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)