могут быть использованы в качестве активного катодного материала батареи нового поколения. В результате этого получена новый аккумулятор с ускоренным временем зарядки, большой зарядовой емкостью и высокоэффективной разрядкой при использовании.
В качестве аккумуляторов часто используют литиевые батареи, отличающиеся большим временем зарядки и разрядки. Группа Аваги продемонстрировала, что использование в конструкции аккумулятора хорошо известного магнита, молекулярного кластера марганца структуры ([Mn12O12(CH3COO)16(H2O)4]) увеличило ее емкостные показатели.
Новая батарея состоит из литиевого анода и катода на основе ([Mn12O12(CH3COO)16(H2O)4] и демонстрирует зарядовую емкость около 200-250 Амперочасов на килограмм при первой разрядке.
Авага отмечает, что проведенное его группой исследование является первым примером демонстрации использования молекулярных кластеров в качестве активных катодных материалов. Говоря о перспективах исследования, от отметил о том, что большое количество молекулярных кластеров еще может быть исследовано на этот счет, что позволяет ожидать развития в области разработки аккумуляторов на основе молекулярных и иных кластеров.

Источник: Chem. Commun., 2007, 3169

[sychbird]

Данный материал не исключено дает основания рассчитывать на принципиально новый тип двигателя для дальнего космоса, основанного на генерации лазерного излучения в межзвездном газе.

Химические процессы холодного космоса
Астрохимики сообщают, что химические реакции могут протекать с поразительно высокой скоростью при крайне низких температурах, например, в межзвездных облаках.
Исследователи обнаружили в межзвездных облаках более чем 100 видов частиц молекулярного и ионного строения. Попытки имитировать условия образования этих частиц привели к наблюдению, что некоторые из реакций протекают поразительно быстро при температурах открытого космоса. Приемлемое объяснение наблюдавшемуся парадоксу было получено в результате сочетания теоретических расчетов и экспериментальных наблюдений.
Ян Смит (Ian Smith) и коллеги из Университета Бирмингема предложили несколько возможных механизмов взаимодействия нейтральных частиц при разрежении космического вакуума и крайне низких температурах межзвездных облаков – протекание реакций в таких условиях противоречит закону Аррениуса классической химии.

Исследователи измерили скорость взаимодействия атомов кислорода, находящихся в основном электронном состоянии с различными алкенами при температурах около 20 K. Они обнаружили, что в большинстве случаев предсказать кинетические особенности реакции при низких температурах удается при использовании значений энергии ионизации алкенов и сродства к электрону кислорода.

Предсказания астрохимиков основываются на различии между энергией ионизации алкена и электронным сродством атома кислорода. Эта разница соответствует величине барьера виртуального переноса электрона между реагентами. Как сообщают исследователи, если разница составляет величину меньшую, чем 8.75 эВ, реакции будут протекать относительно быстро при 20K.

Смит отмечает, что при исследовании химических процессов, протекающих в межзвездных облаках, нельзя пользоваться законом Аррениуса просто из-за того, что в данных условиях нельзя определить точное значение энергетического барьера, отделяющего регенты от продуктов на координате реакции.

Источник: Science, 2007, 317, 102

[sychbird]

Новый класс высокотемпературных сверхпроводников
Впервые за многие годы разработан новый класс высокотемпературных сверхпроводников. Новые материалы построены на основе железо- и мышьяксодержащих кристаллических соединений.

Новые представители класса сверхпроводящих при высокой температуре материалов представляют собой слои оксидов редкоземельных металлов (лантан или самарий), активированных фтором, которые помещены между слоями арсенида железа.
Первым представителем нового класса является LaO(1-x)FxFeAs. О синтезе этого соединения сообщает профессор физики Хидео Хосоно (Hideo Hosono) из Института Технологии Токио [1]. Температура сверхпроводимости этих соединений (Tc) составляет 26 K. Хотя это значение Tc значительно превышает аналогичный параметр обычных сверхпроводников, это достижение бледнеет при сравнении с медьсодержащими высокотемпературными сверхпроводниками, открытыми в 80 годах ХХ века. Значение Tc этих соединений могло превышать 130 K.
Группа Хидео Хосона объединила усилия с группой Хироши Такахаши (Hiroki Takahashi) из Университета Нихона, после чего было обнаружено, что приложение высокого давления к новым соединениям увеличивает значение Tcдо 43 K [2]. Такахаши полагает, что увеличение давления способствует повышению концентрации переносчиков заряда в слое FeAs, что, в свою очередь, увеличивает пределы Tc.
Детальный механизм высокотемпературной сверхпроводимости пока еще остается под вопросом, однако возможно, что виной всему процесс спаривания электронов, позволяющий электронам беспрепятственно дрейфовать по кристаллической решетке. В любом случае, изобретение новых материалов дает теоретикам очередной шанс понять механизм спаривания для разработки новых типов сверхпроводящих материалов.

Источники: [1] J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 3296; [2] Nature, DOI: 10.1038/nature06972

[sychbird]

Новый подход к топливным ячейкам
Исследователям из Кореи удалось повысить эффективность работы топливных ячеек с полимерной электролитной мембраной [polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cells] на 10%.
Сейджин Квон (Sejin Kwon) и его коллеги из Передового Института Науки и Технологии Кореи использовали разложение пероксида водорода, чтобы получить теплоту, необходимую для интенсификации производства водорода из метанола. Топливные ячейки с полимерной электролитной мембраной производят электрическую энергию за счет реакции водорода с кислородом. Благодаря тому, что при хранении водорода в газообразном состоянии не достигается высокая энергетическая плотность, чаще всего его получают непосредственно in situ из метанола. Водород можно получить в необходимых количествах из метанола в ходе процесса, известного под названием «паровой реформинг» (steam reforming), но этот процесс эндотермичен, и, следовательно, требует наличия источника тепла. Группа Квона спроектировала и построила компактный реформер метанола, в котором в качестве источника тепла используется реакция разложения пероксида водорода. Одной из основных характеристик реформера является возможность рециркуляции продуктов реакции – паров воды и кислорода. Газообразная вода далее используется в процессе парового реформинга, а кислород – как для окисления моноксида углерода, образующегося при реформинге метанола, так и в качестве «добавочного» кислорода для самой топливной ячейки. Источник: Lab Chip, 2007, web advanced publish

[Misha]

Судя по отсутствию интереса к теме начала разработки в КБХА ЖРД с внешним лазерным поджигом - иначе говоря началу практической реализации, пусть и вяловатому, возможности реального отказа от "химии" как источника энергии для вывода в космос ПН, на форуме присутствуют исключительно апологеты "химии" . :D

Мне кажется, практически использовать лазер проще всего подсвечивая им в обыкновенные работающие сопла обыкновенных РН. Дешево и сердито. Начать с относительно маломощного лазера и совсем немодифицированной РН. Добиться правильной работы системы слежения и фокусировки, измерить полученное добавочное ускорение (доли процента).

Если это пройдет успешно, можно мощность поднимать. Ну и сопло, наверное, потребует переделок на больший тепловой поток.

Бред дилетанта? Если да, объясните где.

[dan14444]

Лазер доложен греть не сопло а рабочее тело. Т.е. без серьёзных модификаций не обойтись.
Но комбинированные системы - да, возможны. Только непонятно - зачем, если можно начать с специализированного кораблика весом полкило...

[Misha]

Лазер доложен греть не сопло а рабочее тело. Т.е. без серьёзных модификаций не обойтись.

Я как раз так это себе и представляю - лазер "светит" не столько в сопло, а в его горловину.

Если истекающие газы достаточно прозрачны для данной длины волны и луч не очень поглощается ними, то энергия луча будет непосредственно переходить в повышение температуры в камере сгорания - иными словами, в повышение удельного импульса.

Но комбинированные системы - да, возможны. Только непонятно - зачем, если можно начать с специализированного кораблика весом полкило...

Это уже пробовали и оно работает. Вопрос, как внедрить это. Никто не жаждет начать разработку "полностью лазерного" запуска с нуля. Подсветка существующей РН может быть эволюционно самым простым путем.

[Chilik]

Лазер доложен греть не сопло а рабочее тело.

Если ставится такая задача, то дальше нужно конкретно писать формулки и считать буковки. Например, длина поглощения излучения видимого диапазона в газе очень велика, в слабоионизированной плазме - тоже. Это если вдали от резонансных линий. А если светить с частотой какого-либо перехода - то поглощение увеличивается на много порядков. Казалось бы - вот оно, счастье, но начинаются новые сложности. Нужен лазер, точно настроенный на возбуждение конкретного уровня в конкретной атомной или молекулярной компоненте. Значит, перестраиваемый лазер. Их к.п.д., мягко скажу, не блещет. Тепловой разброс скоростей в сопле, плюс изменение потоковой скорости продуктов реакции по длине двигателя, плюс неустойчивости/пульсации горения, плюс изменяющаяся скорость самого носителя - в итоге уширение спектральной линии и смещение её по спектру -> сильно теряем в выигрыше по длине поглощения и получаем геморрой от необходимости перестройки частоты генерации лазера в реальном времени. С учётом реалий эксплуатации точно настроено всё равно никогда не будет, придётся слать уширенную линию генерации с, опять же, потерей эффективности. Заметьте, пока я ничего не говорил о системах наведения, рефакции луча в факеле и дифракционной расходимости. Короче, вопрос: а нафига всё это? Требуется ставить рекорд по УИ или требуется уменьшить стоимость и риск запуска? Для рекорда по УИ можно списанный ионник брать, так что этот мотив отпадает.

[Misha]

Лазер доложен греть не сопло а рабочее тело.

Если ставится такая задача, то дальше нужно конкретно писать формулки и считать буковки. Например, длина поглощения излучения видимого диапазона в газе очень велика, в слабоионизированной плазме - тоже. Это если вдали от резонансных линий.

Да, это надо бы посчитать. Бозможно, размеры камеры сгорания и так больше оптической толщины газа при тех условиях (давление+температура).

Короче, вопрос: а нафига всё это? Требуется ставить рекорд по УИ или требуется уменьшить стоимость и риск запуска? Для рекорда по УИ можно списанный ионник брать, так что этот мотив отпадает.

Так как химическое топливо улучшать уже некуда, а РН на различного рода ядерных двигателях политически/экологически неприемлемы (я беру тользо запуски с поверхности Земли), то надо искать другие методы, как "закачать" больше энергии в РН.

Этот "лазерный" вариант мне видится наименее бредовым. Большой, громоздкий и дорогой (когда добираемся до гигаваттов) лазер остается на Земле, он многоразовый, его легко чинить. Ракеты становятся меньше и в перспективе проще - с гигаваттным лазером РН уже и двигатель нужен не как двигатель, а как "средство подачи рабочего тела в камеру нагревания". Не нужно гнаться за высокими показателями - двигатель становится дешевле и легче.

(Тут была ветка про разгон на подвешенных в воздухе проводах, километров так 100-200 ЕМНИП - во где был бред!)

[dan14444]

Я уже писал выше - энергию надо ловить газом а не соплом. Иначе последнее тупо сгорит.
Соответственно, нужно отражающее сопло и либо тепловой пробой либо поглощающие добавки. В качестве последних я предлагал наночастицы серебра.

О разработках "с нуля" - лазерный привод не имеет ограничений на размер снизу, соответственно дешевле будет именно специализированный носитель а не гибрид.

Ну и по цитатам:
"длина поглощения" - ??
"точно настроенный ... -> Значит, перестраиваемый лазер" -
"перестройки частоты генерации лазера в реальном времени"??!! :shock:
"о системах наведения, рефакции луча..." - http://www.boeing.com/defense-space/military/abl/

"Короче, вопрос: а нафига всё это?" - cм. выше по ветке. Вкратце - для дешёвого и независимого вывода малых ПН.

[Misha]

Я уже писал выше - энергию надо ловить газом а не соплом. Иначе последнее тупо сгорит.
Соответственно, нужно отражающее сопло и либо тепловой пробой либо поглощающие добавки. В качестве последних я предлагал наночастицы серебра.

В центре любого сопла есть "дырка" - собственно горловина, через которую видно камеру сгорания (если смотреть на взлетающую РН снизу). Заполненную горячим, плотным и вполне себе непрозрачным из-за этого газом. Вот туда я и предлагаю "стрельнуть".

У F-1, судя по фотографиям, эта горловина хороших сантиметров 10 в диаметре. THELообразный лазер должен попадать в цель такого размера. И это не предел.

[Misha]

О разработках "с нуля" - лазерный привод не имеет ограничений на размер снизу, соответственно дешевле будет именно специализированный носитель а не гибрид.

Да вот что-то пока никто и ухом не моргнул попробовать сделать маааленький такой носитель.

Вот я и шурупаю, может с другого бока зайти - начать с мааленькой тестовой подсветки в существующие РН.

[dan14444]

и вполне себе непрозрачным из-за этого газом

Ишшо раз повторяю - хреново этот газ поглощает, увы и ах.

начать с мааленькой тестовой подсветки в существующие РН

Прежде чем удастся заметить полезный эффект - лазер взорвёт к чертям этот "существующий носитель". Просто тупо испарит камеру сгорания и окрестности.
Далее: лазер для существующих летающих бочек - это тераватты, пожалуй. Т.е. абсолютно нереально на данный момент.
В отличие от десятков мегаватт для маааленькой летучей хреновинки.   :roll:

[Chilik]

... надо искать другие методы, как "закачать" больше энергии в РН.
Этот "лазерный" вариант мне видится наименее бредовым. Большой, громоздкий и дорогой (когда добираемся до гигаваттов) лазер остается на Земле, он многоразовый, его легко чинить. ...

По поводу многоразовости я бы так, с ходу, ничего не обещал. Гигаватты - это вещь весьма непростая. Непрерывных лазеров такой мощности не существует, а импульсный на примерно 100 Дж вижу практически ежедневно. Там одна из проблем - это рассеяние части света назад. Коэффициенты усиления гигантские, и чуть что не так, то в элементах оптического тракта возникает оптический пробой. А ограничений там два: по средней мощности и по прошедшим джоулям (всё - на квадратный сантиметр). В коротких импульсах всё может быть неплохо, а при увеличении длительности сурово сказываются температурные коэффициенты - и оптическая система начинает убивать лазер вместо того, чтобы выводить луч на нагрузку.
Второй момент: рабочая длина волны. Я не знаю, какая степень ионизации в струе, но при ~100 ати в КС плотность плазмы будет приличной. А в струе степень ионизации будет меньше, зато доля высоковозбуждённых атомов/молекул весьма велика. Рефракция, однако. Причём поправка к показателю преломления разного знака в сопле и за. Так что какой лазер берём? Газодинамический (читай: СО2 на 10.6 мкм или тот же иодный на 1.3 мкм) даёт рекордные мощности в непрерывном режиме, но его из-за рефракции наверняка не удастся завести внутрь. Прочие пока не конкуренты по средней мощности. Да и у этих - что-то типа мегаватта. Ага. Сколько там в лошадиных силах, пяток ЛэндКрузеров?
Третий момент, конечно, стабильность и однородность облучения. Я не знаю и не хочу гадать, какой процент асимметрии и неоднородности допустим. Если повезёт - то до 10%, если не повезёт - что-то типа 1%.

Соответственно, нужно отражающее сопло и либо тепловой пробой либо поглощающие добавки. В качестве последних я предлагал наночастицы серебра.
Ну и по цитатам:
"длина поглощения" - ??
"точно настроенный ... -> Значит, перестраиваемый лазер" -
"перестройки частоты генерации лазера в реальном времени"??!! :shock:
"о системах наведения, рефакции луча..." - http://www.boeing.com/defense-space/military/abl/

1. При таких удельных тепловых нагрузках и агрессивной химической среде отражающих покрытий не бывает.
2. В этих же условиях наночастицы серебра вряд ли выживут.
3. Просьба не обижаться на нижеследующие несколько фраз. Это не наезд, а констатация факта. Судя по вопросам, которые Вы поставили "по цитатам", Вы просто не поняли, про что вообще я говорил. Вы просто не в теме. Совсем. Поэтому стандартный для таких ситуаций совет: попробуйте до выдвижения собственной великой идеи ознакомиться с тем, какие наработки и какие проблемы существуют в этой области. Тогда можно будет что-то обсуждать предметно. Пока - нет. Ссылка на американские игрушки не впечатляет, потому как подобного рода результатам уже лет 30. Лазерные дырки в толстой бронеплите приходилось лично созерцать лет 20 назад на одном заброшенном полигоне, ну и что? Здесь задачи, проблемы и уровни мощности совсем другие, на много порядков величины.