Неустранимая проблема в межэвездных полетах.

Теги:космос
 
1 2 3
RU Адрон #21.05.2002 13:19
+
-
edit
 

Адрон

втянувшийся
В топике по пилотируемой космонавтике был такой пассаж:

Nick_Crak>Эээээ... то есть Вы считаете что иная цивилизация освоив МЕЖЗВЕЗДНЫЙ перелет останется агрессивной? Да Вы энергетику этого дела прикиньте!

И задал я там в массы вопрос:

Для начала, прикиньте, какая мощность дозы корпускулярного тормозного излучения посетит экипаж релятивистской ракеты в середине пути, если ракета путешествует от Проксимы Центавра до нас (4 св. года).Первую половину пути с ускорением 10 м/с2, вторую с таким же замедлением. Можно считать, что в межзвездной среде 1 атом водорода на 1 см3. Заодно можно прикинуть мощность движка в начале пути, считая что топливо на борту в один конец. Ну, кто посчитает?

И сам же на него отвечаю:

Для перелета в один конец без возвращения обратно и идеальной релятивистской ракеты (вся масса-энергия -в реактивную струю (фотонов, нейтрино, не важно) скажем, при расстоянии 4 св.года при разгоне на 1 g и торможении на одном g по часам Земли пройдет 4.46 года, по часам на корабле 3,05 года.Максимальное V/C составит 0,9169. Если хочется конечную массу в 1000т (на Проксиме), то начальная составит 23058 т (это для ИДЕАЛЬНОЙ с КПД 100%!).Мощность в начале разгона 6,78*1016 ВТ.При максимальной скорости мощность на преодоление сопротивления среды (межзвездного газа) в виде тормозного излучения составит 31504 ВТ/см2 фронта корабля. При диаметре корабля 50 м это составит 6,18*1011 Вт. Можно сказать, что мы затормозим на на меньшей скорости и будем лететь потихонечку, но при энерговыделении на уровне 0,1 Вт/см2 полет будет 60000 лет. Т.Е. заключаем, что межзвездные полеты на принципе релятивистской ракеты малореальны.
 

au

   
★★☆
Неустранимая проблема в этом деле только одна - с головой.
За 50 лет научились пускать дронов и сами летать, и так нетерпится к звёздам - всё понятно. Но трудно признать что на сегодня к этому не готовы технически - это раз, и толку от этого полёта нет никакого, кроме очередного рекорда - это два.

А проблема с головой заключатся в том, что пробить это дело хотят силой, т.е. в лоб. Но как кто-то там говорил, человек полетит силой разума, и это следующая итерация этого правила. А тут столько наговорено на тему "чего бы такого из имеющегося в наличии рвануть, чтобы к звёздам закинуло".

Думать надо! Хоть тысячу лет, если так сильно хочется к звёздам.
 

MIKLE

старожил
★☆
au>Думать надо! Хоть тысячу лет, если так сильно хочется к звёздам

А что нас там ждёт? Вот в чём вопрос. :)
Модифицированым комплексам модифицированые танки. (С) VooDoo ХАЧУУУ МАТАЦИКЛ!!!!!!  
RU Адрон #21.05.2002 17:06
+
-
edit
 

Адрон

втянувшийся
При максимальной скорости мощность на преодоление сопротивления среды (межзвездного газа) в виде тормозного излучения составит 31504 ВТ/см2 с фронта корабля. При диаметре корабля 50 м это составит 6,18*1011 Вт.

Можно предложить ионизацию и отклонение встречных частиц магнитным полем, но в любом случае мощность по преодолению сопротивления среды будет не меньше.
 
RU Адрон #21.05.2002 17:37
+
-
edit
 

Адрон

втянувшийся
au>Думать надо! Хоть тысячу лет, если так сильно хочется к звёздам.

Если не начать думать о проблемах сейчас, и через 1000 лет не полетим.
 
+
-
edit
 

Kuznets

Клерк-старожил
★☆
au>Думать надо! Хоть тысячу лет, если так сильно хочется к звёздам.

А чего тут думать-то? Межзвездная среда - это в основном водород. Соответственно нужен просто двигатель, использующий его как рабочее тело. Или по принципу водомета - я уж не знаю как лучше. Дело за технологами :)
 

au

   
★★☆
au>>Думать надо! Хоть тысячу лет, если так сильно хочется к звёздам
MIKLE>А что нас там ждёт? Вот в чём вопрос. :)

Ну я подумал об этом ещё вчера :) Ну прилетели - пускай даже быстро, за несколько месяцев (не важно как). Ну посмотрели на другое Солнце - восторг, шампанское из тюбиков, через месяц накопали петабайт данных, и всё - пора домой.. В чём кайф? Новая звезда? Так она после третьего полёта уже не новая будет, точно как Луна в своё время. К следующей лететь? А что там такого ОСОБЕННОГО, чего при таком диком развитии науки и техники не узнать роем дронов той за намного меньшие деньги? Ну будет тысяча раз по петабайту - а смысл какой, польза какая от такого подробного знания такого рода? Что изменится в жизни людей от этого? Да ничего ровным счётом - проглотят нерасжёвывая, как и все достижения техники до сих пор, и даже восхищаться перестанут через несколько лет.. Ради развлекухи проще виртуальное пространство покорять - создавать и покорять, в цикле, что и делается уже. Дёшево, доступно, все живы.

Телескопчики клепать всё круче и круче, дронов, баловаться космонавтикой на "заднем дворе" (без почему) - это обосновывать не надо, а вот больше.. К чему всё это тогда?? Кто-то мне ответит на такой вопрос?
 

au

   
★★☆
Kuznets>А чего тут думать-то? Межзвездная среда - это в основном водород. Соответственно нужен просто двигатель, использующий его как рабочее тело. Или по принципу водомета - я уж не знаю как лучше. Дело за технологами :)

Да, это логично, и для дрона пожалуй большего не нужно. Но людей годами катать нельзя - не долетят даже при идеальной технике.
 
+
-
edit
 
Адрон>при расстоянии 4 св.года при разгоне на 1 g и торможении на одном g

Уже не корректно. Нужно говорить не об ускорении, а об импульсе.

Адрон> по часам Земли пройдет 4.46 года, по часам на корабле 3,05 года.Максимальное V/C составит 0,9169.

А значит среднее - 0.450845 (если всё-таки говорим об ускорении)??? И тогда по часам Земли пройдёт вдвое больше времени.

Адрон>При максимальной скорости мощность на преодоление сопротивления среды (межзвездного газа) в виде тормозного излучения составит 31504 ВТ/см2 фронта корабля.

Это не мощность на сопротивление - это (в неправильной форме) давление среды на конструктивные элементы корабля, расположенные по нормали к вектору импульса.

Вам не зря помянули прямоточник - вовсе не обязательно тормозить и накапливать водород - лучше, наоборот, его ускорять и выплёвывать.

А на счёт "реально/нет" для всего остального - как-нибудь (видимо в отпуске) на досуге считану (если не опередят).
 

RD

опытный

au>Ради развлекухи проще виртуальное пространство покорять - создавать и покорять, в цикле, что и делается уже. Дёшево, доступно, все живы.
Виртуальная реальность – хорошая ловушка для цивилизации, чтобы остановить развитие. Масса усилий с нулевым выходом. Вместо "серых будней" красивые глюки, чем не наркотик? :D
 

au

   
★★☆
au>>Ради развлекухи проще виртуальное пространство покорять - создавать и покорять, в цикле, что и делается уже. Дёшево, доступно, все живы.
RD> Виртуальная реальность – хорошая ловушка для цивилизации, чтобы остановить развитие. Масса усилий с нулевым выходом. Вместо "серых будней" красивые глюки, чем не наркотик? :D

Всё правильно. Но чем не виртуальная реальность такое освоение бесконечно далёкого космоса? Она настолько же виртуальна и бесполезна, только денег схавает на мнооого порядков больше, и при этом не отменит общедоступной VR и вреда от неё :)

Но ответа на мой вопрос я не услышал: ЗАЧЕМ ВСЁ ЭТО? Я говорю не про дрона к звезде - пусть себе летает хоть 50 лет, а про пассажирские "прогулки".
 

Tico

модератор
★★☆
ау>Но ответа на мой вопрос я не услышал: ЗАЧЕМ ВСЁ ЭТО? Я говорю не про дрона к звезде - пусть себе летает хоть 50 лет, а про пассажирские "прогулки".
А если вдруг планета, пригодная для колонизации? Или разум?
- Барабашка - это научный факт. (с) аФон+  
+
-
edit
 
yuu2>>Уже не корректно. Нужно говорить не об ускорении, а об
импульсе.
Адрон>Именно об ускорении в данном случае!

Смотря в каком - если положить ограничение мощности движка, то всё-таки о приращении импульса.

Адрон>Так усреднять нельзя!

А научите, как это надо усреднять, чтобы максимальное значение оказалось равным среднему?

yuu2>>Это не мощность на сопротивление - это (в неправильной форме) давление среды на конструктивные элементы корабля, расположенные по нормали к вектору импульса.
Адрон>Можно сказать и так, сути не меняет.

Ещё как меняет. На глубине 20 метров на аквалангиста давят 3 атмосферы (2 от воды, одна от воздуха), но это вовсе не значит, что сопротивнение движению у него 3*105 * площадь.
 

VK

втянувшийся

Адрон>>Именно об ускорении в данном случае!
yuu2>Смотря в каком - если положить ограничение мощности движка, то всё-таки о приращении импульса.
yuu2>>>Это не мощность на сопротивление - это (в неправильной форме) давление среды на конструктивные элементы корабля, расположенные по нормали к вектору импульса.
yuu2>На глубине 20 метров на аквалангиста давят 3 атмосферы (2 от воды, одна от воздуха), но это вовсе не значит, что сопротивнение движению у него 3*105 * площадь.

Класс... Болты, конечно, можно называть трасмиссией, но... (с)Ильф и Петров. yuu2, Вы кто по образованию? Пример с аквалангистом меня просто потряс...
 

au

   
★★☆
ау>>Но ответа на мой вопрос я не услышал: ЗАЧЕМ ВСЁ ЭТО? Я говорю не про дрона к звезде - пусть себе летает хоть 50 лет, а про пассажирские "прогулки".
Tico>А если вдруг планета, пригодная для колонизации? Или разум?

А если вдруг?
В казино вполне реально выиграть 100кбаксов - был случай на моей памяти. Также реально выиграть и 1М и 10М. Всем НУЖНЫ деньги, но почему-то мало кто ходит туда каждый день, несмотря на абсолютно реальный шанс выиграть их. Вы предлагаете потратить триллионы, которые нужны сегодня на проекты, от которых жизнь зависит уже завтра.

Теперь о разуме. Он ВАМ лично нужен? Он кому-то ещё нужен? Интересен - бесспорно, но НУЖЕН ли? Зачем на это тратить ресурсы и деньги - сегодня проблем бездна и у самих людей, и их решать надо уже сейчас.

О планете для колонизации. Есть тут неподалёку такая - засырается беспощадно, как-будто завтра уже никогда не наступит. Может всё-таки её в порядок привести сперва, логично?? На неё деньги и ресурсы тратить, пока другой нет и не предвидится??!

Не знаю кому как, а мне этот лохотрон надоел, не вижу я смысла в погоне за морковкой на удочке. Дрона послать можно куда захочется - для удовлетворения любопытства, а остальное - бред.
 
RU Адрон #24.05.2002 21:03
+
-
edit
 

Адрон

втянувшийся
Адрон>>при расстоянии 4 св.года при разгоне на 1 g и торможении на одном g

yuu2>Уже не корректно. Нужно говорить не об ускорении, а об
импульсе.

Именно об ускорении в данном случае! КА полпути перемещается с постоянным ускорением, полпути производит торможение с ускорением с обратным знаком. Все цифири посчитаны мной по СТО с учетом равноускоренного движения. Кто не помнит, см. "Курс общей физики " Сивухина (МФТИ)

Адрон>> по часам Земли пройдет 4.46 года, по часам на корабле 3,05 года.Максимальное V/C составит 0,9169.

yuu2>А значит среднее - 0.450845 (если всё-таки говорим об ускорении)??? И тогда по часам Земли пройдёт вдвое больше времени.

Почитайте СТО! Так усреднять нельзя! Эх, неохота графику с формулами выкладывать, тем более, что этот вывод на уровне 3 курса тех. института.

Адрон>>При максимальной скорости мощность на преодоление сопротивления среды (межзвездного газа) в виде тормозного излучения составит 31504 ВТ/см2 на фронте корабля.

yuu2>Это не мощность на сопротивление - это (в неправильной форме) давление среды на конструктивные элементы корабля, расположенные по нормали к вектору импульса.

Можно сказать и так, сути не меняет.
 
RU Адрон #25.05.2002 05:08
+
-
edit
 

Адрон

втянувшийся
yuu2>А научите, как это надо усреднять...

Усреднять не надо вообще, надо решать диф. уравнение.

Ладно, в течение пары дней выложу расчет
 
+
-
edit
 
Адрон>Кто не помнит, см. "Курс общей физики " Сивухина (МФТИ)

Э, да вы, никак, тоже с физтеха ? :)
 
RU Адрон #25.05.2002 05:26
+
-
edit
 

Адрон

втянувшийся
Адрон>>Кто не помнит, см. "Курс общей физики " Сивухина (МФТИ)

ratman>Э, да вы, никак тоже с физтеха ? :)

Нет, я из МИФИ. Кафедра 24 - "Получение и применение РА изотопов". А по Сивухину я учился в Киевской физмат школе-интернате.
 
+
-
edit
 
Адрон>Нет, я из МИФИ. Кафедра 24 - "Получение и применение РА изотопов". А по Сивухину я учился в Киевской физмат школе-интернате.

А я в 145й :)
 

yuu2

опытный

VK>Класс... Болты, конечно, можно называть трасмиссией,

Это наезд или недопонимание??? Я ж просто хотел сказать, что давление на поверхность и сопротивление движению - не одно и то же. Если Вы прочли что-то другое - пардон, буду ещё корявей. Если предположить отсутствие погранслоя (а его и нет при плотности 1 атом на см3), то сопротивление движению пепелаца строго равно изменению импульса среды. Если весь попадающий на поверхность водород будет направляться в движок, то ближайшая аналогичная модель - безотрывное обтекание, т.е. нулевое сопротивление движению - вся мощность идёт на ускорение.

VK>yuu2, Вы кто по образованию? Пример с аквалангистом меня просто потряс...

Да так, как-то ... Практикующий разработчик реакторов.
 
+
-
edit
 

avmich

координатор

Вы чем прикалываться, лучше бы ответили на практический вопрос :) . В 70-х был проект "Дедал", а нынче НАСА прикидывает, как бы отправить пробу на расстояние 1000 а.е. То есть как бы надо придумывать, как лететь далеко и быстро, хотя бы автоматами (хотя лично я бы предпочёл выходить на орбиту вокруг Проксимы :) ). И что с этим межзвёздным газом делать?
 
RU Адрон #05.06.2002 15:16
+
-
edit
 

Адрон

втянувшийся
yuu2>Если предположить отсутствие погранслоя (а его и нет при плотности 1 атом на см3), то сопротивление движению пепелаца строго равно изменению импульса среды. Если весь попадающий на поверхность водород будет направляться в движок, то ближайшая аналогичная модель - безотрывное обтекание, т.е. нулевое сопротивление движению - вся мощность идёт на ускорение.

VK>>yuu2, Вы кто по образованию? Пример с аквалангистом меня просто потряс...

yuu2>Да так, как-то ... Практикующий разработчик реакторов.

УИИ2, о чем речь? Протон с v/c=0,9169 имеет энергию 1,41 ГэВ (В середине полета для случая, рассмотренного мной на 1 стр.) При этом от каждого протона будет мощный фотонный и пионный ливень или в веществе "обтекателя", или в, скажем, отклоняющем магнитном поле. О каком "пограничном слое" и "безотрывном обтекании" идет речь? И, если не трудно, опишите в этих условиях концепт прямоточного движка с точки зрения ядерной физики, если Вы тоже ядерщик. Даже предполагая, что мы владеем мощностями на уровне 1.E+16 ВТ. Слабо? Моей, например, фантазии не хватает бороться с радиационными ливнями одновременно ускоряя падающий бешеный поток протонов и пр. в-ва! И за сколько тысяч км от ТАКОГО пепелаца находиться человеку, дабы остаться в живых? Потому я и обозвал этот топик - НЕУСТРАНИМАЯ ПРОБЛЕМА. Имея в виду классическую релятивистскую ракету ДАЖЕ с прямоточным двигателем. :D
 

yuu2

опытный

Адрон>УИИ2, о чем речь? Протон с v/c=0,9169 имеет энергию 1,41 ГэВ ... будет мощный фотонный и пионный ливень

Но это не проблема сопротивления движению - это проблема конструкции.

Адрон>И, если не трудно, опишите в этих условиях концепт прямоточного движка с точки зрения ядерной физики, если Вы тоже ядерщик.

Берём длинную трубу с достаточно тонкими стенками. Разгоняем её хотя-бы до 0.3с (каким образом - не к прямоточнику вопрос). Передний срез трубы, так и быть оставим под выжигание протонами (попутно можно баловаться термоядом - энергию на внутрикорабельные нужды получать, ну да это мелочи). За передним срезом внутри трубы ставим магнитне обмотки (коллиматоры), сужающие доступное водороду проходное сечение в 10 (100, сколько надо или сколько получится) раз. Всё пространство за обмотками между потоком водорода и стенкой трубы используем на внутрикорабельные нужды. А водородный "шнур" ускоряем, дабы дальше разгоняться до желаемых 0.9с.

Адрон> Даже предполагая, что мы владеем мощностями на уровне 1.E+16 ВТ. Слабо?

Да ни фига. Берём, скажем, трубу пятисантиметровой толщины с внутренним сечением 1000 м2. Для скорости 0.9с при плотности 1 атом/см3 это будет 2.7*1015 атомов в секунду (4.5*10-9 моль в секунду или 4.5*10-12 кг/секунду) в нутре трубы или ток ионизированных протонов 1.7*10-4 ампер. Всё правильно??? Для современных ускорителей это крохи, поэтому и обмотки-коллиматоры и ускорительные обмотки выйдух не ахти какие сложные. Если из доступных (Ваши граничные условия) 1016 Ватт на коллимирование уйдёт 108 (а наверняка - меньше, нет под рукой анструмЭнта - считануть), то это много меньше доступного. С учётом всех и всяческих КПД ускорительные обмотки будут передавать "шнуру" никак не меньше 1014 Ватт или 2.3*108 ГэВ на один атом. Сравните с энергией торможения того же водорода (1.4 ГэВ - Ваша цифра). А потом учтите, что тормозимых на переднем срезе трубы атомов (истинное сопротивление движению) на два порядка меньше, чем ускоряемых.
 
AD Реклама Google — средство выживания форумов :)
RU Адрон #07.06.2002 10:42
+
-
edit
 

Адрон

втянувшийся
yuu2>Да ни фига. Берём, скажем, трубу пятисантиметровой толщины с внутренним сечением 1000 м2. Для скорости 0.9с при плотности 1 атом/см3 это будет 2.7*1015 атомов в секунду (4.5*10-9 моль в секунду или 4.5*10-12 кг/секунду) в нутре трубы или ток ионизированных протонов 1.7*10-4 ампер. Всё правильно???

Не правильно! 1 см-3 - в системе отсчета, связанной с газом, в системе отсчета, связанной с кораблем нужно разделить на sqrt*(1-(v/c)2).Получится поток не 2.7e15 ат/с а 6.9e17! и ток 0,11 А. При токах больше единиц микроампер на ГЭВ-ных энергиях возникают специфические неустойчивости, поэтому создание ускорительных модулей на большие токи сделать тяжело. Остальное прокомментирую позже.
 
1 2 3

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru