Добро пожаловать на литературный форум "В вихре времен"!

Здесь вы можете обсудить фантастическую и историческую литературу.
Для начинающих писателей, желающих показать свое произведение критикам и рецензентам, открыт раздел "Конкурс соискателей".
Если Вы хотите стать автором, а не только читателем, обязательно ознакомьтесь с Правилами.
Это поможет вам лучше понять происходящее на форуме и позволит не попадать на первых порах в неловкие ситуации.

В ВИХРЕ ВРЕМЕН

Информация о пользователе

Привет, Гость! Войдите или зарегистрируйтесь.


Вы здесь » В ВИХРЕ ВРЕМЕН » Произведения Александра Романова » БСБМК (Большой серо-буро-малиновый корабль)


БСБМК (Большой серо-буро-малиновый корабль)

Сообщений 181 страница 190 из 253

181

AL1618 написал(а):

Станция "Мир" во время очередной вспышки на солнце запросто теряла несколько километров (1,5-3-5) радиуса орбиты.
Это при ее ну очень скромных габаритах. Вполне можно представить какие нагрузки пойдут на конструкцию площадью в несколько десятков квадратных километров?

Солнечная вспышка сама по себе на орбиту станции "Мир" вообще не влияла. Влиял косвенный эффект - изменение плотности и высоты термосферы и ионосферы под влиянием солнечной активности (грубо говоря, трение об атмосферу у станции усиливалось).

Какое это имеет отношение к межзвездному зонду, летящему очень далеко от какой-либо атмосферы - я понять не могу. :)

0

182

Алексей Широ написал(а):

К сведению: пытались еще в 1980-ых. Успешно.

Ок. Вы много знаете космических аппаратов с таким способом охлаждения?
А почему? Ну общем-то я Вам это уже сказал:

" Ранее идея капельной системы охлаждения считалась нерабочей, главным образом из-за воздействия солнечного излучения на охлаждающую жидкость в открытом космическом пространстве. Однако математическая модель, разработанная в МФТИ, впервые продемонстрировала, что воздействие этих факторов нейтрализуемо, а значит, капельная система охлаждения все-таки может существовать и использоваться для космических полетов на дальние расстояния."

Решили (теоретически) ну честь им и хвала - глядишь и до практики дойдет :) А там посмотрим ;)

Отредактировано AL1618 (02-09-2017 20:59:37)

0

183

AL1618 написал(а):

Ок. Вы много знаете космических аппаратов с таким способом охлаждения?

Оно тестировалось на "Индевиоре", в ходе STS-77.

AL1618 написал(а):

Решили (теоретически) ну честь им и хвала - глядишь и до практики дойдет :) А там посмотрим

В таком случае, чем мы тут вообще занимаемся? :) Ни один из потенциальных межзвездных двигателей в металле пока еще не существует, и даже в рабочем проекте тоже.

Вы уж выберите что-то одно: или вы используете только реализованные сейчас в металле технологии (и тогда продолжительность межзвездной миссии будет исчисляться тысячелетиями :) ), или же предполагаете использовать достаточно проработанные перспективные технологии? :)

P.S. Проблема солнечного излучения для звездолета как бы не очень стоит... :)

0

184

Алексей Широ написал(а):

P.S. Проблема солнечного излучения для звездолета как бы не очень стоит... :)

Я бы сказал что стоит и еще как. :) По сути - ключевая проблема однако исходя из тех условий что я задал:

AL1618 написал(а):

Давайте наверно я как могу сформулирую проблемы межзвездных перелетов и попробуем танцевать от нее?
1. Для полета за приемлемое время (десятки лет) необходимо достижения скоростей в десятые доли скорости света. Лучше всего от 1/2 до 2/3 СС при которых "затраты на релятивизм" не сводят на нет любые потуги.
"Корабль поколений" не рассматриваем.
2. Основным "проклятием" РД лбого типа является "формула Циолковского" т.е. необходимость ускорять рабочее тело вместе с полезной нагрузкой от чего требуемая стартовая масса растет по экспоненте.
Тоже самое касается необходимой энергии. По сути для достижения околосветовых скоростей ни реактивной массы, ни энергии не хватит даже если целиком сделать корабль из антивещества. (это не говоря о том, что его просто неоткуда взять)
3. Двигатель корабля является крайне дорогой но практически одноразовой вещью - разве что пустить его на реактивную массу сгодится.

Дабы не изобретать велосипед и интересуюсь. А Вы в вопрос погружены несомненно больше и с источниками на "ты".

Для меня очевидным ответом выглядит следующий:
1. разгон корабля до максимальных скоростей должен выполнятся в рамках Солнечной системы или ближайших окрестностей с помощью стационарных бустеров (т.е. основной двигатель и запас реактивной массы находятся вне корабля и пополняются по мере необходимости).
2. Единожды созданная система не улетает к хреням, а остается для повторных запусков
3. Снимаются ограничения по энергообеспеченности двигателя и радиационной нагрузке на корабль и экипаж. Сама система запуска может ремонтироваться/модернизироваться прямо в процессе эксплуатации.

Как реализовывается:
1. на Солнечную орбиту выводится система "колец" представляющая из себя грубо говоря от трех и более плазменных, ядерных открытого типа или термоядерно-импульсных  групп двигателей с управляемым вектором тяги. От трех до N связанных между собой  тросами. Стабилизируются кольца вращением. 
Объединяются в "ольшое кольцо" - замкнутую фигуру на орбите небесного тела
Скорее всего понадобиться несколько таких больших колец - стартовое вокруг Земли, первое между Землей и Марсом и возможно одно или два дальше
2. Кольца по мере установки на орбите включают двигатели начинают разгон постепенно удаляясь от Солнца, по мере отодвигания кольца начинается формирование следующего.
3. Корабль представляет из себя транспортный модуль с СЖО, маршевым и маневровыми двигателями, ядерной установкой и запасами топлива. Для разгона используется магнитный парус/парашют Зубрина (магнитный диполь из сверхпроводника с током)  или электростатический парус (парашют из пленки аморфного металла заряжающийся до величин отталкивания заряженных частиц высоких энергий).
http://samlib.ru/img/a/al1618/popadalovo_s/proektfonarik.jpg

4. При прохождении кораблем внутри кольца на них включаются двигатели и поток заряженных частиц направляется (с помощью отклоняющей системы) на парус создавая импульс тяги. Управление полетом выполняется как отклонением суммарного вектора тяги кольца, так и изменением угла парашюта.
5 Последняя ветка бустеров имеет (принимает) конфигурацию логарифмической спирали и направляет получивший разгон корабль на цель.
6. После выхода из разгонной системы корабль включает собственный двигатель парашют используется для создании тяги из того топлива что находится на борту. После его переходит в инерционный полет.
7. Торможение выполняется опять же парашютом а затем двигателе с выходом на орбиту вокруг солнца или выполнением "гравитационного разворота" со сбросом спутников на прохождении и выходом на орбиту периодической кометы.

Ну по сути все.

Начинается данная система как способ освоения ресурсов Солнечной: кольца в равной степени используются как для запуска кораблей к другим планетам (кольцо вокруг Земли)  и  астероидные пояса, так и для торможения возвращаемых на землю грузов (кольцо вдоль орбиты Земли)
Попутно может использоваться в исследовательских(запуск зондов и исследовательских миссий в рамках СС) в военных целях как элемент глобальной обороны СС (отправлять подарки братьям по разуму буде такие появятся или раскалывать угрожающие Земле астероиды), и промышленных - разбивать на части астероиды ( ;) ) но уже с целью добычи нужного.
А после наращивания возможностей плавно переходим к запуску межзвезных зондов и кораблей.

Ну и как вишенка на торте - вся система бустеров по массе и затратам обходится дешевле одного "Призрака", а использоваться после ТО может многократно.
И самое главное - в ней нет элементов которые не разработаны в настоящее время или не будут доведены в ближайшее :)

Отредактировано AL1618 (02-09-2017 22:41:12)

0

185

AL1618 написал(а):

1. на Солнечную орбиту выводится система "колец" представляющая из себя грубо говоря от трех и более плазменных, ядерных открытого типа или термоядерно-импульсных  групп двигателей с управляемым вектором тяги. От трех до N связанных между собой  тросами.

Что-то невразумительное. Зачем связывать двигатели тросами? Зачем вам нужен управляемый вектор тяги?

AL1618 написал(а):

2. Кольца по мере установки на орбите включают двигатели начинают разгон постепенно удаляясь от Солнца, по мере отодвигания кольца начинается формирование следующего.

Говоря проще, вы переводите аппараты кольца на более высокую солнечную орбиту. Это вполне реально, но что это нам дает-то?

AL1618 написал(а):

3. Корабль представляет из себя транспортный модуль с СЖО, маршевым и маневровыми двигателями, ядерной установкой и запасами топлива. Для разгона используется магнитный парус/парашют Зубрина (магнитный диполь из сверхпроводника с током)  или электростатический парус (парашют из пленки аморфного металла заряжающийся до величин отталкивания заряженных частиц высоких энергий).

Забыли противопылевой экран. Желательно многослойный, раздвижной.

AL1618 написал(а):

4. При прохождении кораблем внутри кольца на них включаются двигатели и поток заряженных частиц направляется (с помощью отклоняющей системы) на парус создавая импульс тяги. Управление полетом выполняется как отклонением суммарного вектора тяги кольца, так и изменением угла парашюта.

Это называется "ускоритель заряженных частиц". А сама концепция разгона корабля потоком ионов - "магнитный лучевой парус". Это вполне рабочий концепт, и даже в общем-то (теоретически) более эффективный, чем лазерный парус - в конце концов, ионы имеют солидную массу!

Но:

Ионы, грубо говоря, отталкиваются друг от друга. Они заряжены одинаково. То есть рассеиваться пучок частиц будет куда сильнее лазерного луча. Это можно частично компенсировать, нейтрализовав разогнанный пучок ("ободрав" лишние электроны или слив воедино электронно-протонные пучки), но нейтрализованный пучок не будет отражаться магнитным парусом.

То есть дистанция разгона будет невелика. И под "невелика" я подразумеваю "десятки тысяч километров от силы".

Очень, очень много бустеров потребуется, чтобы создать плотную цепочку... :( Причем чем дальше - тем хуже, ибо чем быстрее движется корабль, тем менее эффективны бустеры (корабль попросту проскакивает их область эффективной работы слишком быстро).

AL1618 написал(а):

6. После выхода из разгонной системы корабль включает собственный двигатель парашют используется для создании тяги из того топлива что находится на борту. После его переходит в инерционный полет.

Ничего не понимаю. Каким образом парашют используется для создания тяги?

AL1618 написал(а):

Ну и как вишенка на торте - вся система бустеров по массе и затратам обходится дешевле одного "Призрака", а использоваться после ТО может многократно.
И самое главное - в ней нет элементов которые не разработаны в настоящее время или не будут доведены в ближайшее :)

Нет. Вам потребуется совершенно чудовищное количество бустеров. Причем это требует технологий фокусировки пучка частиц, которые в настоящее время не слишком-то доступны. Напоминаю, лазеры уже давно реальность, в том числе и военные. В то время как пучковые орудия - все еще теория.

Я уж не говорю о том, что по массе и затратам ну никак дешевле не выйдет. Бустеры же тоже двигаются, когда толкают корабль. Это значит, что бустерам придется нести запасы топлива и реактивной массы для последующих коррекций орбиты, иначе вся система выйдет одноразовой.

Идея красивая, изящная, но в предлагаемом виде - работать не может. Для перелетов внутри Солнечной, луч частиц/магнитный парус вполне приемлемы. Как минимум несколько проектов существуют.

Отредактировано Алексей Широ (02-09-2017 22:57:42)

0

186

Алексей Широ написал(а):

Что-то невразумительное. Зачем связывать двигатели тросами?

Корабль проходит внутри фигуры очерченной бустерами - значит поток ионов (направленных на корабль) имеет составляющую от центра масс системы наружу, ее нужно компенсировать или работой двигателей или банально - натяжением троса. Экономим на двигателе и массе.

Алексей Широ написал(а):

Говоря проще, вы переводите аппараты кольца на более высокую солнечную орбиту. Это вполне реально, но что это нам дает-то?

Получаем раскручивающуюся от солнца логарифмическую спираль накапливающую энергию для корабля - разгоняются не только корабль но и бустеры в свободное от проталкивания корабля время.

Алексей Широ написал(а):

но нейтрализованный пучок не будет отражаться магнитным парусом.

Меняем форму паруса - дырка посредине.
Поток ионов выглядит как бублик посредине идет поток электронов. Получаем не рассеивающийся поток (в пределах волнового рассеивания)
Электроны пролетают в дырку, ионы стучат в парус и отлетают назад.
Есть и другие варианты стабилизации пучка - посылая плазму вместе с электромагнитной волной.
Но весь цимумс не в этом, нам вообще не надо много бустеров.
Корабль можно гонять по кругу постепенно наращивая скорость хоть десяток лет. А экипаж послать вдогонку - на намного более облегченном корабле это будет быстро. И что намного важнее - надежно потому что не тратится критический ресурс СЖО и прочей начинке - разгоняем по сути кольцо (его перед сходом можно и заменить) и топливо (ну и бортовые реакторы).

По поводу "падения времени пребывания в луче" - вопрос решаем многими способами (и скорее всего придется комбинировать):
1. Банальное наращивание количества "бустеров" на концевых кольцах - растет мгновенный импульс
2. Разгон бустеров в свободное от толкания корабля время - их скорость складывается с выхлопом но тут все равно будет провал, хотя запустить бустеры можно сильно заранее - это поможет
3. Переход на "прямоточный режим - бустеры льют плазму но уже не вдогонку, а навстречу (на минимуме энергии) и передают "лазерным лучом" энергию на борт корабля, корабль же разгоняется от проходящих через канал двигателя ионов (парашют используется как фокусировка) и дополнительно из разгоняет "Выталкивая" рабочее тело из себя за счет бортовых реакторов, получаемой по лучу энергии.

Возможно (тут надо смотреть) что если лить не просто реактивную массу, а дейтерий - можно пробовать делать прямоточный ТЯРД (но вот его то как раз нет) например за счет магнитного сжатия потока ионов.
Последнее все - уже ближе к фантастике, но на околосветох скоростях - возможно.

Алексей Широ написал(а):

Нет. Вам потребуется совершенно чудовищное количество бустеров.

Не потребуется - за счет размена количества на время раз, и за счет того что мы разгоняемся не по формуле Циолковского (а скорее по пушечной схеме) нужно на порядки меньше топлива, да. Плюс в многоразовую систему можно и вложится.

Алексей Широ написал(а):

Причем это требует технологий фокусировки пучка частиц, которые в настоящее время не слишком-то доступны. Напоминаю, лазеры уже давно реальность, в том числе и военные. В то время как пучковые орудия - все еще теория.

Не знаю насчет пучковых орудий, а вот заглянуть внутрь старого цветного телевизора рекомендую :)
Там уже есть все нам нужное.
К тому же... хм... в общем не знаю какое отношение это имеет к пучковому оружию, но управление потоками заряженных частиц 25-ть лет назад было на стадии  пусковых экспериментов. Успешных в большинстве.
Не в плане оружия правда :) (а может и с ним нормально - откуда то же вплыло "оружие новых физических принципов"?), а в плане получения фундаментальных знаний.
Так что тут вопрос технический.

Алексей Широ написал(а):

Идея красивая, изящная, но в предлагаемом виде - работать не может. Для перелетов внутри Солнечной, луч частиц/магнитный парус вполне приемлемы. Как минимум несколько проектов существуют.

Во первых - я вообще подумываю перевести бустеры на "самообеспечение" - времени между пролетами много, Солнышко светит - необходимую массу частиц можно банально насобирать из солнечного ветра и хранить в магнитном поле сверхпроводника. Система и вовсе начинает напоминать вечный двигатель :) на что разумеется не рассчитываем.
Ну и как минимум солнечные паруса для коррекции орбиты и разгона (летят то они точно от солнца) у бустеров точно будут.
Всвязи с чем возникает вопрос - а надо ли отправлять бустеры от Солнца? Может орбиты ближе к Меркурию будут не в пример выгодней?
Во вторых - так я собственно предлагаю начать именно с освоения Солнечной, и систему строить именно  расчете на это - растет к облаку Оорта она не скоро - как раз будет накоплен нужный опыт.

Ведь положена лапу на сердце - никто еще до релятивистских скоростей материальные тела не разгонял - эффект могут быть самые неожиданные.
вплоть до открытия "легерных ускорений" и "варпа" :)

Отредактировано AL1618 (03-09-2017 01:14:30)

0

187

Перём старт-топик:

П. Макаров написал(а):

Корабль приближается к звезде типа Солнце. Задача попаданцев - прибыть в Систему, исследовать и освоить :) Попаданцев - один дом или поселок

(выделенно мною)
Следовательно:

AL1618 написал(а):

2. Единожды созданная система не улетает к хреням, а остается для повторных запусков

Смысла вообще не имеет.
Смотрим на задачи требующие офигительного расхода энергии.
1) Поднять конструкцию со дна гравитационного колодца
2) Покинуть Солнечную Систему (разгон внутри СС опасен, пыль, газ бОльшей плотности, чем межзвёздный)
3) Разогнаться до скоросте 1/10 С.
4) Полёт по инерции, (основная часть пути, как по времени, так и по расходу энергии)
5) Прибыв к звезде назначения затормозить до скоростей 1/100 С и меньше для внутрисистемных перелётов.
6) Выйти на орбиту планеты.
7) совершить на неё посадку.
Тут вообще интересная картинка прорисовывается. :-)
1) Как и чЁ угодно! Петля Лофстрома, Космический лифт, разгон внешним разогревом рабочего тела (ИМХО самый просто реализуемый вариант на момент "сейчас"). и прочая, прочая, прочая. Можно вообще не описывать.
2) Разгон "с орбиты" - термояд. На сегодня один из самых "реалистичных" проектов термояда - амбиполярная открытая плазменная ловушка. И габарит сравнително небольшой - сотня другая метров, и "сопло" реализовать несложно, и "топливом с рабочим телом" от ковша Бассарда наполнять не принципиально сложно. Плюсом а) нет необходимости в коллосальных радиаторах б) как источник электропитания на борту мжет применятся генератор на торможении заряженных частиц в электростатическом поле, у него теоритический КПД 1, так что опять, огораживать галактику заборами из радиаторов не придётся.
Т.е. накачиваем реактор на орбите, запускаемся, запитываем его от сбрасываемых баков с водородом (дальше они нам будут не нужны), разгоняем КК до скоростей в пять - десять сотен км/с, прицеливаемся на звезду, врубаем ковш и начинаем по-тихонечку разгоняться и покидать пределы СС.
3) Теоритически "прямоточник" может дать скорость  до 0,1 С. Чисто практически ИМХО, придётся "подстёгивать" его антиматерией.
Опять же, если пузырь Алькубьерре будет не только возможен, но и воплощён в металле, то хм.... Вышли за пределы СС на скоростях порядка 0,05 С. Бабахнули пару - тройку Кузькиных матерей для накачки "пузыря", достигли своей звезды за месяца три.
4) Изабавились от "установки надувания пузыря" (сбросили, она больше ненужна, домой не идём). Врубили "ковш" в режиме парашюта, скинули скорость до приемлемой одной - двух тысячь км/с для внутрисистемных перелётов. Сбрасываем магнитную ловушку, она нам больше не понадобится.
5) Манёврируем на собсттвенной установке "Амбал-МЗ".
6)  Выходим на орбиту планеты.
7) Вечером разверну ;-) Если интересно.

0

188

AL1618 написал(а):

Корабль проходит внутри фигуры очерченной бустерами - значит поток ионов (направленных на корабль) имеет составляющую от центра масс системы наружу, ее нужно компенсировать или работой двигателей или банально - натяжением троса. Экономим на двигателе и массе.

Пардон, вы собираетесь прогонять корабль через этакое иголочное ушко между двигателями? А ЗАЧЕМ? Что, висящий где-то сбоку от траектории корабля излучатель не справится?

AL1618 написал(а):

Получаем раскручивающуюся от солнца логарифмическую спираль накапливающую энергию для корабля - разгоняются не только корабль но и бустеры в свободное от проталкивания корабля время.

Не понял. О какой энергии вы говорите?

AL1618 написал(а):

Меняем форму паруса - дырка посредине.
Поток ионов выглядит как бублик посредине идет поток электронов. Получаем не рассеивающийся поток (в пределах волнового рассеивания)
Электроны пролетают в дырку, ионы стучат в парус и отлетают назад.

Эм... нет. Ионы и электроны притянутся друг к другу, нейтрализуются, и луч полностью расфокусируется. Не говоря уже о чисто тепловом расхождении луча частиц, имеющем место и для нейтрального луча.

В чистой теории, можно попробовать как-то вращать пучки ионов и электронов друг вокруг друга, пытаясь компенсировать центробежной силой электростатическое притяжение, но это не наш уровень технологии даже близко.

AL1618 написал(а):

Есть и другие варианты стабилизации пучка - посылая плазму вместе с электромагнитной волной.

Все они требуют либо чрезвычайно сложных и энергоемких дополнительных сооружений, либо недоступны на нашем уровне технологии в принципе.

На данный момент лучшее, что можно сделать - это попытаться создать самосжимающийся плазмоид, этакую шаровую молнию (вернее, тороидальную), где сжимающее магнитное поле вырабатывается за счет разности скорости вращения слоев плазмы. Эффективная дальность все равно будет хромать.

AL1618 написал(а):

Корабль можно гонять по кругу постепенно наращивая скорость хоть десяток лет. А экипаж послать вдогонку - на намного более облегченном корабле это будет быстро. И что намного важнее - надежно потому что не тратится критический ресурс СЖО и прочей начинке - разгоняем по сути кольцо (его перед сходом можно и заменить) и топливо (ну и бортовые реакторы).

У вас какое-то очень странное представление об орбитальной механике. Учитывая что кольцо ускоряется в противоположную от корабля сторону, система корабль-кольцо рассинхронизируется после первого же витка. Массы же корабля и излучателей различаются!

AL1618 написал(а):

1. Банальное наращивание количества "бустеров" на концевых кольцах - растет мгновенный импульс

Экономически система перестает иметь какой-либо смысл. Учитывая массу топлива и рабочего тела, система бустеров будет весить буквально миллионы тонн.

AL1618 написал(а):

Возможно (тут надо смотреть) что если лить не просто реактивную массу, а дейтерий - можно пробовать делать прямоточный ТЯРД (но вот его то как раз нет) например за счет магнитного сжатия потока ионов.
Последнее все - уже ближе к фантастике, но на околосветох скоростях - возможно.

Это называется "pre-seeded trajectory", или "предварительно засеянная траектория". Довольно старый концепт; главная проблема, не имеет абсолютно никакого люфта на случай непредвиденных обстоятельств.

AL1618 написал(а):

Не потребуется - за счет размена количества на время раз, и за счет того что мы разгоняемся не по формуле Циолковского (а скорее по пушечной схеме) нужно на порядки меньше топлива, да. Плюс в многоразовую систему можно и вложится.

Какого размена количества на время? :) Ваша система почти мгновенно рассинхронизируется за счет смещения бустеров с орбиты - они же толкают корабль, а значит, ускоряются сами! - и увеличения скорости корабля. Как только скорость дойдет до Третьей Космической, эффективность кольца (если такая вообще есть) резко упадет просто потому, что корабль более не держится на орбите а вылетает за пределы Солнечной.

AL1618 написал(а):

Не знаю насчет пучковых орудий, а вот заглянуть внутрь старого цветного телевизора рекомендую :)
Там уже есть все нам нужное.

Увы, главное здесь "не знаю". :) Ваша задача ничем не отличается от задачи создания пучковой артиллерии; вам нужно передать сфокусированный пучок заряженных частиц на дистанцию по крайней мере в тысячи километров не слишком рассеяв его при этом.

AL1618 написал(а):

К тому же... хм... в общем не знаю какое отношение это имеет к пучковому оружию, но управление потоками заряженных частиц 25-ть лет назад было на стадии  пусковых экспериментов. Успешных в большинстве.
Не в плане оружия правда :) (а может и с ним нормально - откуда то же вплыло "оружие новых физических принципов"?), а в плане получения фундаментальных знаний.

Управление потоками заряженных частиц внутри циклотрона или синхротрона - это как бы несколько отличается от поддержания фокусировки пучка в вакууме. :)

AL1618 написал(а):

Всвязи с чем возникает вопрос - а надо ли отправлять бустеры от Солнца? Может орбиты ближе к Меркурию будут не в пример выгодней?

В итоге мы приходим снова к идее пускового лазера на орбите Меркурия. :)

0

189

Давайте начнем с профиля миссии. Касательно:

AL1618 написал(а):

Давайте наверно я как могу сформулирую проблемы межзвездных перелетов и попробуем танцевать от нее?
1. Для полета за приемлемое время (десятки лет) необходимо достижения скоростей в десятые доли скорости света. Лучше всего от 1/2 до 2/3 СС при которых "затраты на релятивизм" не сводят на нет любые потуги.
"Корабль поколений" не рассматриваем.
2. Основным "проклятием" РД лбого типа является "формула Циолковского" т.е. необходимость ускорять рабочее тело вместе с полезной нагрузкой от чего требуемая стартовая масса растет по экспоненте.
Тоже самое касается необходимой энергии. По сути для достижения околосветовых скоростей ни реактивной массы, ни энергии не хватит даже если целиком сделать корабль из антивещества. (это не говоря о том, что его просто неоткуда взять)
3. Двигатель корабля является крайне дорогой но практически одноразовой вещью - разве что пустить его на реактивную массу сгодится.

Я могу честно сказать, что 0,5-0,75С в настоящее время малореалистичны. Кроме лазерного паруса (ну, или печально бесполезной фотонной ракеты :) ) у нас нет ничего, что давало бы достаточную скорость истечения. Антиматерия в значимых количествах нам недоступна и едва ли будет доступна в ближайшее время (хотя, микроскопические количества антиматерии уже можно осторожно начинать рассматривать в рамках каталитических термоядерных двигателей).

Значит, остаются де-факто только термоядерные реакции. Из них наиболее доступны четыре:

1) D+T (дейтерий-тритий), скорость истечения порядка 8,7%С

2) D+He3 (дейтерий-гелий-3), скорость истечения порядка 8,9%С

3) D+D (дейтерий-дейтерий), скорость истечения порядка 4,2-4,7%С

4) D+B (дейтерий-бор), скорость истечения порядка 4,5%С

Из этих реакций, первая - дейтерий-тритий - хороша для короткого разгона, но весьма плоха для продолжительного или для торможения. Период полураспада трития - всего лишь 12,32 года. Это значит, что если миссия, допустим, длится 20 лет, нам придется тащить с собой чудовищно избыточную массу трития, чтобы к концу миссии двигатель мог мало-мальски вменяемо работать. Это не масс-эффективно.

Реакция дейтерий-гелий-3 упирается в проблему во-первых температуры реакции (достижение таких температур на данный момент в термоядерной физике является теорией, не практикой), во-вторых - мощного рентгеновского излучения. Достоинство - все продукты реакции, заряженные частицы. То есть реакция ОЧЕНЬ эффективна. Третья проблема - где взять столько гелия-3.

Реакция дейтерий-бор имеет проблемы как с реализацией (температуры...) так и со скоростью истечения.

В итоге, оптимальной и наименее проблемной остается самая неэффективная реакция - D-D. У нее проблемы со скоростью истечения. У нее проблемы с большим нейтронным фоном (и, стало быть, не только избытком малополезной радиации, но и потерей эффективности). Однако, ее легко воспламенить, запасы дейтерия легкодоступны, и дейтерий может долго хранится.

Поэтому ИМХО, но на рассмотримое будущее, проекты межзвездных зондов должны использовать D-D реакцию (возможно комбинирование - D-T для разгона, D-D для торможения... если это не потребует неоправданного усложнения двигателя). Возможно использование микроскопических количеств антиматерии (извлекаемой из радиационных поясов Земли) для катализа реакции (ничтожное количество антипротонов, впрыснутых в капсулу термоядерного топлива, значимо понизит температуру воспламенения) и тороидальных электромагнитных ковшей Кассенти для забора реактивной массы.

Отредактировано Алексей Широ (03-09-2017 10:25:27)

0

190

Алексей Широ написал(а):

Ионы и электроны притянутся друг к другу, нейтрализуются, и луч полностью расфокусируется. Не говоря уже о чисто тепловом расхождении луча частиц, имеющем место и для нейтрального луча.

:) вы не забли часом что у электронов и ионов разная скорость? Картина фокусировки совсем другая.
Да и о каком тепловом расталкивании речь при размере паруса от километра? На этом расстоянии и кулоновское расталкивание не слишком то действует. :)

Алексей Широ написал(а):

Экономически система перестает иметь какой-либо смысл. Учитывая массу топлива и рабочего тела, система бустеров будет весить буквально миллионы тонн.

Ровно столько сколько "Призрак" минус логарифм. От того что топливо переносится с мешка за плечами на бустер идет значительный выигрыш по массе. К тому же не нужно "все и сразу" эту массу можно наращивать постепенно.

Алексей Широ написал(а):

Как только скорость дойдет до Третьей Космической, эффективность кольца (если такая вообще есть) резко упадет просто потому, что корабль более не держится на орбите а вылетает за пределы Солнечной.

Это если тяга парус направлена по касательной к орбите округ солнца. Ставим его под углом - и никакого вылета с орбит не будет до набора нужной скорости.

Алексей Широ написал(а):

Увы, главное здесь "не знаю". :) Ваша задача ничем не отличается от задачи создания пучковой артиллерии; вам нужно передать сфокусированный пучок заряженных частиц на дистанцию по крайней мере в тысячи километров не слишком рассеяв его при этом.

не учитываете скорости самих частиц. Эту тысячу километров поток проходит за 2*10(-8)(20 нано секунд) секунды( скорость 0,018С), как по вашему - насколько он разойдется от кулоновского расталкивания если выходная апертура 0,8 м длина потока 7м, а масса частиц допустим 4 гр?
У меня такое чувство что он и на 100 000 км  не выйдет за границы паруса в 1 км и без дополнительных ухищрений по фокусировке, но можете пересчитать.

Алексей Широ написал(а):

В итоге мы приходим снова к идее пускового лазера на орбите Меркурия. :)

Лазер - фэнтази, фотоны не создают тяги. Речь идет о накоплении реактивной массы из солнечного ветра.

Алексей Широ написал(а):

Управление потоками заряженных частиц внутри циклотрона или синхротрона - это как бы несколько отличается от поддержания фокусировки пучка в вакууме. :)

Вы видимо не услышали фразу про "пусковые эксперименты"? Немного расшифрую - 30-25-т лет назад озможности управления потоками заряженнх частиц во всех возможных комбинациях проверялись в ближнем космосе. Как и говорил - небезуспешно.
У одногруппника диплом был по математической обработке результатов пусков, так что знаю из первых рук.

0


Вы здесь » В ВИХРЕ ВРЕМЕН » Произведения Александра Романова » БСБМК (Большой серо-буро-малиновый корабль)