Полет к звездам становится реальнее

Американские и британские ученые открыли в этом году два гена, ответственные за введение
человека в состояние анабиоза, при котором резко замедляются жизненные процессы, сообщает
"ИТАР-ТАСС". Британские эксперты работали над этой задачей совместно с американскими
коллегами над решением. Открытие, осуществленное группой ученых в университете
американского штата Северная Каролина, по свидетельству специалистов из британского
института Роуэтта в Абердине, делает вполне реальной с точки зрения биологии человека
перспективу длительного, рассчитанного на многие годы, пилотируемого полета к звездам.
Воздействие на соответствующие гены позволит вводить в состояние длительной "спячки"
экипажи космических кораблей.

Истoчник: InfoArt

Полет к звездам становится реальнее ?
Да неужели? На 0.00001%?

Основная проблема это разработка двигателя, позволяющий разгонять корабль до ~ скорости света,
вторая - разработка оборудования для создание электромагнитных полей, предназначенных для создания искуственной гравитации, защиты экипажа от излучения двигателя, для защиты корабля и т.д.
Интересно когда мы все это реализуем?

>Основная проблема это разработка двигателя, позволяющий разгонять корабль до
~ скорости света
zahem imenno do svetovoi?
>вторая - разработка оборудования для создание электромагнитных полей,
предназначенных для создания искуственной гравитации
zahem, esli ekipag v anibioze?

>защиты экипажа от
излучения двигателя, для защиты корабля
ot kakogo izluhenija?

>и т.д.
i?

>Интересно когда мы все это реализуем?
Soglasen hto ne skoro.
S uvageniem

Причём тут звёзды!!!
Аварийный анабиоз для экипажей подлодок!

По поводу реализации межзвёздного полёта.
Да нет, всё в порядке, за 10-15 светолет, например к эпсилон Эридана, G-класса, имеющей планетную систему, можно сгонять практически на нынешней технологии, если знать, что делать с экипажем.
DeepSpace-1 на своём ионном двигателе за полгода разогнался до 5% с.
А он получает энергию от солнечных преобразователей. Я думаю, с бортовым реактором и массивом ионников можно разогнаться до релятивисткой скорости, типа 1/2 с. Никакого термояда или аннигияции для этого не надо, нужен просто очень эффективный мотор с длительным сроком работы.

Проблема с гравитацией - возможен разгон на ускорении порядка 3/4g, что физиологически приемлемо, но для этого скорее всего ионники слабоваты будут, нужно что-то типа ЯРД. А эта штука менее надёжна, чем ионники, так как является черезвычайно напряжённой конструкцией, как всякий крупный РД.

Защита от излучения - проблема. На релятивисткой скорости встречный водород превращается в неслабое протонное излучение, а торможение пыли в лобовом экране - это вообще жуть. Решение - пустить экран, испускающий мощное вторичное и наведённое излучение, лететь в 10 км впереди корабля по той же траектории. Обычная защита расстоянием.
Какие там к чёрту поля электромагнитные? Против рентгена тормозного?

Самая серьёзная проблема - обеспечение живучести и надёжности систем корабля, находящегося в полёте 50 лет. Отказ экрана или реактора = крантец экипажу и деньгам, вбуханым в проект. То есть нужна уникальнейшая ремонтно-восстановительная техника на борту, чтобы можно было обеспечить нужный ресурс и справится с любым приключением. Ну и, естественно, бодрствующие живые мозги на борту, чтобы держать эту штуку на плаву, а спящую вахту - под медицинским контролем.

Почему выгодно разгоняться вплотную к с?
Сокращение субъективного времени полёта превышает выигрыш от увеличения скорости как таковой. Расход энергии мотора вблизи с как бы уходит на сжатие бортового времени. Соответственно, сокращается полётное время и повышаются шансы на успех предприятия.

Вообще, по моему, путь к летанию столь далеко и круто лежит через диковинные материалы, типа углеродных нанотрубок. Не считая проблемы экипажа. Чертей зелёных надо вывести или нанять где-нибудь...
Кроме того, нынешняя метода последовательных испытаний не подходит. Полёт длиной в 50 лет вряд ли приемлемо отрабатывать полномасштабно.

А если ближе к делу, то:
1. аварийный анабиоз для экипажей подлодок, космических кораблей и внеземных баз. Причём тут звёзды.
2. "воздействовать" на ген вряд ли можно без разрушения организма. Можно, однако, изучить механизм действия гена и реализовать его биотехническими средствами. Как это обычно и делается в современной молекулярной биологии.
3. одного только замедления обмена веществ совершенно недостаточно для реализации сколько-нибудь длительного (>1нед) анабиоза.

P.S. Кто тут модерирует? Надо бы перенести в Space Forum!

Интересно, кто-нибудь сможет обосновать с цифрами неадекватность ядерной энергетики для релятивистского корабля?

Элементарная прикидка. Максимальное приращение скорости что-то порядка трех удельных импульсов. Какой Iуд для ЯРД реально достижим - сказать не берусь, не моя специальность, но IMHO это 1000 с, так что дельта v = 30000 м/с, т.е. 0.0001 c

недавно встреал сообщени, что итальянцам удалось в лаборатории в пару раз превысить скорость света в эксперименте. Что-то аналогичное встречал и в других сообщениях.

Думаю, просто на науку надо потратиться, а тот термояд совсем приостанвили, а он ведь вполне стал реальным еще два года назад.

)))))))

>...Максимальное приращение скорости что-то порядка трех удельных импульсов...

Все намного сложнее. При этих скоростях надо учитывать релятивисткие эффекты. Мы уже говорили - тема ждет своего Циолковского. А три скорости истечения - это правило для нынешних ракет. А то для фотонной что выдет;)

[Редактировалось varban (29-08-2000 в 15:53).]

ПРЕВЫШЕНА СКОРОСТЬ СВЕТА?

Потрясающее открытие было сделано в Научно-исследовательском институте NEC в Принстоне (США). Ученые экспериментировали с лазерами и атомами цезия, помещенными в специфические условия. Результат - световой пучок, двигавшийся со скоростью в 300 раз выше теоретического предела! По словам Эйнштейна, автора известной теории относительности и «отца» современной физики, «никакое тело не может преодолеть барьер скорости света, потому что помимо прочих несуразностей это означало бы путешествие назад во времени».

Однако ученые из Принстона не считают, что их эксперимент не вступает в противоречие с теорией Эйнштейна. По их мнению, передний фронт светового импульса прошел сквозь «атомную ловушку» так быстро, что вышел с противоположной стороны раньше, чем вошел... Не принимайте эти слова за бред. Многие физические явления очень сложно описать бытовыми понятиями, особенно явления, являющиеся естественными следствиями волновой природы света.

Работа группы ученых под руководством д-ра Ванга - всего лишь эффектная демонстрация «трюка», уже известного в физике. Так, в этом году уже объявлялось о превышении скорости света на 7%, а немного ранее ученые сумели «затормозить» световой пучок до скорости вялого пешехода...

Для достижения продемонстрированного результата группа д-ра Ванга пропустила лучи лазеров через специфическую «ловушку», состоящую из атомов цезия. Регулируя частоту (и, соответственно, длину волны) лазерных лучей так, чтобы они пришли в соответствие с энергетическими уровнями атомов, они сумели достичь эффекта, названного «аномальным коэффициентом преломления». Этот эффект повышает «групповую скорость» фотонов в световом импульсе так, что результирующая кажущаяся скорость светового потока превышает теоретический предел скорости света - всем известные 300 миллионов метров в секунду. Но групповая скорость светового импульса зависит от сочетания частот самого импульса и среды, через которую он проходит. Она не является истинной скоростью и, как следствие, не подчиняется указанному выше ограничению.

Важным моментом является следующее ограничение: несмотря на то что групповой скоростью можно манипулировать в широчайших пределах и, как мы видим, увеличить ее в 300 раз по сравнению с теоретическим пределом - это не дает нам возможности передавать даже информацию быстрее скорости света (не говоря даже о материальных телах)!



А как же принцип причинности?

В ходе Принстонского эксперимента из-за необычайно большой групповой скорости светового пучка его передний фронт появился на выходе из цезиевой камеры на 62 миллиардных доли секунды раньше, чем вошел в нее. Не является ли это нарушением принципа причинности, гласящего, что следствие всегда должно следовать за причиной, а не наоборот? По словам д-ра Ванга - нет, принцип причинности соблюдается. По крайнем мере, сейчас так считает большинство физиков. Однако в приватных разговорах некоторые физики поделились своими опасениями: если эксперименты, подобные проделанному в Принстоне, будут повторяться, это способно заставить их пересмотреть некоторые свои взгляды на современную физику.

Д-р Гюнтер Нимитц, осуществивший ранее подобные эксперименты, считает достижение д-ра Ванга восхитительным результатом, находящимся в строгом соответствии с современной физической теорией. По его словам, «эффект не может использоваться для реального преодоления барьера скорости света или путешествия назад во времени. В эксперименте всего лишь немного сокращается время между причиной и наступлением эффекта от нее. В основе эффекта лежит такой факт: импульс света имеет конечную продолжительность во времени, причем она всегда намного больше, чем уменьшение времени прохождения луча через какую-нибудь специфическую среду в экспериментах по превышению скорости света».

КМ-Новости ЧЕТВЕРГ, 20.07.2000, 09:26

2 Varban

Значимых релятивистских эффектов у КК с ЯРД вроде как быть не должно - слишком малая скорость истечения. Это же не фотонный движок, даже не ионный. Чисто тепловой нагрев рабочего тела.

От теплового нагрева релятивисткие эффекты не возникнут, но корабль, двигающийся с заметным v/c, увеличивает свою массу - по гнусной теории Эйнштейна. Ускорение падает: сила тяги - та же, масса растет.
И пусть физики нас рассудят;)

[Редактировалось varban (29-08-2000 в 18:33).]

1. предлагаю аномальную дисперсию (>c) оставить в покое. К технике реально летающей она ни малейшего отношения покуда не имеет.
2. я имел в виду не ЯРД (тепловой мотор, хоть и жутко высокотемпературный), а именно ионный привод со скоростью истечения типа 0.1с или даже выше. С питанием от ядерного реактора. Тягу малую скомпенсируем временем разгона.
Лень посчитать, какое массовое совершенство должна иметь такая машина для достижения релятивисткой скорости, позволяющей слетать за 10-15 светолет за обозримый срок? Скажем, за 50 лет туда и обратно?
Возьмите кто-нибудь инженерный калькулятор, и того, а? По известной в ракетных кругах Ц-формуле, до 0.5c на релятивисткие эффекты можно внимания не обращать...

Скорость света вдвое превысить - почти ерунда.
Берём, скажем, алмаз и загоняем в него ну, скажем, электрон на релятивистских скоростях. Т.к. скорость света в алмазе более чем в два раза ниже, чем в вакууме, то при скорости электрона в вакууме, скажем, в 0.9C, при его входе в алмаз получим около двукратного превышения скорости света для алмаза

>По известной в ракетных кругах Ц-формуле, до 0.5c на релятивисткие эффекты можно внимания не обращать...

Мдаа...смелое заявление.
А ты можешь попробовать объяснить почему? А то я все обратные причины вижу - то же увеличение массы.

Я тут нагреб некоторые релятивистские "инженерные" формулы - может быть кого заинтересует.

Ускорения астроплана во внешней (a) и связанной (b) системах связаны между собой:

a = b * sqrt(1. - (v/c)**2)

Астроплан, осуществляющий разгон с постоянным ускорением в связанной системе, b = const, за время t (время во внешней системе) достигает скорости:

v = b*t/sqrt(1.+(b*t/c)**2)

и при этом пролетает расстояние:

S = c**2/b * ( sqrt(1. + (b*t/c)**2) - 1.)

время полета в связанной системе:

tt = c/b * Arsh(b*t/c)

[ arsh x = ln (x + sqrt(1+x**2)) ].


Для фотонного движка (со световой скоростью истечения рабочего тела), для одноступенчатого астроплана(стартовая масса m0, конечная масса m, соответственно относительная масса топлива, при его полной аннигиляции, mut = (m0-m)/m0 :

скорость после выгорания топлива:

v = c * (m0*m0 - m*m) / (m0*m0 + m*m)

При равномерном горении топлива по собственному времени астроплана ускорение в связанной системе:

b = c/2./t * (m0/m - m/m0)

Пройденный при разгоне путь:

S = c*c/2./b * (m0/m + m/m0 - 2.)

Достигаемый релятивистский коэффициент,

[ K = 1./sqrt(1-(v/c)**2) ]

K = 1./2. * (m0/m + m/m0)


Ну, еще формула сложения скоростей:

v = (v1 + v2) / (1. + v1*v2)


Формулы при релятивистской досветовой скорости истечения попробую вывести или найти.

2BACKFIRE
Все прочитал, давай дальше!

Насколько я помню, мы при работе (в прошлой жизни) с твердым телом (эл. газ в полупроводах и т.п.) игнорировали релятивисткие эффекты до 1/2с ввиду их незначительности. Погрешности в ТТ были приличные, до 10 проц. А нам вроде тоже точнее не надо.

Вот этот множитель sqrt(1. - (v/c)**2) = 0.87 при v=c/2. Ну и наплевать на него для прикидок.

Меня смущает релятивистское увеличения массы не рабочего тела - тут опыт есть - ускорители.
А увеличения массы ракеты?

m = sqrt(1. - (v/c)**2)*m0

где m0 - масса покоя корабля

quote:

---

Ребятки, чувствуете вкус: масса покоя корабля - это звучит гордо!

---

 

Или, что то же, изменение ускорения при перехода от одной в другую координатную систему:

a = b * sqrt(1. - (v/c)**2)

При v=c/2 теряется 23% ускорения.
Так что сбрасывать со счета вроде нельзя?

13 проц однако, а не 23. Бог с ними, мы же не будем в упор всё это считать, нам порядок величины нужен.
А "масса покоя" - это круто...
Всё-таки ионник нужет с околосветовой скоростью истечения. Эти плазмомёты ксеноновые, СПТ, у них - сколько?

Еще пара-тройка формул. (Получено методом самовывода, так что кто захочет проверить-пусть проверит.)

Считаем, что скорость истечения рабочего тела ve - досветовая, но достаточно большая. В качестве удельного импульса приближенно рассматриваем величину:

I = ve/sqrt(1. - (ve/c)**2)

Считаем, что разгон КК производится с постоянным ускорением в связанной системе координат, b, стартовая и конечная массы соответственно m0 и m.
Тогда скорость аппарата в конце разгона:

v = I * ln(m0/m)/sqrt{1.+ [I/c*ln(m0/m)]**2}

При этом КК пролетает расстояние:

S = c*c/b * (sqrt{1.+ [I/c*ln(m0/m)]**2} -1.)

Время разгона в связанной системе координат:

tt = c/b* Arsh(I/c*ln(m0/m)

При малых скоростях v и ve формулы вырождаются в классические.

>13 проц однако, а не 23

;(((
И еще двигатели рассчитываю! И дуракоустойчивые же методики я делал, раз не все взрывались;)
Мораль: подвергай все сомнению, даже простейшие расчеты!

2All
К сожалению, не могу включиться в захватывающую игру - вывод уравнения релятивистской динамики тел переменной массы - отчет по весьма несвязанной теме пишу, времени - только трепаться остается.
Специально BACKFIRE - дерзай! Пусть даже и ошибки, кто-то поправить. Смотрел я две книжки дома по сходной теме - там детский лепет, ничего серьезного. Если хочешь, сходи и на RU. SPACE, там тоже сверхсвет обсуждают. Или мне кинуть ссылку на дискуссию? Суть в том, что многие фидошники не имеют инета, так что ссылка пожет повиснуть в пустом пространстве;(

Как я понял, ионные двигатели на спутниках - тоже тепловые. Разогрев рабочего тела осуществляется эл. дугой. Как в обычном промышленном плазмотроне. То есть разгона в эл. поле-то нет..
Я прав?

И да, и нет.
Есть такие РД, но они не ионные. Кстати, их легче строить, но они менее эффективные.
Ионный двигатель предполагает сначала ионизировать, а затем разгонять рабочее тело в электрическом поле. Как на http://airbase.ru/forum/Forum3/HTML/000081.html .

Хм. Народ, а я думаю, что основной принцип полета на БОЛЬШИЕ расстояния, это сжатие пространства перед "звездолетом" и растяжение сзади.